Mitoza - po prostu wyjaśnione!

Co to jest mitoza?

Mitoza opisuje proces podziału komórek. Podział komórki rozpoczyna się podwojeniem DNA i kończy się uszczypnięciem nowej komórki. W ten sposób z komórki macierzystej tworzone są dwie identyczne komórki potomne, które zawierają tę samą informację genetyczną. Podczas całej mitozy zarówno komórka macierzysta, jak i dwie powstałe komórki potomne mają podwójne (diploidalny) Zestaw chromosomów. Oprócz interfazy mitoza jest częścią cyklu komórkowego i służy do namnażania komórek ciała, takich jak komórki skóry. Mitozę można podzielić na różne etapy i zawsze przebiega w ten sam sposób.

Porzucenie mitozy

Zadaniem mitozy jest podział komórek, a tym samym namnażanie komórek ciała. Warunkiem wstępnym dla procesu mitozy jest poprzedzająca ją interfaza, w której DNA jest podwojone. Z komórki macierzystej z podwójnym (diploidalnym) zestawem chromosomów, w procesie, który jest zawsze taki sam, powstają dwie identyczne komórki potomne. Mają również podwójny zestaw chromosomów, który jednak składa się tylko z jednej chromatydy. Podwojenie DNA ma miejsce ponownie w interfazie. Jednak mitoza nie zachodzi we wszystkich komórkach naszego ciała. Rozróżnia się komórki ciała i komórki rozrodcze, które nie są tworzone przez mitozę, ale przez mejozę. Wynikiem mejozy są cztery komórki potomne z prostym (haploidalnym) zestawem chromosomów gotowych do zapłodnienia. Inną szczególną cechą są komórki, które osiągnęły wysoce wyspecjalizowaną formę, a następnie nie dzielą się. Należą do nich na przykład komórki nerwowe lub czerwone krwinki.Jednak mitoza odgrywa niezwykle ważną rolę w komórkach ograniczających powierzchnie, takich jak komórki skóry lub komórki powierzchniowe (komórki nabłonka) w przewodzie pokarmowym. Te komórki muszą być regularnie odnawiane, co jest zadaniem mitozy. Stały proces mitozy na różnych etapach i kilka punktów kontrolnych w interfazie zapewnia, że ​​podczas podziału komórki nie wystąpią żadne błędy.

Przeczytaj także: DNA - powinieneś to wiedzieć!

Jakie są fazy mitozy?

Cykl komórkowy, który jest odpowiedzialny za podział komórek, a tym samym za rozmnażanie się komórek, można podzielić na interfazę i mitozę. W interfazie DNA jest podwojone, a komórka jest przygotowywana do nadchodzącej mitozy. Ta faza cyklu komórkowego może mieć różną długość i różni się znacznie w zależności od typu komórki. Mitoza jest drugą fazą cyklu komórkowego i polega na podziale materiału genetycznego i utworzeniu dwóch identycznych komórek potomnych ze wspólnej komórki macierzystej. Ten proces podziału komórek można podzielić na różne etapy, w których zawsze zachodzą charakterystyczne procesy. W zależności od źródła wyróżnia się od czterech do sześciu etapów.

Na początku jest profaza, w której dwa chromosomy ulegają kondensacji i powstaje również aparat wrzeciona. Następnie dwa maksymalnie skondensowane chromosomy układają się w płaszczyźnie równikowej, która jest określana jako metafaza. Pomiędzy tymi dwoma etapami niektórzy autorzy wspominają o fazie prometa. Następnie w anafazie rozdziela się dwie chromatydy siostrzane. Wreszcie w telofazie powstaje nowa błona jądrowa i chromosomy ponownie się rozluźniają. W niektórych książkach tak zwana cytokineza jest nadal traktowana jako oddzielna faza. Podczas cytokinezy ciało nowej komórki kurczy się, tak że powstają dwie identyczne komórki potomne.

Może Cię również zainteresować: Funkcje jądra komórkowego

Co to jest metafaza?

Metafaza jest składnikiem mitozy, a tym samym etapem podziału komórek organizmu. Jest to trzecia faza mitozy i następuje po fazie promety. Po skondensowaniu chromosomów i rozpuszczeniu błony jądrowej podwójny zestaw chromosomów układa się w płaszczyźnie równikowej. Metafaza jest również jedyną fazą mitozy, w której chromosomy są wyraźnie widoczne pod mikroskopem. Dzieje się tak, ponieważ DNA przybrało najbardziej zwartą formę w tej fazie podziału komórki. Dwa chromosomy 2-chromatydowe znajdują się teraz obok siebie na płaszczyźnie równikowej komórki. Ta płaszczyzna znajduje się w przybliżeniu w tej samej odległości od obu biegunów komórki. Takie położenie gwarantuje wbudowany aparat wrzecionowy, który w dalszym przebiegu mitozy oddziela od siebie chromatydy siostrzane.

