Podziały komórkowe

Podziały komórkowe są jednym z najważniejszych procesów w życiu komórek. Dzięki nim komórki potrafią się dzielić i rozmnażać. Wszystkie komórki w organizmie powstają w wyniku podziałów innych komórek. Komórka, która się dzieli, nazywana jest komórką macierzystą, a komórki powstałe z niej to komórki potomne. Podział komórkowy to skomplikowany proces, który obejmuje kilka etapów. W zależności od rodzaju komórek, proces ten może być samodzielny (w przypadku komórek somatycznych) lub wymagać połączenia z innymi komórkami (np. w przypadku komórek rozrodczych). Podziały komórkowe są bardzo ważne dla organizmu, ponieważ pozwalają na jego rozwój i regenerację.

Chromosomy homologiczne

Chromosomy homologiczne to chromosomy, które są podobne lub takie same do siebie. W komórkach diploidalnych, czyli takich które mają dwie kopie każdego chromosomu, każdy chromosom homologiczny pochodzi od innego rodzica. Dzięki temu, chromosomy te mogą wymieniać się fragmentami genów, co prowadzi do różnorodności genetycznej. Jest to ważne dla zdrowia organizmu, ponieważ pozwala na uniknięcie chorób genetycznych i lepszą adaptację do zmieniających się warunków środowiskowych. W komórkach somatycznych (czyli wszystkich komórkach organizmu z wyjątkiem komórek rozrodczych nazywanych gametami), chromosomy homologiczne są zawsze obecne i pełnią tę samą funkcję.

Komórka haploidalna ➡ Komórka diploidalna

Komórki diploidalne to komórki, które posiadają dwie kopie każdego chromosomu, czyli mają dwa zestawy chromosomów (46). Komórki haploidalne z kolei posiadają tylko jedną kopię każdego chromosomu, czyli jeden zestaw chromosomów (połowa z kompletu, czyli 23). Można je znaleźć w komórkach rozrodczych, takich jak plemniki i komórki jajowe. Te komórki są potrzebne do reprodukcji, ponieważ w trakcie zapłodnienia komórki haploidalne łączą się, tworząc diploidalną komórkę nazywaną zygotą.

Podział komórki

Podział komórki to proces, w którym jedna komórka dzieli się na dwie lub więcej. Jest to ważne dla rozwoju i utrzymania organizmu, ponieważ pozwala komórkom na dzielenie się i tworzenie nowych tkanek. Istnieją dwa rodzaje podziałów komórki: mitoza i mejoza.

Mitoza

Mitozę można zaobserwować w większości komórek naszego ciała - komórkach somatycznych. Jest to proces, w którym jedna komórka dzieli się na dwie komórki potomne, które są identyczne jak komórka macierzysta. Podczas mitotycznego podziału komórki, jej jądro zostaje rozdzielone na dwie części, a każda z nich trafia do jednej z komórek potomnych. W ten sposób obie komórki potomne otrzymują pełen zestaw chromosomów (46 chromosomów), co pozwala im na dalszy rozwój i pełnienie swoich funkcji w organizmie. Mitozę można zaobserwować w komórkach roślinnych i zwierzęcych, a także w bakteriach.

Przebieg mitozy

Mitozę można podzielić na cztery główne fazy: przedpodziałowa, podziałowa, pozakomórkowa i pozapłciowa. W fazie przedpodziałowej, komórka przygotowuje się do podziału. Jądro komórki zaczyna się rozdzielać, tworząc dwie części, a na powierzchni komórki tworzą się pręciki, które później pomogą rozdzielić ją na dwie części. W fazie podziałowej, pręciki łączą się, tworząc mostek, który dzieli komórkę na dwie części. Jądro komórki również jest już całkowicie rozdzielone na dwie części, każda z nich trafia do jednej z komórek potomnych. W fazie pozakomórkowej, komórki potomne opuszczają fazę podziałową i zaczynają pełnić swoje normalne funkcje w organizmie. W fazie pozapłciowej, komórki potomne zaczynają się dalej rozwijać i dzielić, tworząc nowe tkanki i narządy.

Znaczenie mitozy

Umożliwia rozmnażanie bezpłciowe organizmom jednokomórkowe
Umożliwia regenerację
Umożliwia wytwarzanie komórek ciała
Umożliwia wzrost całego ciała

Mejoza

Mejoza to rodzaj podziału komórkowego, który zachodzi w organizmach rozrodczych, czyli takich organizmach, które posiadają mechanizmy rozmnażania płciowego. Jego celem jest zmniejszenie liczby chromosomów w komórce macierzystej do połowy, dzięki czemu powstają komórki rozrodcze o stałej liczbie chromosomów. W mejozie zachodzą dwa podziały komórkowe: pierwszy zwany redukcją, w którym następuje replikacja DNA, a następnie podział chromosomów na dwie komórki potomne, które mają połowę liczby chromosomów komórki macierzystej. Drugi podział zwany jest segregacją, w którym następuje podział jądra komórkowego i chromosomów na komórki potomne. W wyniku mejozy powstają cztery komórki potomne, z których każda ma połowę liczby chromosomów komórki macierzystej (23). Jest to ważny proces, ponieważ pozwala na utrzymanie stałej liczby chromosomów w organizmie oraz na zapewnienie różnorodności genetycznej potomstwa.

Przebieg mejozy

Proces mejozy składa się z dwóch etapów: redukcji i segregacji.

Etap redukcji polega na replikacji DNA, czyli powieleniu informacji genetycznej zawartej w chromosomach. Następnie następuje podział chromosomów na dwie komórki potomne, które mają połowę liczby chromosomów komórki macierzystej.

Drugi etap mejozy, czyli segregacja, polega na podziale jądra komórkowego i chromosomów na komórki potomne. W wyniku tego procesu powstają cztery komórki potomne, z których każda ma połowę liczby chromosomów komórki macierzystej.

Znaczenie mejozy

Mejoza umożliwia:

dzielenie się komórek posiadających jądro bez utraty genetycznej informacji
zredukowanie liczby chromosomów w komórce do połowy
utworzenie czterech komórek potomnych o połowie chromosomów pochodzących od każdego z rodziców
zapewnienie różnorodności genetycznej wśród potomstwa
pozwolenie na rozmnażanie się organizmów wielokomórkowych.

Porównanie mitozy i mejozy

Mitoza	Mejoza
Zachodzi w komórkach somatycznych, czyli komórkach budujących nasze ciało	Zachodzi przy powstawaniu gamet, czyli komórek jajowych i plemników (komórek rozrodczych)
Liczba chromosomów w komórkach potomnych jest taka sama jak w komórkach macierzystych	Liczba chromosomów w komórkach potomnych jest o połowę mniejsza niż w komórkach macierzystych
W komórce potomnej jest 46 chromosomów (23 od taty i 23 od mamy)	W komórce potomnej jest 23 chromosomów
Powstają 2 komórki potomne	Powstają 4 komórki potomne
Zachodzi powielenie materiału genetycznego przed podziałem komórki (replikacja)	Zachodzi powielenie materiału genetycznego przed podziałem komórki (replikacja)
Rekombinacja genetyczna - nie zachodzi	Rekombinacja genetyczna - zachodzi

Rekombinacja genetyczna

To proces wymiany materiału genetycznego w wyniku którego powstają nowe genotypy. Przyczyną rekombinacji genetycznej jest proces crossing-over, podczas którego geny ojca i matki mieszają się.