Conţinutul principal
Curs: Biblioteca de biologie > Unitatea 15
Lecția 2: Ciclul celular şi mitozaFazele mitozei
Cum se divide o celulă pentru a produce două celule identice din punct de vedere genetic. Profaza, metafaza, anafaza și telofaza.
Introducere
Ce au în comun intestinele, drojdia din aluatul de pâine și o broască în curs de dezvoltare? Printre altele, toate au celule care fac mitoză, se divid pentru a produce mai multe celule care sunt identice genetic cu ele însele.
De ce au nevoie de mitoză toate aceste organisme și țesuturi foarte diferite? Celulele intestinale trebuie să fie înlocuite pe măsură ce se uzează; celulele drojdiei trebuie să se reproducă pentru a continua să crească populația; și un mormoloc trebui să producă noi celule pe măsură ce devine mai mare și mai complex.
Ce este mitoza?
Mitoza este un tip de diviziune celulară în care o celulă (mama) se divide pentru a produce două celule noi (fiicele) care sunt identice genetic cu ea. În contextul ciclului celular, mitoza este partea procesului de diviziune în care ADN-ul nucleului celular este împărțit în două seturi egale de cromozomi.
Marea majoritate a diviziunilor celulare care au loc în corpul tău implică mitoza. În timpul dezvoltării și creșterii, mitoza populează corpul unui organism cu celule și, de-a lungul vieții unui organism, înlocuiește celulele vechi și uzate cu altele noi. Pentru eucariote unicelulare, ca drojdia, diviziunile mitotice sunt de fapt o formă de reproducere, adăugând noi indivizi populației.
În toate aceste cazuri, „obiectivul” mitozei este acela de a se asigura că fiecare celulă fiică primește un set perfect și complet de cromozomi. Celulele cu prea puțini sau prea mulți cromozomi nu funcționează de obicei bine: s-ar putea să nu supraviețuiască sau pot chiar să provoace cancer. Deci, când celulele trec prin mitoză, nu își împart ADN-ul la întâmplare și îl aruncă în grămezi pentru cele două celule fiice. În schimb, își împart cromozomii duplicați într-o serie de pași bine stabiliți.
Fazele mitozei
Mitoza constă din patru faze de bază: profază, metafază, anafază și telofază. Unele manuale amintesc de cinci, separând profaza într-o fază incipientă (numită profază) și o fază târzie (numită prometafază). Aceste faze au o ordine secvențială strictă, iar citokineza – procesul de diviziune a conținutului celulei pentru a produce două celule noi – începe în anafază sau telofază.
Îți poți aminti ordinea fazelor cu faimoasa mnemonică: [Please] Pee on the MAT. Dar nu îți face prea mari griji de nume – ce este cel mai important este să înțelegi ce se întâmplă în fiecare etapă și de ce este importantă pentru diviziunea cromozomilor.
Să începem prin a privi o celulă chiar înainte de a începe mitoza. Această celulă este în interfază (faza G
Această celulă animală a făcut, de asemenea, o copie a centrozomului, un organit care va juca un rol cheie în orchestrarea mitozei, deci, există doi centrozomi. (În general, celulele plantelor nu au centrozomi cu centrioli, ci au un tip diferit de centru de organizare a microtubulilor care joacă un rol similar.)
La începutul profazei, celula începe să dezorganizeze unele structuri și să construiască altele, pregătindu-se de diviziunea a cromozomilor.
- Cromozomii încep să se condenseze (făcându-i mai ușor de separat mai târziu).
- Începe să se formeze fusul de diviziune. Fusul este o structură formată din microtubuli, fibre puternice care fac parte din „scheletul” celulei. Sarcina sa este de a organiza cromozomii și de a-i muta în timpul mitozei. Fusul crește între centrozomi pe măsură ce se îndepărtează.
- Nucleolul (sau nucleoli, plural), o parte a nucleului unde se produc ribozomii, dispare. Acesta este un semn că nucleul se pregătește să se dezorganizeze.