Co to jest anafaza?

Anafaza to czwarta faza mitozy, a tym samym etap podziału komórek jądrzastych. Po skondensowaniu chromosomów i ułożeniu ich w metafazie w płaszczyźnie równikowej następuje anafaza. Na tym etapie chromatydy siostrzane są oddzielane od siebie za pomocą aparatu wrzeciona i przyciągane do przeciwnych biegunów komórek. Tak więc rzeczywisty podział chromosomów zaczyna się w anafazie. W ten sposób wciąż podwójny zestaw chromosomów jest tworzony z oryginalnej komórki macierzystej z podwójnym zestawem 2 chromosomów chromosomów. Jednak teraz składa się on tylko z dwóch chromosomów 1-chromatydowych. Po anafazie następuje telofaza.

Przeczytaj także: Zestaw ludzkich chromosomów

Co to jest telofaza?

Telofaza opisuje ostatni etap mitozy, w którym udostępniana jest informacja genetyczna komórek jądrzastych w celu umożliwienia rozmnażania się komórek. Telofaza podąża za anafazą. Siostrzane chromatydy pobierano z płaszczyzny równikowej do przeciwległych biegunów komórek za pomocą aparatu wrzecionowego. W telofazie każdy z chromosomów dotarł do bieguna komórkowego, a aparat wrzeciona rozpuszcza się. W tym samym czasie z fragmentów zdezintegrowanej błony jądrowej powstaje nowa otoczka jądrowa. Po tym podziale chromosomów następuje teraz kolejny etap cytokinezy. Tutaj ciało komórki się kurczy, tak że powstają dwie niezależne, ale identyczne komórki potomne.

Może Cię również zainteresować: Funkcje jądra komórkowego

Czas trwania mitozy

Mitoza trwa średnio około godziny, więc można mówić o szybkim podziale komórek. W porównaniu z interfazą mitoza zajmuje stosunkowo mało czasu. Ponadto, w zależności od typu ogniwa, interfaza może trwać od kilku godzin do kilku miesięcy, a nawet lat. Szczególnie odpowiedzialne są za to fazy G1 i G0 w interfazie. W fazie G1 wytwarzane są różne białka i organelle komórkowe, aw fazie G0 komórka przechodzi w rodzaj uśpienia. Wiele komórek pozostaje w fazie G0 przez lata lub nawet dekady.

Jaka jest stopa mitotyczna?

Szybkość, z jaką komórki dzielą się, można opisać szybkością mitotyczną. Pozwala to na wyciągnięcie wniosków na temat szybkości reprodukcji niektórych tkanek. Szybkość mitotyczną określa się za pomocą mikroskopu. W przypadku określonej liczby komórek, na przykład 1000 komórek, określa się, ile z nich znajduje się w fazie mitotycznej. Wskaźnik mitotyczny jest podawany w procentach i dlatego jest wartością względną. Szczególnie często odnawiana tkanka ma wysoki wskaźnik mitotyczny. Należą do nich szpik kostny, skóra (naskórek) i błona śluzowa jelita cienkiego. Szpik kostny jest odpowiedzialny za tworzenie się krwi i stale wytwarza nowe krwinki. Skóra i błona śluzowa przewodu pokarmowego są również regularnie odnawiane, dzięki czemu również tutaj można znaleźć wysoki wskaźnik mitozy. Jednak wysokie wskaźniki mitozy mogą również wskazywać na nowotwory złośliwe, które szybko rosną. Te zdegenerowane komórki unikają punktów kontrolnych w interfazie i mitozie i mogą rosnąć bez przeszkód. Zwiększoną szybkość mitozy można również zastosować jako podejście terapeutyczne, ponieważ szybko rosnące guzy są szczególnie wrażliwe na inhibitory mitozy i można je leczyć z większą szansą na wyleczenie.

Przeczytaj więcej na ten temat: Guz - powinieneś to wiedzieć!

Co to są inhibitory mitozy?

