Bunkové delenie - mitóza a meióza Anatómia a fyziológia
Bunkový cyklus predstavuje súhrn udalostí, prostredníctvom ktorých bunka organizmu rastie, zdvojnásobuje svoje chromozómy a rozdeľuje sa, výsledkom čoho sú 2 identické bunky. Bunkový cyklus má dve obdobia: medzifázový a mitotický cyklus (pre somatické bunky) alebo meiotický (pre gametické/sexuálne bunky).
Mitotické rozdelenie je to, na ktorom sa dosahuje rast organizmu. Začína sa to rozdelením jadra alebo karyokinézou a končí sa to rozdelením cytoplazmy alebo cytokinézy. Pôvod množenia buniek spočíva v replikácii chromozomálnej DNA, ktorá prebieha v S fáze interfázy.
Meióza prebieha v organizmoch so sexuálnou reprodukciou, čo je zvláštny typ delenia, pri ktorom vychádza z diploidných buniek a dosahuje haploidné bunky alebo gaméty, ktorých spojenie vedie k diploidnému zygotu (jednej bunke), z ktorého začína vývoj nového mnohobunkového organizmu zložité.
Dcérske bunky pochádzajúce z mitózy majú rovnaký počet chromozómov (dedičný materiál), rovnomerne rozložených v bunkovom jadre. Toto rozdelenie zaisťuje nepretržitý rast, diferenciáciu buniek a kontinuitu genotypu, ktorý prebieha v raste somatických buniek a embryonálneho tkaniva.
Mitóza
medzifáza
profáza
metafáza
anafáza
telofáza
Dekondenzácia a depiralizácia chromozómov prebieha s tvorbou nového jadra na každom póle bunky, ktoré sa stáva opticky homogénnym. Každý pól obsahuje diploidné číslo (2n) chromozómov. Jadrová membrána sa vytvára okolo každej skupiny chromozómov a na konci telofázových jadier sa tiež objavujú. Deliace sa vreteno degraduje a cytoplazmatická hmota sa rozdeľuje na dve polovice s distribúciou cytoplazmatických orgánov v 2 dcérskych bunkách geneticky, morfologicky a funkčne identicky s kmeňovými bunkami.
cytokinéza (cytos-dutina, kinez-pohyb) je rozdelenie cytoplazmy a všetkých cytoplazmatických orgánov a bunkovej membrány. Je to konečné štádium mitózy, rozdelenie na konci ktorého z diploidnej somatickej bunky (2n) vzniknú 2 dcérske bunky tiež diploidné.
Existujú určité typy mitózy charakterizované existenciou rozdielov medzi kmeňovou bunkou a dcérskymi bunkami. Sú to:
- homotypická mitóza - dcérske bunky sú navzájom identické, ale zrelšie ako materská bunka. Charakteristika bunkovej diferenciácie (z kmeňových buniek vychádzajú špecializované bunky, ktoré charakterizujú určité tkanivo tela)
- homoheterotypická mitóza - jedna z dcérskych buniek je identická s kmeňovou bunkou a druhá je iná
- diferenciačná mitóza - typická pre lymfocyty, dcérske bunky sú mladšie ako materská bunka.
Funkcie mitózy sú: zabezpečenie stáleho počtu chromozómov, zodpovedných za konzistenciu dedičného materiálu z kmeňových buniek do dcérskych buniek, zaisťuje štrukturálnu a funkčnú integráciu tkanív (náhrada zničených alebo starých buniek), zaisťuje rast a vývoj tela a regeneráciu tkanív a orgánov.
Meióza
Redukčné delenie
prometafáza je krátka fáza, v ktorej dochádza k zániku jadrovej membrány a jadierka a deliace sa vreteno dokončuje svoj vznik.
Metafáza I - dvojmocné látky migrujú do rovníkovej zóny deliacej osi tvoriacej metafázovú dosku na rovníku bunky. Homologické chromozómy sú usporiadané symetricky na vretene: jeden je orientovaný k jednému pólu bunky a druhý k druhému pólu a prostredníctvom odpudivých síl medzi 2 centromérami bivalentu sú homológne chromozómy navzájom odstránené.
Anafáza I. - chiasma zmizne a každý z homológnych bichromatidových chromozómov migruje na pól bunky. Centroméry sa nerozdeľujú, preto iba polovica počiatočného počtu chromozómov migruje na póly. Prebieha nezávislá segregácia homológnych chromozómov a sú náhodne priradené k opačným pólom bunky, bez ohľadu na ich materský alebo otcovský pôvod. Na konci anafázy I sa na každom póle bunky nachádza haploidná sada bichromatidových chromozómov kombinovaných.
Telophase I - potom, čo chromozómy dosiahli bunkové póly, začína sa na každom bunkovom póle tvorba novej jadrovej membrány a výsledkom sú 2 haploidné jadrá, po ktorých nasleduje cytokinéza s tvorbou 2 dcérskych buniek. Každá dcérska bunka má haploidný počet bichromatidových chromozómov a 2 chromatidy každého chromozómu sa navzájom líšia v dôsledku kríženia.
Nasleduje to interchineza, v ktorých sa počet chromozómov nemení, na konci ktorých sa začína rovnicová meióza.
Rovnice delenia
Je to podobné ako s mitózou s tým rozdielom, že sa tu delia 2 haploidné bunky, ktoré majú bichromatidové chromozómy, a výsledkom sú 4 haploidné bunky, z ktorých každá má monochromatidové chromozómy (vytvorené z jedného chromatidu). Je to podobné ako s mitózou pri delení centromér s migráciou sesterských chromatidov na opačné póly bunky. Rozdiel je v tom, že pri mitóze vedú diploidné kmeňové bunky k dvom diploidným dcérskym bunkám. Má tiež 4 fázy: profáza II, metafáza II, anafáza II, telofáza II.
Prophase II - chromatínové vlákna chromozómov kondenzujú a jadrová membrána sa degraduje. Začína sa formovať deliace vreteno.
Metafáza II - deliace sa vreteno je dokončené a chromozómy migrujú do rovníkovej roviny bunky, ktorá vytvára metafázu alebo rovníkovú platňu. Pripevňujú sa k vretenu pomocou centroméry.
Anafáza II - centroméry sa delia s oddelením sesterských chromatidov, z ktorých každý migruje na pól bunky.
Telophase II - nastáva spiralizácia a dekondenzácia chromozómov dosahujúcich dva póly s tvorbou novej jadrovej membrány okolo každej haploidnej sady chromozómov. Výsledkom cytokinézy sú 4 haploidné bunky, ktoré majú dvakrát menej monochromatických chromozómov ako kmeňové bunky. 4 bunky tvoria tetrádu, ktorá je predchodcom gamét.
Meióza u všetkých cicavcov sa vyskytuje iba v pohlavných žľazách. U mužov sa všetky 4 bunky tetrády po procese spermatogenézy stanú mužskými gametami (spermie u ľudí). U žien sa 3 zo 4 buniek prerušili a posledná sa zmenila na ženskú gamétu (ženský oocyt) po procese ovogenézy.
Na záver možno povedať, že meióza je zodpovedná za stálosť počtu chromozómov znížením počtu chromozómov pohlavných buniek na polovicu, čo po procese reprodukcie vytvorí zygotu. Zaisťuje tiež variabilitu a rozmanitosť ľudských znakov, výmenu genetického materiálu produkovaného v dôsledku kríženia, mnoho chromozomálnych aberácií a genetických mutácií je výsledkom chýb meiózy v dôsledku nerovnomerných procesov kríženia a nedisjunkcie chromozómov.