Spôsoby delenia buniek

Spôsoby delenia buniek

Sú dva známe spôsoby delenia bunky: mitóza – nepriame delenie, meióza – redukčné delenie.
Mitóza – nepriame delenie – najčastejší spôsob delenia buniek. Prostredníctvom mitotického aparátu sa zabezpečuje presné rozdelenie chromozómov do dcérskych buniek. Takto sa zachováva genetická zhoda materských a dcérskych buniek.
Vlastnému deleniu buniek predchádzajú zložité syntetické procesy.
V S-fáze sa znásobuje genetický materiál bunky t.j. DNA a hmota celého chromozómu na dvojnásobok. Každý jednochromatidový chromozóm sa zdvojuje na dvojchromatidový, spojený v mieste centroméry. Zdvojuje – replikuje sa aj v ňom uložená DNA na dvojnásobok. Súčasne sa syntetizujú aj bielkoviny deliaceho vretienka. Chromozómy majú v tomto štádiu nitovitý tvar – sú dešpiralizované, pod mikroskopom nerozlíšiteľné.
Základné fázy mitotického delenia sú – profáza, metafáza, anafáza a telofáza.
Profáza – chromozómy sa skracujú, hrubnú, špiralizujú sa, stávajú sa tak rozlíšiteľné. Rozpúšťa sa jadrová membrána, zaniká jadierko a objavuje sa deliace vretienko. Centriol sa delí a každá polovica putuje na opačný pól bunky.
Metafáza – vrcholí špiralizácia, chromozómy sa skracujú, sú najlepšie pozorovateľné. Dvojchromatidové chromozómy zoradené do centrálnej roviny sa postupne pozdĺžne rozdelia na dve dcérske chromatidy spojené centromérou, na ktorú sa upínajú mikrotubuly deliaceho vretienka.
Anafáza – skracovaním mikrotubúl deliaceho vretienka a úplným rozdelením centroméry na dve časti pokračuje oddeľovanie a rozchádzanie dcérskych chromatíd každého chromozómu na protiľahlé póly bunky. Vzniknutý dcérsky chromozóm je jednochromatidový až do novej S-fázy.
Telofáza – zaniká deliace vretienko, jednochromatidové dcérske chromozómy sa postupne dešpiralizujú a vytvorí sa okolo nich nová jadrová membrána.
Karyokinéza (delenie jadra) končí obnovením štruktúry jadra a nasleduje cytokinéza – rozdelenie materskej bunky na dve samostatné dcérske bunky s tým istým počtom chromozómov, ako mala dcérska bunka. Ak bola dipolidná budú aj dcérske diploidné ak bola halpoidná budú dcérske haploidné.
 
Amitóza – priame delenie, takto sa delia zrejme len patogénne bunky vyžadujúce urýchlenú reparáciu opotrebovaných alebo poškodených častí orgánov. Nezdvojujú sa chromozómy a nevytvára sa deliaci aparát. Jadro sa postupne zaškrcuje, piškótovito pretiahne a rozdelí na dve časti, pričom zákonite nie je zaručené rovnomerné rozdelenie genetického materiálu. Po rozdelení bunky sa rozdelí aj cytoplazma a vznikajú dve dcérske bunky.
 
Meióza – redukčné delenie, nastáva redukcia – zmenšenie počtu chromozómov na polovicu. Jediný spôsob vzniku pohlavných buniek – gamét, ale aj výtrusov, peľových zrniek a vajcovej bunky vyšších rastlín.
Prebieha v dvoch po sebe nasledujúcich deleniach. Tiež prechádza štádiom profázy, metafázy, anafázy, telofázy, ktoré odrážajú zmeny v jadre a na chromozómoch.
Prvé delenie - charakteristické redukciou počtu chromozómov na polovicu – heterotypické.
Druhé delenie- počet chromozómov sa v jeho priebehu nemení, prebieha ako normálna mitóza sa nazýva homeotypické

Heterotypické delenie
Profáza – zložitejší ako pri mitóze, má zasadné genetické dôsledky. Začína po skončení interfázy, ktorej výsledkom je replikácia DNA a vytvorenie dvojchromatidových chromozómov. V profáze sa chromozómy stávajú viditeľné a párovaním homologických chromozómov vznikajú dvojice chromozómov – bivalenty. V každom bivalente možno rozlíšiť štyri chromatidy homologických chromozómov. Vznik bivalentov je podmienený tvorbou špecifickej bielkoviny. Susediace chromatidy homologických chromozómov sa spravidla prekrížia (crossing - over) a vymenia si navzájom genetický materiál. Tak vznikajú chromozómy zložené z často otcovského aj materského pôvodu. Na konci profázy sa homologické chromozómy oddeľujú, zaniká jadrová membrána a vytvára sa deliace vretienko.
Metafáza – od seba oddelené bivalenty sa sústreďujú v centrálnej rovine, ale nerozdelia sa pozdĺžne na dve chromatídy
Anafáza – na rozdiel od mitózy sa celé dvojchromatídové chromozómy rozchádzajú na protiľahlé póly bunky, čím nastáva redukcia počtu chromozóm na polovicu
Telofáza – po vzniku dcérskych jadier – karyokinéze – nastáva cytokinéza a výsledkom sú dve dcérske bunky s polovičným počtom chromozómov.
Po krátkej interfáze nedochádza k ďalšej replikácii DNA, nasleduje druhé delenie totožné s mitózou.