În profaza târzie (uneori numită și prometafază), fusul mitotic începe să captureze și să organizeze cromozomii.
- Cromozomii devin și mai condensați, deci sunt foarte compacți.
- Membrana nucleară se dezorganizează, eliberând cromozomii.
- Fusul mitotic crește mai mult, iar unii microtubuli încep să „capteze” cromozomi.
Microtubulii se pot lega de cromozomi la kinetocor, o secțiune de proteine care se găsește pe centromerul fiecărei cromatide surori. (Centromerii sunt regiunile ADN-ului unde cromatidele surori sunt cel mai strâns conectate).
Microtubulii care leagă un cromozom se numesc microtubuli kinetocorici. Microtubulii care nu se leagă de cinetocori se pot prinde de microtubulii de la polul opus, stabilizând fusul. Mai mulți microtubuli se extind de la fiecare centrozom spre marginea celulei, formând o structură numită asterul.
În metafază, fusul a capturat toți cromozomii și i-a aliniat în mijlocul celulei, gata să se dividă.
- Toți cromozomii se aliniază în placa metafazică (nu o structură fizică, doar un termen pentru locul unde se aliniază cromozomii).
- În acest stadiu, cei doi kinetocori ai fiecărui cromozom ar trebui să fie atașați la microtubulii de la poli opuși ai fusului.
Înainte de a trece la anafază, celula se va asigura că toți cromozomii sunt în placa metafazică cu kinetocorii lor atașați corect la microtubuli. Aceasta se numește punctul de control al fusului și ajută să se asigure că cromatidele surori se vor împărți în mod egal între cele două celule fiice atunci când se separă în pasul următor. Dacă un cromozom nu este aliniat sau atașat în mod corespunzător, celula va opri diviziunea până la rezolvarea problemei.
În anafază, cromatidele surori se separă una de cealaltă și sunt trase spre capete opuse ale celulei.
- „Lipiciul” proteic care ține laolaltă cromatidele surori se dezorganizează, permițându-le să se separe. Fiecare este acum propriul cromozom. Cromozomii fiecărei perechi sunt trași spre capete opuse ale celulei.
- Microtubulii care nu sunt atașați la cromozomi se alungesc și se despart, separând polii și făcând celula mai lungă.
Toate aceste procese sunt conduse de proteine motrice, aparate moleculare care pot „merge” de-a lungul șinelor microtubulilor și transporta marfă. În mitoză, proteinele motrice transportă cromozomi sau alți microtubuli în timp ce merg.
În telofază, celula este aproape complet divizată și începe să își restabilească structurile normale pe măsură ce are loc citokineza (diviziunea conținutului celular).
- Fusul mitotic este descompus în elementele sale constitutive.
- Se formează doi nuclei noi, câte unul pentru fiecare set de cromozomi. Reapar membranele nucleare și nucleolii.
- Cromozomii încep să se decondenseze și se întorc la forma lor „de șnur”.
Citokineza, diviziunea citoplasmei pentru a forma două celule noi, se suprapune cu stadiile finale ale mitozei. Poate începe fie în anafază, fie în telofază, în funcție de celulă, și se termină la scurt timp după telofază.
În celulele animale, citokineza este contractilă, strangulând celula în două ca o pungă cu monede cu un șnur. „Șnurul” este o bandă de filamente confecționate dintr-o proteină numită actină, iar strangulația este cunoscută ca șănț de clivare. Celulele plantelor nu se pot diviza în felul acesta, pentru că au un perete celular și sunt prea rigide. În schimb, o structură numită placă celulară se formează în mijlocul celulei, împărțind-o în două celule fiice, separate printr-un nou perete.
Când se termină citokineza, vom avea două celule noi, fiecare cu un set complet de cromozomi identici cu cei ai celulei mamă. Celulele fiice își pot începe acum propriile „vieți” celulare și – în funcție de ceea ce decid să devină atunci când cresc – pot trece ele însele prin mitoza, repetând ciclul.
Vrei să te alături conversației?
Nici o postare încă.