CD

Mitoza – proces podziału pośredniego jądra komórkowego, któremu towarzyszy precyzyjne rozdzielenie chromosomów do dwóch komórek potomnych. W jego wyniku powstają komórki, które dysponują materiałem genetycznie identycznym z komórką macierzystą. Jest to najważniejsza z różnic między mitozą a mejozą. Mitoza zachodzi w komórkach somatycznych zwierząt oraz w komórkach somatycznych i generatywnych roślin.

Przebieg mitozy:

Interfaza nie jest częścią mitozy. Stanowi część cyklu komórkowego pomiędzy podziałami komórki. Stanowi najdłuższą fazę życia komórki, należącą do cyklu komórkowego. Jest etapem, w którym komórka przygotowuje się do podziału mitotycznego lub mejotycznego. Interfazę stanowią trzy stadia:

Faza G1– poprzedza ją zakończony podział mitotyczny i jest fazą wzrostową komórki. Następuje synteza różnych rodzajów białek, m.in. strukturalnych czy enzymatycznych i zwiększenie organelli, takich jak: mitochondria, czy lizosomy. Komórka w tej
fazie zwiększa swoją masę i objętość, osiągając stadium komórki macierzystej. Pod koniec fazy G1 dochodzi do syntezy specjalistycznych białek regulatorowych, odpowiedzialnych za przejście komórki w fazę S.

Faza S– dochodzi do replikacji DNA, czyli do podwojenia ilości kwasu deoksyrybonukleinowego (z 2c do 4c, gdzie c oznacza ilość DNA). Poza tym zachodzi synteza histonów, a pod koniec fazy replikacja centriol. Proces ten u człowieka zachodzi zazwyczaj w ciągu 8 godzin.

Faza G2– następuje synteza białek wrzeciona podziałowego, głównie tubuliny jak również składników błony komórkowej potrzebnych do jej wytworzenia po zakończonym podziale. Pod koniec fazy G2 dochodzi do syntezy specjalistycznych białek regulatorowych, odpowiedzialnych za przejście komórki w mitozę.

Faza G0– w przypadku, gdy nie dojdzie do wytworzenia białek odpowiedzialnych za przejście faz G1 i G2 do następnego stadium, komórka przechodzi w fazę G0. Interfaza ulega wtedy zatrzymaniu, komórka traci zdolność replikacji DNA i zaczyna się specjalizować. Dotyczy to np. komórek nerwowych czy mięśniowych. W niektórych przypadkach może dojść do powrotu do cyklu komórkowego poprzez stymulację komórek np. hormonami.

Główne etapy, czyli fazy mitozy w komórkach Eukariotycznych:

• Profaza- jest to pierwszy etap podziału komórki eukariotycznej:

a) następuje kondensacja chromatyny

b) chromosomy zaczynają być widoczne

c) ujawnia się struktura chromosomu

d) chromatydy ulegają pogrubieniu, widać miejsce ich złączenia (centromer)

e) formuje się wrzeciono podziałowe (kariokinetyczne)

f ) zanik jąderka

g) centriole rozchodzą się i każda dobudowuje sobie nową

• Metafaza:

a) rozpad błony jądrowej (w tym momencie rozpoczyna się metafaza)

b) następuje przyczepienie wrzeciona podziałowego do centromerów

c) chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki, tworząc płytkę metafazową.

• Anafaza:

a) następuje rozdzielenie chromatyd siostrzanych, powstają chromosomy potomne (jest to właściwym początkiem anafazy)

b) chromosomy potomne wędrują do przeciwległych biegunów komórki

c) podział organelli na równe zespoły

• Telofaza:

a) wokół skupisk chromosomów powstaje błona jądrowa

b) wyodrębniają się jądra potomne identyczne z jądrem rodzicielskim

c) chromosomy ulegają despiralizacji do chromatyny

d) dochodzi do cytokinezy (czasami proces ten dokonuje się już w anafazie)

e) powstają dwie diploidalne komórki potomne

Cytokineza, podział cytoplazmy, ostatnie stadium w procesie podziału komórki na dwie identyczne komórki potomne. Cytokineza następuje po podziale jądra komórkowego. U zwierząt zachodzi przez powstanie bruzdy przewężającej, która ostatecznie dzieli komórkę, natomiast u roślin zachodzi poprzez wytworzenie nowej ściany komórkowej.

Chromosom metacentryczny – typ morfologiczny chromosomu, w którym centromer jest położony dokładnie w połowie długości chromosomu. Ramiona chromosomu metacentrycznego mają równą długość.

Chromosom submetacentryczny - chromosom, w którym centromer położony jest w pobliżu środka chromosomu, ale nie w środku, co sprawia, że podczas metafazy i anafazy przybiera kształt litery L. Położenie centromeru jest stałe, dlatego chromosom submetacentryczny wykazuje ten sam kształt we wszystkich komórkach danego osobnika.

