Vysvetlíme, čo je bunková reprodukcia, meióza, mitóza a jej fázy. Aj jeho význam pre rozmanitosť života.
Čo je reprodukcia buniek?
Je známy ako bunková reprodukcia alebo bunkové delenie do štádia bunkový cyklus v ktorom sa každá bunka delí a vytvára dve samostatné dcérske bunky. Je to proces, ktorý sa vyskytuje vo všetkých formách života a to zaručuje večnosť ich existencie, ako aj rast, náhradu tkaniva a reprodukciu v mnohobunkové bytosti.
Bunka je základnou jednotkou života. Každá bunka, podobne ako živé veci, má a počasie života, počas ktorého rastie, dozrieva a je hrať a zomrie.
Existujú rôzne biologické mechanizmy reprodukcie buniek, to znamená, že umožňujú tvorbu bunky nové, replikujúce ich Genetické informácie a umožnenie cyklu začať odznova.
V určitom bode života živé bytostiVaše bunky sa prestanú reprodukovať (alebo to začnú robiť menej efektívne) a začnú starnúť. Kým sa tak nestane, účelom reprodukcie buniek je udržiavať alebo zvyšovať počet buniek, ktoré existujú v organizme.
V jednobunkové organizmy, reprodukciou buniek vzniká a organizmu uplne nove. Vo všeobecnosti k tomu dochádza, keď bunka dosiahne určitú veľkosť a objem, čo má tendenciu znižovať účinnosť procesov transportu živín, a preto je delenie jedinca oveľa efektívnejšie.
Typy bunkovej reprodukcie
V zásade existujú tri hlavné typy bunkovej reprodukcie. Prvý a najjednoduchší je Binárne delenie, v ktorej sa bunkový genetický materiál replikuje a bunka sa delí na dvoch identických jedincov, rovnako ako baktérie, obdarený singl chromozóm a s procesmi nepohlavné rozmnožovanie.
Avšak zložitejšie bytosti, ako napr eukaryoty sú vybavené viac ako jedným chromozómom (ako napr Ľudia, napríklad, že máme pár chromozómov od otca a jeden od matky).
Zložitejšie procesy bunkovej reprodukcie sa uplatňujú v eukaryotických organizmoch:
- Mitóza. Je to najbežnejšia forma bunkového delenia v eukaryotických bunkách. V tomto procese bunka úplne replikuje svoj genetický materiál. Na to používa metódu organizácie chromozómov v rovníkovej oblasti bunkové jadro, ktorý sa potom rozdelí na dve časti, čím sa vytvoria dve identické chromozomálne časti. Zvyšok bunky potom pokračuje v duplikácii a pomalom štiepení cytoplazme, až pokým plazmatická membrána končí to rozdelením dvoch nových dcérskych buniek na dve. Výsledné bunky budú geneticky identické so svojimi rodičmi.
- meióza. Ide o zložitejší proces, pri ktorom vznikajú haploidné bunky (s polovičnou genetickou záťažou), ako sú pohlavné bunky alebo gaméty, vybavené genetickou variabilitou. To sa deje s cieľom poskytnúť polovicu genómovej záťaže počas oplodnenia, a tak získať geneticky jedinečné potomstvo, čím sa zabráni klonálnej (asexuálnej) reprodukcii.Prostredníctvom meiózy podstúpi diploidná bunka (2n) dve po sebe idúce delenia, čím sa získajú štyri haploidné dcérske bunky (n).
Význam bunkovej reprodukcie
Bunkové delenie vytvára kolónie jednobunkových organizmov, ale predovšetkým umožňuje existenciu mnohobunkové organizmy, tvorené diferencovanými tkanivami. Každé tkanivo utrpí poškodenie, starne a nakoniec rastie, čo si vyžaduje náhradné bunky za staré alebo poškodené alebo nové bunky, ktoré sa majú pridať do rastúceho tkaniva.
Bunkové delenie umožňuje tak rast organizmov, ako aj opravu poškodených tkanív.
Na druhej strane, neusporiadané delenie buniek môže viesť k ochoreniam, pri ktorých tento proces prebieha nekontrolovateľne a ohrozuje život jedinca (ako sa vyskytuje u ľudí s rakovinou). Preto je v modernej medicíne štúdium bunkového delenia jednou z kľúčových oblastí vedeckého záujmu.
