MITOZA I MEJOZA:
Podstawowym zadaniem fazy M jest precyzyjny rozdział i segregacja chromosomów, zreplikowanych w fazie S, do dwóch komórek potomnych. Pojedyncze cząsteczki DNA ulegają kondensacji w chromosomy z udziałem kompleksów białkowych kondensyn. Dwie chromatydy siostrzane połączone są przez inne kompleksy białkowe kohezyny. Te dwie grupy białek ułatwiają rozdzielanie chromatyd w czasie mitozy. Zarówno mitozę jak i cytokinezę przeprowadza złozona maszyneria cytoszkieletowa.
1. MITOZA: Tradycyjnie dzieli się na 6 etapów, w których zachodzą liczne niezależne procesy dotyczące : chromosomów, cytoszkieletu i centrosomów, w celu utworzenia dwóch genetycznie identycznych komórek potomnych:
PROFAZA Następuje kondensacja chromatyny(rozpoczyna się pod wpływem fosforylacji histonu H1). Chromosomy tworzą chromatydy siostrzane. Widoczne są kinetochory. Chromosomy profazowe są dłuższe niż metafazowe. Ujawnia się struktura chromosomu. Widoczna jest otoczka jądrowa. Na terenie cytoplazmy organizuje się wrzeciono podziałowe (struktura podziałowa pomiędzy dwoma biegunami), z mikrotobul i białek towarzyszących.
PROMETAFAZA Rozpoczyna się rozpadem otoczki jądrowej i zanikiem jąderka; chromosomy łączą się z mikrotobulami wrzeciona kariokinetycznego i przemieszczają się do płaszczyzny równikowej komórki. Przemieszczenie to kończy prometafaze.
METAFAZA Uwolnione z jądra komórkowego chromosomy przemieszczają się w rejon równika wrzeciona podziałowego. Następuje przyczepienie się wrzeciona podziałowego do centromerów. Parzyste MT kinetochorowe na każdym chromosomie przyczepiają się do przeciwległego biegunów wrzeciona. Chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki, tworząc płytkę metafazową. Składniki cytoplazmy (m.in. mitochondria, lizosomy) są przemieszczane ku biegunom komórki , tak by mogły wejść do komórek potomnych w możliwie równych ilościach.
ANAFAZA W anafazie parzyste chromatydy synchronicznie rozdzielają się i tworzą po dwa chromosomy potomne, na skutek rozkładu białek kohezyn. Odciągane są do odpowiedniego bieguna. MT kinetochorowe skracają się, a bieguny wrzeciona także oddalają się od siebie. Dzięki temu chromosomy rozdzielają się.
TELOFAZA Podczas telofazy dwa zespoły chromosomów potomnych docierają do biegunów wrzeciona. Wokół każdego z nich odtworzona zostaje otoczka jądrowa i uformowane są dwa nowe jądra komórkowe. Na tym kończy się mitoza. Podział cytoplazmy nastąpi po utworzeniu pierścienia kurczliwego. Powstają dwie diploidalne komórki potomne.
CYTOKINEZA
W czasie cytokinezy komórki zwierzęcej cytoplazma dzieli się na 2 części przez pierścień kurczliwy, utworzony z filamentów aktyny i miozyny. Pierścień zaciskając się w cytozolu, tworzy 2 komórki potomne, z których każda ma jedno jądro komórkowe.
2.MEJOZA Podziałowi temu ulegają komórki generatywne zwierząt oraz niektóre komórki somatyczne roślin (komórki macierzyste zarodników). Jest to podział, który prowadzi do redukcji materiału genetycznego w jądrach komórkowych czterech komórek potomnych - powstają 4 jądra zawierające połowę chromosomów (po jednym z każdej pary) komórki macierzystej. Zapewnia stałą liczbę chromosomów w kolejnych pokoleniach organizmów, które rozmnażają się płciowo; zapobiega podwajaniu informacji genetycznej w czasie łączenia komórek biorących udział w procesie płciowym. Prowadzi do zmniejszenia informacji genetycznej dzięki procesowi crossing-over i losowemu rozejściu się chromosomów w czasie podziału. Podczas mejozy zachodzą dwa sprzężone ze sobą podziały : mejoza I i II.
PROFAZA I: 1.Leptoten- z chromatyny powstają chromosomy w postaci cienkich nici; 2.Zygoten- w wyniku koniugacji chromosomów homologicznych tworzą się biwalenty (chromosomy homologiczne) 3.Pachyten- chromosomy dzielą się podłużnie na dwie chromatydy, w wyniku czego tworzą się tetraedry ( w jednej tetradzie znajdują się 4 chromatydy). Chromosomy skręcają się i grubieją, zachodzi crossing-over, czyli wymiana odcinków chromatyd, chromosomów homologicznych. 4.Diploten- pary chromatyd rozchodzą się, ale pozostają złączone w punktach, nazwanych chiazmami. Rozdzielają się chromosomy homologiczne. Zmniejsza się synteza RNA. Każdy z biwalentów połączony jest poprzez jedną lub więcej chiazm. 5.Diakineza- zanika otoczka jądrowa i jąderka, zachodzi maksymalna spiralizacja chromosomów w biwalentach, tworzą się włókna wrzeciona kariokinetycznego, chromosomy homologiczne łączą się w chiazmy. Zmniejsza się synteza RNA, kondensują chromosomy(grubieją i oddalają się od otoczki jądrowej). Kinetochory każdego z dwóch chromosomów tworzących biwalenty zlewają się.
METAFAZA I Biwalenty ustawione są w płaszczyźnie równikowej (gwiazda macierzysta), mikrotubule wrzeciona kariokinetycznego połączone są z nimi poprzez kinetochory. Wrzeciono jest ukształtowane.
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.
PROFAZA II Formuje się nowe wrzeciono podziałowe, 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, wyodrębnienie się jąder potomnych, despiralizacja chromosomów do chromatyny.
CYTOKINEZA Podział cytoplazmy. W rezultacie mejozy tworzą się 2 komórki haploidalne(1n) o podwojonej liczbie materiału genetycznego(2c), a kolejnym podziale w wyniku ciągłej mejozy z jednej komórki diploidalnej powstają 4 komórki haploidalne.
2.1.Cytokineza- podział cytoplazmy w komórce zwierzęcej i roślinnej
W komórkach zwierzęcych- w płaszczyźnie równikowej dzielącej się komórki tworzy się tzw. pierścień kurczliwy, utworzony przez filamenty aktynowe i miozynowe, który zaciskając się tworzy bruzdę podziałową. Pod bruzdą podziałową zlokalizowane są pęcherzyki siateczki śródplazmatycznej , które łączą się, pomagają rozdzielić cytoplazmę oraz odtworzyć błonę komórkową. Cytoplazma rozdzielana jest pomiędzy dwie komórki potomne.
W komórkach roślinnych- w płaszczyźnie równikowej, pomiędzy grupami rozdzielanych chromosomów, tworzy się fragmoplast kierujący transportem pęcherzyków. Pęcherzyki te układają się w płaszczyźnie równikowej, łącząc się ze sobą, powoli budują ścianę komórkową, która rozdziela cytoplazmę na dwie.