Inhibitory mitozy to substancje hamujące proces mitozy. Inhibitory mitozy zapobiegają zatem podziałom jądra, a tym samym powstrzymują namnażanie się komórek. Te toksyny są stosowane jako cytostatyki w leczeniu nowotworów. W szczególności chłoniaki i białaczka dobrze reagują na tę formę chemioterapii. Mechanizm działania inhibitora mitozy polega na wiązaniu się z tubuliną, która jest potrzebna do budowy aparatu wrzeciona. Tubulina to białko, z którego zbudowane są mikrotubule aparatu wrzeciona. Jeśli to białko nie jest dostępne z powodu wiązania inhibitora mitozy, nie można zbudować aparatu wrzeciona i jądro komórkowe nie dzieli się. Jednak inhibitory mitozy, takie jak alkaloidy barwinka lub taksany, mogą mieć niebezpieczne skutki uboczne, które mogą w szczególności uszkodzić układ nerwowy.

Przeczytaj więcej na ten temat: Guz - powinieneś to wiedzieć!

Jaka jest różnica między mitozą a mejozą?

Zarówno mitoza, jak i mejoza są odpowiedzialne za podstawowe podziały, przy czym oba procesy różnią się przebiegiem i wynikiem. Mitoza tworzy dwie identyczne komórki potomne z podwójnym (diploidalnym) zestawem chromosomów z komórki macierzystej. W przeciwieństwie do mejozy potrzebny jest tylko jeden podział chromosomów. Ogólnie rzecz biorąc, mitoza ma za zadanie rozprowadzanie całej informacji genetycznej w postaci DNA do dwóch identycznych komórek i dlatego jest niezbędna do rozmnażania komórek. Natomiast mejoza jest ważna dla tworzenia się komórek rozrodczych do rozmnażania płciowego. Ponieważ komórki rozrodcze mają prosty (haploidalny) zestaw chromosomów, mejoza wymaga dwóch podziałów jądrowych. W pierwszej mejozie powstaje podwójny zestaw chromosomów. Drugi równoważny podział oddziela teraz siostrzane chromatydy od siebie, tak że mamy w sumie cztery komórki potomne, każda z jednym zestawem chromosomów. Tak więc mitoza i mejoza różnią się liczbą podziałów, liczbą i typem komórek potomnych oraz czasem ich trwania. Ukończenie mitozy zajmuje około godziny. Z drugiej strony mejoza trwa znacznie dłużej. Sama profaza mejozy trwa około 24 godzin (tworzenie plemników) u mężczyzn i kilka lat lub nawet dziesięcioleci (tworzenie i dojrzewanie komórki jajowej) u kobiet.

Przeczytaj także: Zestaw ludzkich chromosomów

Jaka jest interfaza?

Oprócz mitozy, interfaza jest drugą częścią cyklu komórkowego. Zawsze leży pomiędzy dwoma podziałami mitotycznymi i ma różne zadania. Podczas interfazy DNA zmniejszone o połowę w mitozie jest ponownie podwajane. Ponadto następuje ogólny wzrost komórek dwóch komórek potomnych i są one przygotowane do ponownej mitozy. Podobnie jak mitoza, interfazę można podzielić na kilka etapów. Bezpośrednio po mitozie faza G1 następuje po interfazie. Podwójny zestaw chromosomów w komórkach potomnych składa się z tylko jednej chromatydy. W tej fazie komórki potomne rosną i powstaje wiele białek i enzymów. Kolejna faza to tak zwana faza S (faza syntezy). Tutaj DNA jest podwojone, więc nadal mamy podwójny zestaw chromosomów, który teraz również składa się z dwóch chromatyd. W ostatniej fazie interfazy, fazie G2, obie komórki potomne ponownie rosną i przygotują się do nadchodzącej mitozy. Dwie komórki potomne stworzyły teraz nowe komórki macierzyste, które można podzielić podczas mitozy. Interfaza trwa średnio około 18 godzin, a zatem zajmuje znacznie więcej czasu niż mitoza (trwa około godziny). W interfazie ważne są dwa punkty kontrolne, które znajdują się na przejściu z fazy G1 do fazy S i od fazy G2 do mitozy. Tutaj komórka, aw szczególności informacja genetyczna, są sprawdzane pod kątem możliwych błędów. Jeśli zostanie znaleziony błąd, jest on naprawiany najpierw przed podzieleniem komórki. Gdyby błąd nie został rozpoznany i wyeliminowany, nadal rozmnażałby się w wielu komórkach poprzez mitozę.

Może Cię również zainteresować: Mutacja chromosomowa