Mitoza i mejoza

Mitoza - podział jądra komórkowego, któremu towarzyszy precyzyjne rozdzielenie chromosomów do dwóch jąder potomnych. W jego wyniku powstają jądra potomne, które mają taką samą liczbę chromosomów co jądro dzielące się. Podziały mitotyczne są procesem nieustannie zachodzącym w organizmie, prowadzącym do jego wzrostu i regeneracji. Komórki powstające w procesie mitozy dysponują identycznym materiałem genetycznym, jak komórka rodzicielska. Jest to najważniejsza z różnic między mitozą a mejozą. Podziały mitotyczne zachodzą w diploidalnych komórkach somatycznych i w ich rezultacie powstają inne diploidalne komórki somatyczne.

Główne etapy, czyli fazy mitozy:

Interfaza
a. komórka rośnie i przygotowuje się do podziału
b. intensywna synteza białek, DNA i RNA
c. w środkowym stadium interfazy (faza S, od synthesis - synteza) dochodzi do podwojenia chromosomów (chromatydy siostrzane)
d. powstaje wrzeciono podziałowe wrzeciono kariokinetyczne)
e. dochodzi do podwojenia liczby centrioli (komórki zwierzęce)

Profaza
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

Metafaza
a. rozpad błony jądrowej
b. zanik jąderka
c. następuje przyczepienie wrzeciona podziałowego do centromerów
d. chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki

Anafaza
a. następuje rozdzielenie chromatyd siostrzanych, powstają chromosomy siostrzane
b. chromosomy siostrzane wędrują do przeciwległych biegunów komórki

Telofaza
a. wokół skupisk chromosomów powstaje błona jądrowa
b. wyodrębniają się jądra potomne identyczne z jądrem rodzicielskim

Mejoza - skrót: R! (R - od redukcji) - proces podziału komórki występujący u organizmów rozmnażających się płciowo. Polega na takich podziałach jądra komórki diploidalnej, że w rezultacie powstają 4 komórki haploidalne. Pierwszy podział mejotyczny nazywany jest podziałem redukcyjnym, a drugi zaś podziałem ekwatorialnym. Skrótowo piszemy: mejoza I i mejoza II.
profaza I

leptoten
Chromatyna zaczyna przybierać kształt długich nici, które oplatają jądro. Chromosomy mają rodzaj białkowego rdzenia stanowiącego ich oś. Każdy z chromosomów mejotycznych jest przytwierdzony do otoczki jądrowej za pomocą płytki przyczepowej (attachment plaque). Chromosomy składają się z dwu chromatyd sprawiających wrażenie pojedynczej linii. Tworzy się wrzeciono podziałowe (tzw. kariokinetyczne).

Zygoten
Dochodzi do koniugacji (synapsis). Chromosomy homologiczne łączą się ze sobą za pomocą tworzącego się kompleksu synaptonemalnego. Do łączenia się dochodzi, gdy zetkną się ze sobą dwa końce chromosomów na wewnętrznej stronie jądra. Cały kompleks przesuwa się dalej ku środkowi, swym działaniem przypominając zamek błyskawiczny. Dwa koniugujące chromosomy to biwalent lub tetrada.

Pachyten
Pomiędzy wewnętrznymi chromatydami skoniugowanych chromosomów tworzą się węzły, zwane chiazmami, mającymi ułatwić wymianę materiału genetycznego, czyli crossing-over. Kompleks synaptemalny jest zwarty. Dosyntetyzowywane jest 0,3% DNA.

Diploten
Rozdzielenie chromosomów homologicznych tzw. desynapsis . Kompleks synaptonemalny ulega rozpuszczeniu. Każdy z biwalentów połączony jest poprzez jedną lub więcej chiazm. Intensywna synteza RNA i dekondensacja chromosomów.

Diakineza
Zmniejszenie syntezy RNA, kondensacja chromosomów (grubieją i oddalają się od otoczki jądrowej). Kinetochory każdego z dwu chromosomów tworzących biwalent zlewają się ze sobą. Mikrotubule łączą kinetochor tylko z jednym centromerem. Chromatydy niesiostrzane pozostają połączone w chiazmach, których liczba systematycznie maleje.

Powstanie wrzeciona podziałowego, zanik otoczki jądrowej, ustawienie tetrad w płaszczyźnie równikowej wrzeciona podziałowego

Anafaza I
Rozejście się chromosomów homologicznych do przeciwległych biegunów komórki

Telofaza I
Zaniknięcie wrzeciona, odtworzenie otoczki jądrowej, powstanie dwóch jąder potomnych o liczbie chromosomów zredukowanej do połowy w stosunku do komórki rodzicielskiej.

Przebieg mejozy II
Profaza II
Kondensacja chromosomów, rozejście się centriol

Metafaza II
Zanik otoczki jądrowej, powstanie wrzeciona podziałowego, ustawienie centromerów w płaszczyźnie równikowej komórki

Anafaza II
Oddzielenie chromatyd siostrzanych i ich wędrówka do przeciwnych biegunów komórki

Telofaza II
Przekształcenie chromatyd w chromosomy potomne.

W rezultacie mejozy I dostajemy 2 komórki haploidalne, a kolejny podział, już bez redukcji materiału genetycznego, sprawia, że w wyniku całej mejozy z jednej komórki diploidalnej powstają 4 komórki haploidalne.

Znaczenie mejozy
Podczas mejozy powstaje komórka o zredukowanej liczbie chromosomów, dzięki czemu w procesie zapłodnienia zostaje odtworzona diploidalna komórka. Komórki haploidalne powstające po podziale posiadają nowe kombinacje genów. Wynika to z faktu, że do jąder potomnych wędrują przypadkowe chromosomy spośród chromosomów homologicznych (anafaza I), a poza tym w trakcie mejozy następuje również losowa wymiana części chromatyd chromosomów homologicznych pochodzących od obojga rodziców (crossing-over).