Chromosom telocentryczny – jest to chromosom, w którym centromer położony jest na końcu chromosomu, dlatego posiada tylko jedną parę ramion długich. Ten typ chromosomu nie występuje w kariotypie człowieka.

Mejoza– proces podziału redukcyjnego jądra komórkowego, z którego powstają 4 jądra o połowie chromosomów (po jednym z każdej pary) komórki macierzystej. Podziałowi mejotycznemu ulegają komórki generatywne zwierząt oraz niektóre komórki somatyczne roślin (komórki macierzyste zarodników). W przypadku królestwa protista wyróżnia się 2 rodzaje mejozy: mejozę pregamiczną (poprzedzającą powstanie gamet) oraz mejozę postgamiczną (następującą po powstaniu gamet). Podczas mejozy zachodzą dwa sprzężone ze sobą podziały:

• I podział mejotyczny (mejoza I – podział redukcyjny)
• II podział mejotyczny (mejoza II – podział zachowawczy, czyli ekwacyjny; przebieg podobny jak w mitozie)

Profaza I

Wykształcenie się włókienka podziałowego (kariokinetycznego); kondensacja chromatyny do chromosomów jest długa i składa się z 5 stadiów:

• leptoten – chromosomy wyodrębniają się jako pojedyncze cienkie nici
• zygoten – zachodzi synteza zygDNA, a chromosomy homologiczne układają się w pary (koniugują ze sobą), tworząc biwalenty, nazywane inaczej tetradami - cztery chromatydy chromosomów homologicznych (tetra - cztery); liczba biwalentów stanowi połowę liczby chromosomów z leptotenu

Na tym etapie kończy się mejoza u ssaków niepłodnych.

• pachyten – na przebiegu systematycznie tworzącego się kompleksu synaptonemalnego powstają węzły rekombinacyjne, zadaniem których jest ułatwienie procesu wymiany między chromosomami; zachodzi proces Crossing-over w miejscach zwanych chiazmami.
• diploten – pary chromatyd chromosomów siostrzanych rozchodzą się, ale pozostają złączone w punktach zwanych chiazmami. Każdy biwalent jest połączony przez jedną lub więcej chiazm.
• diakineza – zanika otoczka jądrowa i jąderko, zachodzi maksymalna spiralizacja chromosomów w biwalentach, tworzą się włókna wrzeciona kariokinetycznego, chromosomy homologiczne połączone są chiazmami

Zmniejszenie syntezy RNA, kondensacja chromosomów. Kinetochory każdego z dwóch chromosomów tworzących biwalent zlewają się ze sobą. Mikrotubule łączą kinetochor tylko z jednym centromerem. Chromatydy niesiostrzane pozostają połączone w chiazmach, których liczba systematycznie maleje.

Metafaza I

Biwalenty ustawione w płaszczyźnie równikowej (gwiazda macierzysta), mikrotubule wrzeciona kariokinetycznego połączone z nimi poprzez kinetochory. Wrzeciono gotowe. Wykształcają się włókienka.

Anafaza I

Włókna wrzeciona skracają się i odciągają chromosomy do biegunów komórki – następuje redukcja liczby chromosomów.

Telofaza I

Odtwarzanie się otoczek jądrowych. Chromosomy częściowo ulegają despiralizacji, następuje cytokineza i powstają dwie komórki potomne, które mają o połowę mniej chromosomów niż komórka macierzysta.

Przebieg mejozy II

Profaza II

Formowanie nowego wrzeciona podziałowego, zanika otoczka jądrowa.

Metafaza II

Kończy się tworzenie wrzeciona podziałowego. Centromery chromosomów ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki. Nici białkowe wrzeciona łączą się z centromerami.

Anafaza II

Wrzeciono podziałowe kurczy się, centromery pękają, czego skutkiem jest oddzielenie się chromatyd.

Telofaza II

Odtworzenie otoczki jądrowej wokoło skupisk chromosomów potomnych – wyodrębnienie się jąder potomnych, despiralizacja chromosomów do chromatyny.

Cytokineza

Następuje podział cytoplazmy.

W rezultacie mejozy I tworzą się 2 komórki haploidalne (1n) o podwojonej liczbie materiału genetycznego (2c), a kolejny podział sprawia, że w wyniku całej mejozy z jednej komórki diploidalnej powstają 4 komórki haploidalne.

Chiazma – miejsce skrzyżowania i połączenia się chromatyd niesiostrzanych. Chiazmy powstają w czasie koniugacji chromosomów homologicznych w profazie mejozy.

Terminalizacja chiazm- przesunięcia ich ku końcom chromosomów.