Fázy mitózy
V bunkovej reprodukcii typu mitózy nachádzame nasledujúce fázy:
- Rozhranie. Bunka sa pripravuje na proces rozmnožovania a zdvojnásobuje sa DNA a prijatie príslušných vnútorných a vonkajších opatrení na úspešné zvládnutie tohto procesu.
- Profáza. Jadrový obal sa začne rozpadať (až sa postupne rozpustí). Všetok genetický materiál (DNA) kondenzuje a tvorí chromozómy. Cenrozóm sa duplikuje a každý sa presunie na jeden koniec bunky, kde sa vytvoria mikrotubuly.
- Metafáza. Chromozómy sú zoradené na rovníku bunky. Každá z nich už bola duplikovaná na rozhraní, takže v tomto bode sú dve kópie oddelené.
- Anaphase. Dve skupiny chromozómov (ktoré sú navzájom identické) sa vďaka mikrotubulom vzďaľujú k opačným pólom bunky
- Telofáza. Vznikajú dva nové jadrové obaly. Mikrotubuly zmiznú.
- Cytokinéza Plazmatická membrána bunku zaškrtí a rozdelí na dve časti.
Fázy meiózy
V reprodukcii typu meióza, potom pokračujte k novému bipartícii dcérskych buniek, čím sa získajú štyri haploidné bunky.
Meióza zahŕňa dve odlišné fázy: meiózu I a meiózu II. Každá z nich sa skladá z niekoľkých štádií: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Meióza I sa odlišuje od meiózy II (a mitózy), pretože jej profáza je veľmi dlhá av jej priebehu sa homológne chromozómy (identické, pretože jeden pochádza od každého rodiča) párujú a rekombinujú za účelom výmeny genetického materiálu.
Meióza I. Známa ako redukčná fáza, výsledkom sú dve bunky s polovičným genetickým zaťažením (n).
- Profáza I. Pozostáva z niekoľkých etáp. V prvej fáze je DNA kondenzovaná do chromozómov. Homologické chromozómy sa potom spárujú a vytvoria charakteristickú štruktúru nazývanú synaptomický komplex, kde dochádza k prekríženiu a génovej rekombinácii. Nakoniec sa homológne chromozómy oddelia a obal chromozómu jadro zmizne.
- Metafáza I. Každý chromozóm, zložený z dvoch chromatidov, je zoradený v strednej rovine bunky a viaže sa na mikrotubuly achromatického vretienka.
- Anafáza I. Párové homológne chromozómy sa oddeľujú a presúvajú k opačným pólom. Každý pól dostáva náhodnú kombináciu materských a otcovských chromozómov, ale na každom póle je prítomný iba jeden člen každého homológneho páru. Sesterské chromatidy zostávajú pripojené k ich centromérom.
- Telofáza I. Jeden z každého páru homológnych chromozómov je na každom póle. Znovu sa vytvorí jadrová membrána. Každé jadro obsahuje určitý počet haploidných chromozómov, ale každý chromozóm je duplikovaný chromozóm (pozostávajúci z páru chromatíd). Dochádza k cytokinéze, ktorej výsledkom sú dve haploidné dcérske bunky.
Meióza II. Je to duplikačná fáza: bunky z meiózy sa delia, čo vedie k duplikácii DNA.
- Profáza II. Chromozómy kondenzujú. Obálka jadra zmizne.
- Metafáza II. Chromozómy sú zoradené v stredných rovinách vašich buniek.
- Anafáza II. Chromatidy sa oddeľujú a pohybujú sa smerom k opačným pólom.
- Telofáza II. Chromozómy, ktoré dosahujú každý pól bunky, sú teraz chromozómy. Jadrové obaly sa znovu tvoria, chromozómy sa postupne predlžujú, čím vznikajú chromatínové vlákna a dochádza k cytokinéze. Dve po sebe nasledujúce delenia meiózy produkujú štyri haploidné jadrá, každé s jedným chromozómom každého typu. Každá výsledná haploidná bunka má inú kombináciu génov.
