Rozmnožování buněk – Mitosa, Meiosa

Rozmnožování buněk – Mitosa, Meiosa

A) Buněčné dělení

B) Buněčný cyklus

C) Mitosa

D) Meiosa

A) Buněčné dělení

– Rozmnožování buněk je jednou z jejich základních životních funkcí. Při vhodných podmínkách dochází k tzv. buněčnému dělení, které má dvě primární fáze:

– dělení jádra – karyokinesi

– dělení cytoplazmy – cytokinesi

– Zároveň každá z těchto částí se může dělit několika způsoby:

– Karyokinese má tři druhy dělení:

– přímé – AMITOSA

– nepřímé – MITOSA

– redukční – MEIOSA

– Cytokinese jich má hned několik:

– přehrádečné dělení

– odstředivé

– dostředivé

– zaškrcení

– pučení

– volné novotvoření

– Je nutné říci, že obě dvě primární fáze (karyokinese, cytokinese) od sebe nelze oddělovat neboť na sebe velmi úzce navazují a dělení by bez nich nemohlo proběhnout.

– Celý rozmnožovací proces začíná dělením jádra, tedy již zmíněnou karyokinesí. Začneme u MITOSY, která představuje jednoduché přímé dělení prokaryotních buněk, tedy buněk bez klasického jádra (na bázi pouze prokaryotní buňky bychom našli zástupce např. z řádu bakterií či sinic). Tento typ dělení probíhá replikací (zdvojením) nukleové kyseliny DNA, kdy dochází ke zdvojení chromozomu, který se vzápětí rozděluje, rozchází se a přichází na řadu cytokinese, kdy se buněčná hmota zaškrtí a vzniknou dvě identické buňky. U jednoduchých organismů a případně u nádorových buněk může amitotické dělení proběhnout nepřesně.

– MITOSA, zastupující nepřímé dělení, probíhá v několika fázích, během nichž dojde k naprosto přesnému rozdělení jaderné hmoty. Mitotické dělení probíhá u eukaryotních buněk, s výjimkou buněk pohlavních, které se rozmnožují třetím typem jaderného dělení –

– MEIOSOU. Před samotným zahájením mitosy a meiosy vstupuje buňka s dělící schopností do přípravné fáze, kterou nazýváme buněčným cyklem.

B) Buněčný cyklus

– Cyklus si lze představit jako hodinový ciferník. Celý začíná na dvanáctce, nazývané jako fáze G0 – kontrolní uzel, který slouží jako indikátor podmínek vhodných pro dělení buňky. Pokud tyto podmínky nastávají, buňka vstupuje do generativní fáze G1, kde dochází k maximálnímu nahromadění živin potřebných v přípravě na zdvojení organel buňky. Zdvojení probíhá ve fázi další, tzv. syntetické. Probíhají syntetické procesy, zdvojuje se počet chromozomů z replikace DNA kyseliny a stejně tak se zdvojuje i počet všech organel. Na syntetickou fázi navazuje generativní fáze G2, dokončují se syntetické procesy, vše je zde nyní dvakrát. Buňka konečně může vstoupit do fáze vlastního dělení – MITOSY .

C) Mitosa

– má své vlastní čtyři fáze

– profázi

– metafázi

– anafázi

– telofázi

– Na počátku mitosy má tedy buňka diploidní sádku – chromozom i organely jsou zdvojené, pouze počet je stále zachován, dvojité identické části nejsou zatím od sebe odděleny.

1. profáze

– šroubovice v chromozomu se spiralizuje, čímž dochází ke zkrácení chromozomu a k zhuštění jeho hmoty, stává se barvitelným. Chromatidy chromozomu se začínají podélně rozdělovat a drží pouze v jeho zúženém místě – centroméře.

– jaderná membrána se postupně rozpouští do endoplazmatického retikula, mizí jadérko.

– rozděluje se centriol, rozchází se na opačné konce buňky, z obou částí vystupují mikrofubulová vlákna a na koncích buňky vzniká dělicí vřetánko.

2. metafáze

– okončuje se dělící vřetánko, vlákna nyní vedou od jednoho centriolu k druhému.

– chromozomy se rovnají v tzv. rovníkové rovině, přichyceny centromérou na vřetánku, chromatidy jsou podélně rozdělené. Při svrchním pohledu pak takto srovnané chromozomy připomínají hvězdu, odtud název monaster.

3. anafáze

– centroméra se dělí na půlku, rozdělené chromozomy se rozcházejí, tažené centriolem, na opačné konce buňky, přičemž na každé polovině se nachází stejný počet chromozomů.

4. telofáze

– chromozomy se despiralizují, ztrácejí barvitelnost

– na obou polovinách buňky se vytváří nová jaderná membrána

– Na tuto poslední fázi plynule navazuje cytokinese  v jedné ze svých čtyřech podob a vznikají dvě shodné dceřinné buňky s naprosto shodnou genetickou výbavou, dělení tedy proběhlo a může začít znovu od G0. Se stárnutím buňky se zmenšuje její genetická informace a dochází tím k diferenciaci buněk. Této vlastnosti se využívá při šlechtění rostlin, jde o tzv. meristémový způsob, tedy o nepohlavní šlechtění rostlin.

D) Meiosa

– U pohlavních buněk probíhá dělení složitěji – redukčně v tzv. MEIOSE. Ta spočívá ve dvou odlišných mytosách následujících za sebou:
a. heterotypické dělení
b. homeotypické dělení

Heterotypické dělení

– Původní diploidní sádka pohlavní buňky zdvojnásobí svou hmotu, každý chromozom má nyní dvě chromatidy. Stejné (homologické) části dvou chromozomů se k sobě přidruží a vytvoří tak bivalenty, se čtyřmi nožičkami=tetrády, které se různě proplétají (geny nesené na prvním chromozomu). Takto může dojít k vzájemnému překřížení. Místo překřížení se potom nazývá chiazma, které se vzápětí buď rozplete nebo praskne, čímž dojde k výměně překřížené části tzv. crossingcoveru. Pokud jsou geny na chromozomu těsněji u sebe, zvětšuje se tím vazební síla a zmenšuje se tedy pravděpodobnost výměny.

– Dále pokračuje dělení rozestoupením chromozomů, což vede k jejich redukci na haploidní sádku. Nenastává zde ale dělení hmoty, navazuje totiž homeotypické dělení.
Homeotypické dělení

– Homeotypické dělení je skoro identické s dělením mytotickým. Opět dochází k vyrovnání na rovníkovou rovinu, chromatidy se podélně rozdělují a vznikají 4 haploidní buňky, které se mírně odlišují:

– Oogenezí (tvoření vajíček – samičích buněk) dochází k redukci a ze čtyř vzniklých buněk zůstává pouze jedna

– Spermatogenezí (tvoření spermií – samčích buněk) nezaniká buňka žádná.