Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Mitoza vs Mejoza
- 4 stadija mitoze
- Profaza: Nuklearna membrana se otapa
- Metafaza: vlakna vretena pričvršćuju se na kromosome
- Anafaza: Kad se sestre kromatide razdvoje
- Telofaza: oblik novih nuklearnih membrana i stanične dijeli
Sva živa bića sačinjena su od stanica. Neke imaju samo jednu stanicu, poput bakterija, arheja, a neke biljke, gljivice i druge jednostanične organizme. Mnoga su živa bića višećelijska, uključujući sve životinje i većinu biljnih vrsta. Sve vrste, međutim, započinju život kao jedna stanica, čak i ljudi. Bez diobe stanica život ne bi mogao postojati. Organizmi koriste diobu stanica da bi se razmnožavali, kao i da bi rasli (ako organizam čini više od jedne stanice). Stanice u vašem tijelu često se pripremaju ili dijele; neki se podijele nekoliko desetaka puta tijekom svog životnog vijeka. Ostale ćelije su s vama cijeli život, a jedini trenutak kada se podijele je kada se prvo odvoje od druge ćelije.
Iako ćelije imaju različitu stopu kojom se dijele, pomno koreografirana rutina rasta i dijeljenja stanica je ista od stanice do stanice, bilo da se događa u rastućem ljudskom embriju ili u studentu koji čeka da se slomljena kost zacijeli ili čak u nedavno posađenom sjemenu u vrtu tek počinju klijati mladice. Ta se kontinuirano ponavljajuća rutina naziva stanični ciklus, a sastoji se od dvije glavne faze: interfaza i mitoza. Ove dvije faze uključuju nekoliko koraka. Mitoza je faza staničnog ciklusa u kojoj stanica kopira svoje genetske podatke i duplicira jezgro, tako da se stanica može podijeliti na dva dijela.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Stanični ciklus je kontinuirana, ponavljajuća funkcija živih stanica u kojima rastu i dijele se. Prva faza staničnog ciklusa je interfazna, koja se sastoji od tri stupnja: faza jaza 1, faza sinteze i faza presjeka 2. Druga faza je mitoza koja ima četiri stupnja: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Tijekom mitoze, jezgro replicira svoj genetski materijal i dijeli se, što rezultira u dvije identične stanice kćeri.
Mitoza vs Mejoza
Ljudi često zbunjuju pojmove mitoza i mejoza. Oni su usko povezani pojmovi, jer oboje imaju veze s diobom stanica, ali također su različiti procesi, s temeljno različitim ishodima. Važno je znati razliku. Stanični ciklus je kontinuirano obnavljajući proces u kojem stanice organizma rastu, pripremaju se za podjelu, dijele i počinju iznova. Mitoza je faza staničnog ciklusa u kojoj se dijele. Stanice imaju nešto što se naziva plahovitim brojem - ovo je broj kromosoma u stanici. Prikazana je varijablom N. U ljudi su kromosomi grupirani u parove, zbog čega su ljudske stanice (s izuzetkom stanica reprodukcije) diploidne, ili 2N. Mitoza rezultira u dvije kćeri koje su genetski identične izvornoj stanici, a obje imaju 2N ploidni broj. U nekim vrstama mitoza može, na primjer, rezultirati kćernim stanicama koje su 4N ili 7N ili N, ali uvijek će imati isti gluhi broj kao matična stanica.
Mejoza je odvojeni proces diobe stanica u vrstama koje se bave seksualnom reprodukcijom. Koristi se za gametogenezu, a to je kako tijelo stvara gamete, odnosno spolne stanice. Kod ljudi su ove stanice spermatozoidi (spermatozoidi) i jajne stanice (jajašca). 2N stanica prolazi niz koraka stanične diobe koji su slični, ali nisu isti kao oni u mitozi kako bi se stvorile kćeri stanice. I u mitozi i u mejozi stanična dioba rezultira time da matična stanica zamijeni kćerne stanice. Za razliku od mitoze, mejoza rezultira u četiri kćeri stanice, a ne u dvije i one nisu jednake jednakoj drugoj jer rekombiniraju svoje genetske podatke. Nadalje, svaka od četiri kćeri stanice ima prkosan broj N.