Homeotypické delenie
Druhé delenie pokračuje v obidvoch bunkách s haploidným počtom dvojchromatidových chromozómov.
Metafáza – dvojchromatidové chromozómy sa na konci metafázy pozdĺžne rozdelia na dve chromatidy.
Anafáza – putujú k protiľahlý pólom bunky a stávajú sa dcérskymi chromozómami (tvorené sú jednou chromatidou)
Telofáza – po vzniku dcérskych jadier s jednochromatidovými chromozómami nastáva cytokinéza
Konečný výsledok meiózy – 4 bunky s haploidným počtom chromozómov
Meioźou sa delia len haploidné bunky z ktorých po oboch deleniach vzniknú 4 dcérske haploidné bunky.
 
- priebeh jednotlivých fáz bunkového cyklu
- časové trvanie bunkového cyklu sa nazýva generačná doba bunky – je rozdielna, jej dĺžku podmieňujú vhodné životné podmienky, ak sa prísun živín zastaví tak hlavný kontrolný uzol zablokuje delenie bunky a trvanie bunkového cyklu predĺži po určitú kritickú hranicu, ak sa prísun živín neobnoví, bunka hynie
- súčasťou bunkového cyklu sú všetky procesy, ktoré sa počas života udejú v bunke, t. j. rast, delenie jadra, delenie bunky a ostatných organel, rozkladné procesy v prípade buniek špecializovaných na rôzne funkcie spojené s ich starnutím a smrťou
- cyklus tvoria dve etapy – interfáza a bunkové delenie
Interfáza: S fáza – syntetická fáza, G1 – postmitotická fáza, G2 predmitotická
- G1 fáza – predsyntetická, postmitotická- začína v okamihu vzniku dcérskej bunky, ktorý je začiatkom aj vlastného bunkového cyklu
- prebiehajú tu rastúce procesy spojené so syntézou bielkovín
- bunka syntetizuje najmä RNA, proteíny a dotvára bunkové organely
- za normálnych okolností je táto fáza z časového hľadiska najkratšia
- hlavný kontrolný uzol, ktorý má regulačnú funkciu – za nepriaznivých podmienok zastavuje priebeh celého bunkového cyklu
- S fáza – syntetická - prebiehajú počas nej syntetické procesy – syntéza DNA, hmoty chromozómov a bielkovín
- kľúčový proces- zdvojenie DNA a následné zdvojenie jednochromatidových chromozómov na dvojchromatidové
- G2 fáza – postsyntetická, predmitotická - pokračuje syntéza bielkovín, najmä tých, ktoré sa podieľajú na tvorbe mitotického aparátu
- bunka ďalej rastie a pripravuje sa na rozdelenie jadra
M fáza– mitotická fáza – prebehne karyokinéza – rozdelenie jadra, a po nej cytokinéza – rozdelenie bunky na dve dcérske
- kontrolný proces týchto dvoch procesov nie je totožný, preto sa často stáva, že jadro sa viacnásobne rozdelí, ale bunka len raz – vznikajú tak viacjadrové bunky, typické napr. pre nižšie (mikroskopické huby)
 
- spôsoby regulácie bukového cyklu
- reguláciu zabezpečujú regulačné mechanizmy
- riadia priebeh celého bunkového cyklu a pri mnohobunkových, organizmoch zabezpečujú zodpovedajúci počet buniek v tkanivách a orgánoch
- látkový – chemický – spôsob regulácie bunkového cyklu – niektoré chemické látky majú stimulačný účinok, t. j. iniciujú bunkové delenie a iné, spomaľujú bunkové delenie – pôsobia inhibične
- dôležité látky, ktoré spomaľujú, zastavujú bunkové delenie – cytostatiká – používajú sa pri liečbe nádorových ochorení
- ďalší ihibítor . kolchicín- bunk. delenie sa zastaví
- niek. bunky majú zablokovanú schopnosť deliť sa – bunky vodivých pletív – sitkovice, niektoré bunky mozgu, červené krvinky – nemajú jadro
- regulačné pôsobenie chem. látok so stimulačným alebo inhibičným účinkom je účinné najmä vG1 fáze, kde je hlavný kontrolný uzol bunk. cyklu
- stimulujúci účinok na bunk. cyklus rastlinných buniek – napr. rastové regulátory – môžu sa aplikovať zámerne – poľnohospodárske účely
- vírusy – môžu ovplyvniť reguláciu bunkového cyklu, môžu za určitých podmienok spôsobiť nekoordinované delenie buniek, môže to vyvolať vznik nádorov
- rakovina – zhubné nádorové bujnenie, ktoré sa vymklo regulačným mechanizmom