Mitoza Mejoza

Podział komórki, proces, który odbywa się we wszystkich organizmach żywych i prowadzi do powstania dwu (lub więcej) komórek potomnych. Podział komórki zaczyna się od podziału jądra komórkowego (mitoza, mejoza). Następuje wówczas przekazanie informacji dziedzicznej do jąder potomnych.


Mitoza, kariokineza, podział jądra komórkowego (kariokinetyczny, pośredni), w trakcie, którego chromosomy dzielą się wzdłuż na dwa chromosomy siostrzane, wskutek czego w jądrach potomnych znajdują się dwa (diploidalne), identyczne zespoły chromosomów zawierające identyczną informację genetyczną.

Mitoza dzieli się na kilka faz:
1) Profaza, kiedy to chromosomy ulegają spiralizacji, wzrasta ich barwliwość i widoczny staje się ich podział podłużny na dwie chromatydy, zanika błona jadrowa i jąderka.
2) Metafaza, w czasie, której silnie skręcone chromosomy grupują się w środku komórki tworząc tzw. płytkę równikową. W toku profazy i metafazy wykształca się wrzeciono podziałowe.
3) Anafaza, chromatydy ulegają całkowitemu rozdzieleniu i jako chromosomy siostrzane są przemieszczane do przeciwległych biegunów przez nici ciągnące wrzeciona podziałowego, przyczepione do centrosomów.
4) Telofaza, chromosomy ulegają despiralizacji, wokół jąder potomnych powstaje błona jądrowa i odtwarzają się jąderka.

Po zakończeniu telofazy zwykle następuje podział cytoplazmy, czyli cytokineza. W stadium międzypodziałowym (interfazie) następuje replikacja DNA (czyli podwojenie) umożliwiajace następny podział jądra. Mitoza trwa od 0,5 do 2 godz., natomiast interfaza od 10 do 20 godz. Przebieg mitozy jest podobny w komórkach roślinnych i zwierzęcych.

Crossing-over, proces polegający na wymianie odcinków między chromatydami chromosomów homologicznych, złączonych w parę w profazie pierwszego podziału mejotycznego, kiedy chromatydy tworzą tzw. chiazmy (skrzyżowania). Crossing-over prowadzi do powstania nowych układów genów, co w efekcie daje nową kombinację cech organizmów.





















Mejoza, kariokineza redukcyjna, podział redukcyjny jądra komórkowego zachodzący w procesie powstawania komórek rozrodczych (gamety, mejospory), prowadzący do redukcji liczby chromosomów do połowy, co umożliwia odtworzenie pierwotnej liczby chromosomów w zygocie.
Rozdział chromosomów homologicznych (ojcowskich i matczynych) do dwóch jąder potomnych jest przypadkowy, wskutek czego następuje wymieszanie cech rodzicielskich w komórkach rozrodczych potomka, a ponadto dzięki wymianie segmentów między chromosomami homologicznymi w procesie crossing-over powstać mogą nowe kombinacje genów.
Mejoza obejmuje dwa kolejne, bezpośrednio po sobie następujące podziały jąder, które, podobnie jak w przypadku mitozy, podzielić można na cztery główne fazy:
1) profaza I - chromosomy ulegają silnemu skróceniu wskutek spiralizacji nici chromatynowych, przy czym chromosomy homologiczne pochodzące od organizmu ojcowskiego i matecznego łączą się wzdłuż parami, tworząc tzw. biwalenty, każdy złożony z 4 chromatyd (koniugacja), w trakcie tego połączenia między chromatydami zachodzić może wymiana odcinków, zwana crossing-over, czyli wymiana materiału genetycznego, pod koniec profazy I zanika błona jądrowa i jąderka,
2) metafaza I - wytwarza się wrzeciono podziałowe, a biwalenty układają się w płaszczyźnie równikowej,
3) anafaza I - następuje całkowity zanik połączeń między chromosomami w biwalentach, chromosomy rozchodzą się do przeciwległych biegunów, przy czym podział ten jest losowy, niezależny od ich pierwotnej przynależności do genomu ojcowskiego lub matecznego, a w każdym jądrze potomnym znajduje się tylko jeden chromosom z danej pary,
4) telofaza I - dookoła dwóch jąder potomnych o zredukowanej liczbie chromosomów odtwarza się błona jądrowa.

Po krótkiej fazie przejściowej (interfaza) następuje drugi podział mejotyczny o przebiegu identycznym jak w mitozie:
1) w metafazie II połączone dotąd centromerami chromatydy poszczególnych chromosomów rozdzielają się,
2) w anafazie II rozchodzą do przeciwległych biegunów,
3) w telofazie II odtwarzana jest błona jądrowa i jąderka.

Po każdym z podziałów lub dopiero po drugim następuje podział komórki. W końcowym efekcie w wyniku mejozy powstają 4 komórki potomne o zredukowanej (haploidalnej) liczbie chromosomów. Mejoza jest procesem znacznie dłuższym od mitozy, szczególnie długa jest profaza I u roślin, która może trwać od kilku do kilkudziesięciu dni. Ogólny przebieg mejozy jest jednak podobny w komórkach roślin i zwierząt.


Replikacja DNA, podwajanie się cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego (mającej postać podwójnej spirali). Replikacja zaczyna się rozwijaniem i rozdzielaniem komplementarnych łańcuchów polinukleotydowych DNA. Każdy pojedynczy łańcuch służy następnie jako matryca do budowy nowego pojedynczego łańcucha, przy czym kolejność zasad azotowych w łańcuchu warunkuje kolejność zasad w dobudowującym się nowym łańcuchu.

W rezultacie ze starej spirali DNA powstają dwie nowe, z których każda zawiera po jednym "starym" i jednym "nowym" łańcuchu. Replikacja DNA zachodzi w jądrze komórkowym w stadium międzypodziałowym i poprzedza podział jądra komórkowego na jądra potomne, do których przekazywana jest informacja genetyczna identyczna z zawartą w jądrze wyjściowym.

Błędy w replikacji (zmiany w sekwencji zasad w cząsteczce DNA) mogą spowodować powstanie mutacji. Replikacja DNA zachodzi bardzo szybko, u bakteriofagów trwa np. tylko kilka sekund, u roślin wyższych może przebiegać równocześnie w kilku miejscach chromosomu.