Podziały komórkowe - mitoza, mejoza (opracowanie, opisy, ilustracje), Notatki z Biologia

Pobierz Podziały komórkowe - mitoza, mejoza (opracowanie, opisy, ilustracje) i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity!

Podziały komórkowe – mitoza , mejoza

Na podział komórki składają się dwa procesy:

• podział jądra komórkowego, czyli kariokineza ,
• podział cytoplazmy, czyli cytokineza. Wyróżnia się dwa typy podziału jądra komórkowego: mitozę i mejozę. Terminy te stosuje się również w odniesieniu do całej komórki. Mitoza To najczęściej spotykany podział. W naszym organizmie tak dzielą się wszystkie komórki z wyjątkiem komórek rozrodczych. Komórki takie nazywamy komórkami somatycznymi (dokładnie: budujące ciało). W wyniku mitozy powstają dwa jądra potomne o takiej samej informacji genetycznej i takiej samej liczbie chromosomów jak komórka macierzysta. Mitoza przebiega w czterech fazach. Należy jednak pamiętać, że jest to proces ciągły, a nie zachodzący etapami, a wyodrębnienie faz ma na celu jedynie ułatwienie jego opisu. Faza 1 - profaza Jest to początek podziału. Podczas tej fazy można zaobserwować następujące zjawiska:
• chromatyna wypełniająca jądro komórkowe zaczyna się zagęszczać (fachowo: spiralizować). W efekcie coraz lepiej widać struktury zwane chromosomami. Po pewnym czasie widoczna staje się budowa chromosomów: każdy z nich składa się z dwóch podłużnych połówek zwanych chromatydami. Chromatydy są ze sobą złączone w miejscu zwanym centromerem. Chromatydy wchodzące w skład chromosomu to dwie identyczne cząsteczki DNA, powstałe podczas replikacji w fazie S. Tym samym każda z dwóch chromatyd jest nośnikiem tej samej informacji genetycznej;
• rozpoczyna się zanikanie błony jądrowej;

• na terenie cytoplazmy, z białek powstają włókienka tworzące wrzeciono podziałowe. Skupiają się one przy dwóch przeciwległych biegunach komórki. Faza 2 - metafaza Podczas tej fazy:
• zanika całkowicie błona jądrowa
• chromosomy ustawiają się w środkowej części komórki; do każdego z nich w centromerze dołączone są dwa włókienka wrzeciona podziałowego w ten sposób, że ich drugie końce znajdują się na przeciwległych biegunach komórki. Faza 3 - anafaza Następuje skurcz włókien wrzeciona podziałowego. Skutkiem tego jest pęknięcie centromerów i odciąganie poszczególnych chromatyd w przeciwne strony. W tym momencie nastąpiło precyzyjne rozdzielenie materiału genetycznego , a chromatydy stały się oddzielnymi chromosomami. Faza 4 - telofaza Teraz następuje już zakończenie procesu. Polega ono na odbudowie błony jądrowej i powstaniu dwóch jąder potomnych. Struktura chromosomów zaczyna się rozluźniać i przestają one być widoczne. W tym czasie rozpoczyna się też proces cytokinezy i po jego zakończeniu otrzymujemy dwie identyczne komórki potomne. Mitoza jest podziałem zachodzącym w komórkach somatycznych. Skutkiem mitozy jest powstanie dwóch komórek potomnych identycznych pod względem genetycznym z komórką macierzystą i posiadających taką samą jak ona liczbę chromosomów.

Mejoza Ten typ podziału jądra komórkowego zachodzi przy powstawaniu gamet (czyli plemników i komórek jajowych). Celem mejozy jest zredukowanie o połowę liczby chromosomów. Jest to konieczne do prawidłowego zapłodnienia - w przeciwnym przypadku zygota, a potem rozwijający się z niej organizm miałyby dwa razy więcej chromosomów niż powinny. Na proces mejozy składają się dwa podziały , podobnie jak w mitozie podzielone na fazy.

Pierwszy podział mejotyczny

Faza 1 - profaza Zachodzą tu zjawiska podobne do tych, które miały miejsce w mitozie, czyli przede wszystkim zaczynają być widoczne chromosomy. Pierwszą różnicą jest fakt, że układają się one obok siebie parami. Pary chromosomów nie dobierają się przypadkowo - są one sobie „przypisane” i nazywane chromosomami homologicznymi. Chromosomy homologiczne to pary chromosomów o takiej samej budowie i zawierające takie same geny, ale różniące się pochodzeniem - jeden z nich pochodzi od ojca, a drugi od matki. Znajdujące się obok siebie pary chromosomów homologicznych nazywane są biwalentami. Każdy chromosom, podobnie jak w mitozie, składa się z dwóch chromatyd. W obrębie biwalentu dochodzi do bardzo ważnego zjawiska polegającego na wymianie odcinków chromatyd pomiędzy chromosomami homologicznymi. Zjawisko to nazywane jest crossing-over i jest jedną z ważniejszych przyczyn zmienności organizmów. Podobnie jak w mitozie zanika również błona jądrowa i powstaje wrzeciono podziałowe.

Faza 2 - metafaza Biwalenty układają się w centralnej części komórki. Każdy z chromosomów homologicznych połączony jest z włóknem wrzeciona podziałowego, przy czym włókna przyłączone do chromosomów homologicznych biegną w przeciwnych kierunkach. Faza 3 - anafaza Następuje skurcz włókien wrzeciona i pary chromosomów homologicznych odciągane są od siebie. Całe chromosomy wędrują w przeciwne strony. W tym momencie następuje redukcja liczby chromosomów. Faza 4 - telofaza Chromosomy są skupione przy przeciwległych biegunach komórki, zaczyna się cytokineza, ale komórki potomne nie rozdzielają się i wchodzą w następny podział. Podczas pierwszego podziału mejotycznego następuje redukcja liczby chromosomów, dlatego nazywany on jest podziałem redukcyjnym. Po całkowitym zakończeniu I podziału mogłyby powstać dwie komórki potomne o zredukowanej o połowę liczbie chromosomów. Jednak każdy z chromosomów nadal składa się z dwóch chromatyd, a więc ma podwojony materiał genetyczny. Aby pozbyć się tego nadmiaru, konieczny jest jeszcze jeden podział. Celem drugiego podziału jest wyrównanie ilości materiału genetycznego w komórkach potomnych.

Drugi podział mejotyczny

Podział ten jest w zasadzie mitozą. Różni się od „klasycznej” mitozy jedynie bardzo krótką profazą. Jest to dość zrozumiałe - chromosomy jeszcze nie zdążyły się rozluźnić, błona jądrowa nie powstała, pozostaje tylko budowa wrzeciona podziałowego. Pozostałe fazy przebiegają identycznie jak w mitozie. Końcowym efektem jest powstanie czterech komórek potomnych.

Porównanie mitozy i mejozy Mitoza Mejoza Rodzaj komórek, w których zachodzi podział somatyczne macierzyste gamet Ilość podziałów komórki macierzystej

Ilość komórek potomnych 2 4 Ilość chromosomów Taka sama jak w komórkach macierzystych O połowę mniejsza niż w komórkach macierzystych Ważniejsze wydarzenia podczas podziału Chromosomy rozdzielane są na chromatydy, które stają się chromosomami potomnymi. Chromosomy homologiczne tworzą biwalenty. Może zachodzić zjawisko crossing-over. Najpierw rozdzielane są pary chromosomów homologicznych (I podział), a dopiero potem poszczególne chromosomy rozdzielane są na chromatydy (II podział).