Podział komórki — mitoza i mejoza
Fazy mitozy i mejozy, porównanie podziałów komórkowych, znaczenie biologiczne
Podział komórki — mitoza i mejoza
Podział komórki jest podstawowym procesem umożliwiającym wzrost, regenerację i rozmnażanie organizmów. Wyróżniamy dwa główne typy podziału jądra komórkowego: mitozę i mejozę.
---
Cykl komórkowy
Cykl komórkowy to okres od powstania komórki do jej podziału. Składa się z:
1. Interfazy (ok. 90% czasu cyklu):
- Faza G₁ — wzrost komórki, synteza białek, przygotowanie do replikacji DNA
- Faza S — replikacja DNA (podwojenie ilości DNA: 2n → 2×2n)
- Faza G₂ — dalszy wzrost, synteza białek potrzebnych do podziału, kontrola
2. Fazy M (podział):
- Mitoza (podział jądra) lub Mejoza
- Cytokineza (podział cytoplazmy)
---
Mitoza
Mitoza to podział jądra komórkowego, w wyniku którego powstają dwie komórki potomne genetycznie identyczne z komórką macierzystą. Zachodzi w komórkach somatycznych (ciała).
Fazy mitozy:
1. Profaza
- Chromatyna kondensuje się w widoczne chromosomy (każdy z dwóch chromatyd siostrzanych połączonych centromerem)
- Zanika jąderko i otoczka jądrowa
- Tworzy się wrzeciono kariokinetyczne (z centriol u zwierząt)
2. Metafaza
- Chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki (płytka metafazowa)
- Włókna wrzeciona przyczepiają się do centromerów chromosomów
- Najlepszy moment do obserwacji kariotypu
3. Anafaza
- Centromery rozdzielają się — chromatydy siostrzane oddalają się do przeciwnych biegunów komórki
- Skracanie włókien wrzeciona ciągnie chromatydy
4. Telofaza
- Chromosomy dekondensują się (wracają do formy chromatyny)
- Odtwarza się otoczka jądrowa i jąderko
- Zanika wrzeciono kariokinetyczne
Cytokineza:
- U zwierząt: bruzda podziałowa (przewężenie cytoplazmy)
- U roślin: fragmoplast → nowa ściana komórkowa od środka
Wynik mitozy: 2 komórki diploidalne (2n), genetycznie identyczne
---
Mejoza
Mejoza to podział redukcyjny, w wyniku którego powstają cztery komórki haploidalne (n) — gamety (komórki płciowe) lub zarodniki. Składa się z dwóch następujących po sobie podziałów: mejozy I i mejozy II.
Mejoza I (podział redukcyjny)
Profaza I — najdłuższa i najważniejsza faza:
- Chromosomy homologiczne łączą się w pary (biwalenty / tetrady)
- Zachodzi crossing-over (wymiana odcinków chromatyd między chromosomami homologicznymi) → rekombinacja genetyczna
- Zanika otoczka jądrowa
Metafaza I:
- Biwalenty ustawiają się w płaszczyźnie równikowej
- Losowe ułożenie chromosomów homologicznych → niezależna segregacja
Anafaza I:
- Chromosomy homologiczne rozdzielają się do przeciwnych biegunów
- Chromatydy siostrzane pozostają połączone (różnica od mitozy!)
Telofaza I:
- Powstają 2 komórki z haploidalną liczbą chromosomów (n), ale każdy chromosom nadal składa się z dwóch chromatyd
Mejoza II (podobna do mitozy)
Profaza II → Metafaza II → Anafaza II → Telofaza II
- W anafazie II rozdzielają się chromatydy siostrzane
- Wynik: 4 komórki haploidalne (n), genetycznie różne
---
Porównanie mitozy i mejozy
| Cecha | Mitoza | Mejoza |
|-------|--------|--------|
| Liczba podziałów | 1 | 2 |
| Liczba komórek potomnych | 2 | 4 |
| Ploidalność potomnych | 2n (diploidalne) | n (haploidalne) |
| Identyczność genetyczna | Tak (klony) | Nie (rekombinacja) |
| Crossing-over | Nie | Tak (profaza I) |
| Koniugacja homologów | Nie | Tak |
| Miejsce występowania | Komórki somatyczne | Komórki rozrodcze (gonady) |
| Funkcja | Wzrost, regeneracja, rozmnażanie bezpłciowe | Tworzenie gamet, zmienność genetyczna |
---
Znaczenie biologiczne
Mitoza:
- Wzrost organizmu wielokomórkowego
- Regeneracja tkanek (np. gojenie ran)
- Rozmnażanie bezpłciowe (np. rozmnażanie wegetatywne roślin)
Mejoza:
- Utrzymanie stałej liczby chromosomów w gatunku (redukcja 2n → n przed zapłodnieniem)
- Źródło zmienności genetycznej dzięki:
- Niezależna segregacja chromosomów
- Losowe łączenie gamet podczas zapłodnienia
---
Pojęcia kluczowe
- Mitoza — podział komórki somatycznej → 2 komórki 2n
- Mejoza — podział redukcyjny → 4 komórki n (gamety)
- Crossing-over — wymiana materiału genetycznego między chromosomami homologicznymi
- Chromatyda — jedna z dwóch kopii chromosomu połączonych centromerem
- Diploidalność (2n) — podwójny zestaw chromosomów
- Haploidalność (n) — pojedynczy zestaw chromosomów
- Cykl komórkowy — G₁ → S → G₂ → M