Podział komórki - mitoza i mejoza

Mitoza jest procesem odpowiedzialnym za namnażanie się komórek, w konsekwencji czego powstają komórki potomne, zupełnie podobne do komórki macierzystej, tyle że początkowo od niej mniejsze. Za przekazywanie cech komórkom potomnym odpowiedzialne jest jądro, dlatego też jego podział musi odbywać się w taki sposób, aby jądra komórek potomnych miały dokładnie taką samą zawartość, co jądro komórki macierzystej.

W czasie trwania mitozy wyróżnia się dwa zasadnicze etapy: kariokinezę i cytokinezę. Podczas kariokinezy następuje podział jądra, cytokineza z kolei polega na podziale i przeniesieniu cytoplazmy i zawartych w niej organelli do dwóch komórek potomnych.

Kariokineza jest bardzo skomplikowanym zjawiskiem, podzielonym na pięć następujących po sobie faz:

Profaza.

Stopniowa kondensacja chromatyny, skręcanie się i grubienie nici chromatynowych, wytworzenie chromosomów mitotycznych. Każdy chromosom składa się z dwóch siostrzanych chromatyd połączonych ze sobą w miejscu zwanym centromerem.

Początek tworzenia się wrzeciona kariokinetycznego. Wrzeciono kariokinetyczne jest to układ charakterystycznych włókienek zbudowanych z mikrotubul skupiających się na biegunach dzielącej się komórki. Wrzeciono podziałowe składa się z mikrotubul biegunowych i kinetochorowych.

Prometafaza.

Fragmentacja otoczki jądrowej, zanikanie jąderka.

Łączenie się kondensujących chromosomów z elementami wrzeciona podziałowego w sposób zapewniający prostopadłą orientację chromosomów w stosunku do długiej osi komórki.

Metafaza.

Dalsza kondensacja chromatyny. Nić DNA ulega skróceniu 5-10 tysięcy razy. W pełni uformowane chromosomy, zbudowane z dwóch częściowo rozdzielonych chromatyd, układają się w płytce równikowej wrzeciona kariokinetycznego.

Anafaza.

Szybkie oddzielenie się od siebie siostrzanych chromatyd (połączonych uprzednio w centromerze). Ruch chromatyd ku biegunom komórki poprzez skracanie się włókien wrzeciona kariokinetycznego. Ruch chromosomów jest procesem zsynchronizowanym, przebiegającym z szybkością, która maleje w miarę zbliżania się chromosomów do biegunów komórki. Początek tworzenia się wrzeciona cytokinetycznego.

Telofaza.

Zgromadzenie chromosomów potomnych w dwóch przeciwległych biegunach. Rozluźnianie (dekondensacja) struktury chromosomów (tworzenie nowych jąder). Odtwarzanie jąderka i błony jądrowej (z elementów powstałych w profazie). Zanik wrzeciona kariokinetycznego.

Mejoza

Jądro komórkowe jest magazynem informacji genetycznej. Może mieć różne kształty i wymiary, ale jako typowe uznaje się jądro kuliste o średnicy około 5 μm.

Jądro oddzielone jest od reszty cytoplazmy otoczką jądrową, którą tworzą dwie błony białkowo-lipidowe. Otoczka ta jest poprzebijana licznymi porami, umożliwiającymi przepływ substancji chemicznych pomiędzy jądrem i cytoplazmą. To właśnie wewnątrz niej znajduje się informacja genetyczna w postaci kwasu deoksyrybonukleinowego - DNA.

W komórkach eukariotycznych DNA występuje pod postacią długich nierozgałęzionych (liniowych) cząsteczek. Znane są takie komórki, gdzie jądro zawiera tylko jedną cząsteczkę DNA (komórki jajowe i plemniki pewnego gatunku nicieni) oraz takie, w których jądra posiadają ponad tysiąc cząsteczek DNA (np. paprocie należące do nasięźrzałowych). Zazwyczaj jądra zawierają od kilku do kilkudziesięciu cząsteczek DNA. Są one bardzo cienkie (około 1 nm średnicy) i do tego stosunkowo długie (kilka - kilkanaście cm).

W komórce nie dzielącej się cząsteczki DNA występują w postaci luźnej i tworzą tzw. chromatynę. Jest to kłębowisko poskręcanych ze sobą i powyginanych cząsteczek DNA. Wolne przestrzenie pomiędzy otoczką jądrową, a chromatyną wypełnione są sokiem jądrowym - kariolimfą. Można to sobie wyobrazić jako pojemnik (otoczka) wypełniony płynem (kariolimfą), w którym pływa chromatyna (poskręcane cząsteczki DNA). Taka organizacja umożliwia komórce odczytanie informacji genetycznej zakodowanej w DNA.

Przed podziałem jądra, zarówno mitozą jak i mejozą, następuje podwojenie cząsteczek DNA (tzw. replikacja) - jest to konieczne, żeby jądra potomne dostały odpowiednią ilość materiału genetycznego. Cząsteczki te następnie muszą ulec kondensacji (upakowaniu) do chromosomów. Jest to konieczne, żeby podział mógł zajść szybko i precyzyjnie. Dużo łatwiej jest przecież rozdzielić dwa osobne kłębki włóczki niż plątaninę dwóch nieuporządkowanych lin.

1

---