Pojasnimo, kaj je celična reprodukcija, mejoza, mitoza in njene faze. Tudi njen pomen za raznolikost življenja.
Kaj je reprodukcija celic?
Znano je kot celična reprodukcija ali celična delitev do stopnje celični cikel v katerem se vsaka celica razdeli, da tvorita dve ločeni hčerinski celici. To je proces, ki se pojavlja v vseh oblikah življenje in to zagotavlja večnost njihovega obstoja, pa tudi rast, zamenjavo tkiv in razmnoževanje v večcelična bitja.
Celica je osnovna enota življenja. Vsaka celica, tako kot živa bitja, ima vreme življenja, v katerem raste, dozoreva in je igraj in umre.
Obstajajo različni biološki mehanizmi celične reprodukcije, torej omogočajo nastajanje celice nove, ki posnemajo njihove Genetske informacije in omogočanje cikel začeti znova.
Na določeni točki v življenju živa bitja, se vaše celice prenehajo razmnoževati (ali začnejo manj učinkovito) in se začnejo starati. Dokler se to ne zgodi, je celična reprodukcija namenjena ohranjanju ali povečanju števila celic, ki obstajajo v organizmu.
V enocelični organizmi, razmnoževanje celic ustvari a organizem popolnoma nov. To se običajno zgodi, ko celica doseže določeno velikost in prostornino, kar zmanjšuje učinkovitost njenih transportnih procesov hranil, zato je delitev posameznika veliko učinkovitejša.
Vrste celične reprodukcije
Načeloma obstajajo tri glavne vrste celične reprodukcije. Prvi in najpreprostejši je Binarna fisija, v katerem se celični genetski material razmnožuje in celica se deli na dva enaka posameznika, tako kot bakterije, obdarjen z enim samcem kromosom in s procesi nespolno razmnoževanje.
Vendar kompleksnejša bitja, kot je npr evkariontov so obdarjeni z več kot enim kromosomom (npr Ljudje, na primer, da imamo par kromosomov od očeta in enega od matere).
V evkariontskih organizmih se uporabljajo bolj zapleteni procesi celične reprodukcije:
- Mitoza. Je najpogostejša oblika celične delitve v evkariontskih celicah. V tem procesu celica popolnoma replicira svoj genetski material. Za to uporablja metodo organiziranja kromosomov v ekvatorialnem območju celično jedro, ki se nato deli na dvoje, pri čemer nastane dve identični kromosomski obdarjenosti. Preostali del celice se nato podvoji in počasi cepi citoplazma, do plazemska membrana na koncu razdeli dve novi hčerinski celici na dva. Nastale celice bodo genetsko identične svojim staršem.
- Mejoza. Gre za bolj zapleten proces, ki proizvaja haploidne celice (s polovico manjše genetske obremenitve), kot so spolne celice ali gamete, obdarjene z genetsko variabilnostjo. To se zgodi, da bi med oploditvijo zagotovili polovico genomske obremenitve in tako pridobili genetsko edinstvene potomce, pri čemer se izognemo klonskemu (aseksualnemu) razmnoževanju.Skozi mejozo se diploidna celica (2n) podvrže dvema zaporednima delitvama in tako dobi štiri haploidne hčerinske celice (n).
Pomen reprodukcije celic
Delitev celic ustvarja kolonije enoceličnih organizmov, predvsem pa omogoča obstoj večcelični organizmi, sestavljen iz diferenciranih tkiv. Vsako tkivo je poškodovano, se stara in sčasoma raste, kar zahteva nadomestne celice za stare ali poškodovane ali nove celice, ki se dodajo rastočemu tkivu.
Delitev celic omogoča tako rast organizmov kot obnovo poškodovanih tkiv.
Po drugi strani pa lahko neurejena celična delitev povzroči bolezni, pri katerih se ta proces odvija nenadzorovano in ogroža življenje posameznika (kot pri ljudeh z rakom). Zato je v sodobni medicini preučevanje delitve celic eno ključnih področij znanstvenega interesa.