Budući da mnoge vrste nisu diploidne kao što su ljudi, stanice kćeri gameta drugih vrsta možda neće imati plišasti broj N, ali bit će polovine ili haploidne, ma koji glasivi matični stanič bio. Razlog za to je zato što će se tijekom spolne reprodukcije jedna od tih haploidnih gameta stopiti s haploidnom gametom pojedinca, obično različitog spola, tvoreći diploidnu zigotu s jedinstvenim genomom.U ljudi se to događa kada se sperma stapa s jajašcem, započinjući trudnoću. Rezultirajuća zigota izrast će u zametak, a potom i plod, a rezultirajući čovjek će imati genetski kod različit od ikoga prije, zbog genetske rekombinacije koja se događa tijekom mejoze. Saznajte više o sličnostima i razlikama između mitoze i mejoze u staničnom rastu i seksualnoj reprodukciji.
4 stadija mitoze
Četiri stadija mitoze su:
Poznate su i kao faze mitoze, odnosno podfaze mitoze. Ponekad se dodaje stupanj između prvog i drugog, koji se naziva prometafaza. Bez obzira na to koliko je stupnjeva opisano, podjele su umjetne i ne utječu na ono što se događa na staničnoj razini. Znanstvenici smatraju da su ove faze korisne za razumijevanje i međusobnu komunikaciju o mikrobiologiji. U prirodi se, međutim, stanični ciklus odvija fluidno i kontinuirano, bez stanki što signalizira kraj metafaze i početak anafaze. Prije nego što počne mitoza, interfaza mora završiti. Interfaza je dio staničnog ciklusa u kojem stanica raste i obavlja svoj posao, bilo da je riječ o živčanoj stanici, stanici glatkog mišića ili stanici vaskularnog tkiva u stabljici biljke. Postoje tri stupnja međufaze, a to su:
Tijekom faza jaza stanica raste. Tijekom S faze, stanica nastavlja obavljati svoje svakodnevne zadatke, ali također preslikava svoj DNK. To znači da stvara kopiju svakog pojedinog kromosoma u svom genomu. Do kraja S faze u jezgri ima dvostruko više kromosoma. Svaka identična kopija kromosoma povezana je nečim što se naziva centromerom, a sada se cijeli par naziva kromosomom, dok se svaki pojedinac naziva sestrinskim kromatidom. Oni će tako ostati sve do prolaska kroz mitozu, koja počinje na kraju Gap faze 2.
Profaza: Nuklearna membrana se otapa
Profaza je prvi i najduži od četiri stadija mitoze. Profazi treba oko 36 minuta da se završi u ljudskim stanicama. Centriole, koje su građene od mikrotubula koje se nalaze u blizini jezgre stanice, premještaju se na suprotne strane ćelije. Centriole su dio većih struktura koje se nazivaju centrosomi. Kasnije će one igrati važnu ulogu u dijeljenju jezgre. Nuklearna ovojnica se otapa, a kromosomi slobodno lebde. DNA se kondenzira vrlo čvrsto oko vlakana kromatina, čineći kromosome dovoljno glomaznim da se vide pod mikroskopom. U drugim vremenima tijekom staničnog ciklusa, nisu vidljive. Ova kondenzacija pojednostavljuje nuklearnu podjelu nakon što se kromosomi počnu kretati unutar ćelije, u kasnijim fazama.
Metafaza: vlakna vretena pričvršćuju se na kromosome
Metafaza je kratka faza, traje samo tri minute. Tijekom metafaze, mikrotubule koje rastu (umnožavaju se) iz centriola na staničnim polovima dopiru do kromosoma. Počinju se vezati za kromosome. Pričvršćuju se na snopove proteina na centromerama nazvanim kinetochores. Mikrotubule se nazivaju i vretenasta vlakna. Postoje i druga vretenasta vlakna koja rastu iz centriola, koja se ne pričvršćuju na kromosome, ali dopiru do vretenastih vlakana koja rastu sa suprotne strane i pričvršćuju se jedno uz drugo. Vretenasta vlakna koja se pričvršćuju na kromosome nazivaju se kinetohore mikrotubule, dok se one koje se međusobno pričvršćuju nazivaju interpolarni mikrotubuli. Kinetochore mikrotubule poredaju kromosome duž srednje razine stanice koja se naziva metafazna ploča. Ovo je zamišljena linija koja se nalazi na pola puta između svakog centriola na staničnim polovima. Hromosomi se crtaju duž ove ploče kako bi se pripremili za sljedeći korak. Neki znanstvenici primjećuju intermedijarnu fazu prije metafaze koja se naziva prometafaza, a koja ima neke značajke profaze i neke značajke metafaze, dok mnogi znanstvenici ne.