Faze mitoze
V celični reprodukciji tipa mitoze najdemo naslednje faze:
- vmesnik. Celica se pripravi na proces razmnoževanja in ga podvoji DNK in sprejemanje ustreznih notranjih in zunanjih ukrepov za uspešno soočenje s procesom.
- Profaza. Jedrska ovojnica se začne razpadati (dokler se postopoma ne raztopi). Ves genetski material (DNK) se kondenzira in tvori kromosome. Centrosom se podvoji in vsak se premakne na en konec celice, kjer nastanejo mikrotubule.
- Metafaza. Kromosomi se vrstijo na ekvatorju celice. Vsak od njih je že podvojen na vmesniku, tako da sta na tej točki dve kopiji ločeni.
- Anafaza. Dve skupini kromosomov (ki sta si identični) se zaradi mikrotubulov odmakneta proti nasprotnim polom celice
- Telofaza. Nastaneta dve novi jedrski ovojnici. Mikrotubule izginejo.
- Citokineza Plazemska membrana zadavi celico in jo razdeli na dva dela.
Faze mejoze
V tipski reprodukciji mejoza, nato nadaljujemo z novo biparticijo hčerinskih celic, s čimer dobimo štiri haploidne celice.
Mejoza vključuje dve različni fazi: mejozo I in mejozo II. Vsako od njih sestavlja več stopenj: profaza, metafaza, anafaza in telofaza. Mejozo I ločimo od mejoze II (in mitoze), ker je njena profaza zelo dolga in v svojem poteku se homologni kromosomi (identični, ker po en prihaja od vsakega starša) parijo in rekombinirajo, da izmenjujejo genetski material.
Mejoza I. Znana kot reduktivna faza, ima za posledico dve celici s polovico manjše genetske obremenitve (n).
- Profaza I. Sestavljena je iz več stopenj. V prvi fazi se DNK kondenzira v kromosome. Homologni kromosomi se nato združijo in tvorijo značilno strukturo, imenovano sinaptonemični kompleks, kjer pride do križanja in rekombinacije genov. Končno se ločijo homologni kromosomi in ovojnica jedro izgine.
- Metafaza I. Vsak kromosom, sestavljen iz po dve kromatidi, se poravna na srednji ravnini celice in se veže na mikrotubule akromatskega vretena.
- Anafaza I. Parni homologni kromosomi se ločijo in premaknejo na nasprotna pola. Vsak pol prejme naključno kombinacijo materinih in očetovih kromosomov, vendar je na vsakem polu prisoten le en član vsakega homolognega para. Sestrske kromatide ostanejo pritrjene na svoje centromere.
- Telofaza I. Po en od vsakega para homolognih kromosomov je na vsakem polu. Jedrska membrana se ponovno oblikuje. Vsako jedro vsebuje število haploidnih kromosomov, vendar je vsak kromosom podvojen kromosom (sestavljen iz para kromatid). Pojavi se citokineza, kar povzroči dve haploidni hčerinski celici.
Mejoza II. To je dvojna faza: celice iz mejoze I se delijo, kar povzroči podvajanje DNK.
- Profaza II. Kromosomi se kondenzirajo. Jedrna ovojnica izgine.
- Metafaza II. Kromosomi se vrstijo na srednjih ravninah vaših celic.
- Anafaza II. Kromatide se ločijo in se premikajo proti nasprotnim polom.
- Telofaza II. Kromatide, ki dosežejo vsak pol celice, so zdaj kromosomi. Jedrske ovojnice se ponovno oblikujejo, kromosomi se postopoma podaljšujejo, da tvorijo kromatinska vlakna in pride do citokineze. Dve zaporedni delitvi mejoze tvorita štiri haploidna jedra, od katerih ima vsako po en kromosom vsake vrste. Vsaka nastala haploidna celica ima drugačno kombinacijo genov.