Anafaza: Kad se sestre kromatide razdvoje
Treći stadij mitoze naziva se anafaza. Poput metafaze, traje samo tri minute. Anafaza započinje tek kad su tijekom metafaze ispunjeni određeni uvjeti. Svaki kromosom ima centromere na sebi, koji povezuje sestrinske kromatide zajedno. Tijekom metafaze, jedno vreteno vlakno koje izvire iz svakog centrosoma - osi na suprotnim polovima stanice - mora se pričvrstiti u centromere kromosoma. Stanica se ne kreće prema naprijed prema anafazi sve dok na svakom kromosomu nisu pričvršćena dva vretenasta vlakna. Ako su oba vretena na bilo kojem od kromosoma iz istog centrosoma, to će također spriječiti da se stanica pomakne naprijed prema anafazi. Stanični ciklus ima mnogo kontrolnih točaka kako bi se osiguralo da se pogreške ne dogode, jer pogreške uzrokuju genetske mutacije.
Tijekom metafaze, svaka se vretenasta vlakna pričvrstila na centromere na takav način da je bila pričvršćena na jednu sestrinsku kromatidu ili drugu. Tijekom anafaze, vretenasta vlakna se skraćuju, što uzrokuje da se sestrinske kromatide odvoje i odmaknu jedna od druge prema suprotnim stranama stanice. Kad se odvoje, centromera se također dijeli, a jedna polovica ide sa svakom sestrom kromatidom. Plaidni broj uvijek je broj koliko kromosoma ima u stanici, a broj kromosoma uvijek je broj koliko centromera u stanici. Kad su se centromeri podijelili na dva dijela, svaki je postao svoj centrometar, a to znači da je svaka sestrinska kromatida postala svoj vlastiti kromosom. To zauzvrat znači da se lukav broj za sada udvostručio. U ljudskoj somatskoj (ne reproduktivnoj) stanici, gdje je prije bilo 2N ili 46 kromosoma, sada ima 4N ili 92 kromosoma. Četrdeset i šest se kreće na jednom kraju ćelije, a četrdeset i šest na drugi kraj. Tijekom anafaze interpolarni mikrotubuli također djeluju na potiskivanje i povlačenje stanice tako da se isteže i postane duguljasta. To proširuje udaljenost između dva centrosoma.
Telofaza: oblik novih nuklearnih membrana i stanične dijeli
Telofaza je završni dio četiri stadija mitoze, a u ljudskim stanicama traje 18 minuta. Hromosomi završavaju svoju migraciju prema dva pola stanice. U ljudskoj stanici to znači da sada na svakom polu ima 46 kromosoma. Vlakna vretena koja su povukla kromosome tamo se raspršuju. Hromosomi se ponovo odmotavaju, dok se u isto vrijeme oko svake dvije skupine formira nuklearna membrana. To tvori dvije nove jezgre. Istodobno se događa proces zvan citokineza, koji ostatak stanice dijeli na dvije odvojene kćerke stanice i vraća ploidni broj od 4N do 2N, jer će svaka nova stanica ponovno imati isti broj kromosoma kao i izvorna matična stanica ( 46. za ljudsku stanicu).
U životinjskim stanicama, citokineza se događa kada se filamentni prsten formira na istom mjestu gdje je prije bila metafazna ploča, u sredini između dva pola. Stisne stanicu, zabijajući je unutra u sredinu, sve dok se ne formira brazda cijepanja. Ovo izgleda poput pješčanog sata čiji spojni prolaz postaje sve uzak sve dok se dva globusa ne razbiju na dvije odvojene sfere. U biljnim stanicama i drugim stanicama sa staničnim stijenkama, Golgijev aparat sintetizira vezikule koje tvore staničnu ploču duž njegovog ekvatora, koja se nalazi na istom mjestu kao metafazna ploča i gdje filamentni prsten sužava stanicu u životinjskim stanicama. S vremenom stanična ploča postaje vezana staničnom membranom koja je kontinuirana sa staničnom stijenkom; ona funkcionalno postaje stanična stijenka, dijeli jednu novu kćernu stanicu od druge, a obje su okružene izvornim staničnim zidovima. Bez obzira na vrstu stanice, na kraju telofaze stanica se vraća na početak staničnog ciklusa: interfaza.