Два вида цикли на клетъчно делене

Клетъчното размножаване следва един от двата типа цикли на клетъчно делене: митоза или мейоза.

A клетъчно размножаване чрез митоза разделя се на две след поредица от стъпки, които водят до създаването на две еднакви дъщерни клетки. Необходима е само една клетка за възпроизвеждане по този начин и всички клетки, създадени чрез митоза, са копия на оригиналната клетка-майка, която служи като основна дефиниция на клетъчното делене.

Мейозата обаче включва по-дълъг процес, който позволява създаването и свързването на сперматозоиди и яйцеклетки. Мейозата произвежда клетките, необходими за създаването на нов организъм, който се различава генетично от двата родителски организма.

Едноклетъчните организми, които се размножават безполово, като бактерии и водорасли, се подлагат на митоза. Организмът репликира своята ДНК и се разделя на две, като разпределя по едно копие във всяка от двете нови дъщерни клетки. Митозата се среща в по-сложни организми като начин за възстановяване и заместване на увредените клетки и за подпомагане на растежа, като образуването на нови клетки на кожата, косата или мускулите.

Мейозата, която произвежда сперматозоиди и яйцеклетки, необходими за сексуално размножаване, се среща във всички еукариотни организми, включително животни и растения. Мейозата изисква два пълни цикъла. По време на първия цикъл на мейоза, посочен като мейоза I, родителската клетка се разделя на две дъщерни клетки, всяка с пълен набор от хромозоми.

След това дъщерните клетки претърпяват втория цикъл на мейоза, мейоза II. По време на втория цикъл всяка дъщерна клетка се разделя на две, създавайки общо четири хаплоидни клетки, всяка от които съдържа половината от генетичния материал, необходим за създаването на нов организъм.

Клетката, подложена на митоза, преминава през шест стъпки или фази:

1. Междуфазна
2. Профаза
3. Метафаза
4. Анафаза
5. Телофаза
6. Цитокинеза

В първата стъпка, интерфаза, майчината клетка расте, развива се и дублира всяка хромозома. Хромозомите съдържат генетичен материал или ДНК.

По време на профазата новокопираните хромозоми се сдвояват и се слепват, за да се образуват сестрински хроматиди. Мембраната на ядрото, която обикновено съдържа хромозомите, се разтваря, за да позволи хроматидите да се измести и полярните влакна се образуват като нишки, закрепващи хроматидите към противоположни полюси в клетката.

По време на метафазата хроматидите се нареждат по екватора на клетката. Техните полярни влакна са напълно оформени и задържат хроматидите в положение. В анафазата хроматидите се разделят на своите сестрински хромозоми. Тъй като всяка хромозома се отделя от нейното копие, полярните влакна бавно изтеглят хромозомите към полюсите на клетката.

По време на телофазата клетката образува две нови ядрени мембрани около двете идентични групи от хромозоми. Клетката се удължава и клетъчната мембрана се подготвя да се раздели.

Цитокинезата е последният етап от митозата, при който мембраната на удължената клетка започва да се прищипва по екватора на клетката, докато мембраните се срещнат. След това двете половини се отделят една от друга, образувайки две нови дъщерни клетки, идентични с майчината клетка.

Растения, животни и други организми, които се размножават по полов път, използват мейоза, за да създадат своите репродуктивни клетки, позволявайки генетично разнообразие, което не е възможно чрез митоза. По време на мейозата са необходими два различни цикъла или разделения. Както при митозата, първият цикъл, мейозата I, протича през шест стъпки:

1. Интерфаза I
2. Профаза I
3. Метафаза I
4. Анафаза I
5. Телофаза I
6. Цитокинеза I

По време на интерфаза I соматична клетка или клетка, която има два комплекта хромозоми, копира своята ДНК. В профаза I хомоложните или съвпадащи хромозоми съвпадат, за да образуват двойки, наречени биваленти или тетради. Всеки бивалент има две хромозоми, по една от майката и бащата на организма и четири хроматиди. Ядрената мембрана започва да се разтваря.

По време на метафаза I бивалентите се подреждат по екватора на клетката. Посоката, пред която са изправени, е произволна, така че има шанс 50:50 всяка дъщерна клетка да получи хромозома, съдържаща ДНК на майката или бащата на организма.

На следващо място, в анафаза I, хромозомните двойки се разделят и се изтеглят към всеки полюс, но всяка хромозома все още запазва две хроматиди. Телофаза I започва, когато около всеки набор от хромозоми се образуват ядрени мембрани. След това някои клетки се подлагат на цитокинеза I и се разделят на две отделни сестрински клетки, въпреки че при много животни сестринските клетки не се отделят напълно преди началото на мейозата II.

По време на мейоза II и двете дъщерни клетки, образувани по време на мейоза I, преминават петстепенен цикъл на разделяне, включващ:

1. Профаза II
2. Метафаза II
3. Анафаза II
4. Телофаза II
5. Цитокинеза II

Интерфазата се пропуска, тъй като това второ разделение не е предназначено да създава копия, а по-скоро да разделя двете хроматиди на всяка хромозома и да подготвя клетките за полово размножаване. По време на профаза II новосформираните ядрени мембрани започват да се разтварят и двойките хроматиди започват да се движат на мястото си.

В метафаза II сдвоените хроматиди се подравняват по екваторите на всяка дъщерна клетка, докато полярните влакна ги образуват на място. По време на анафаза II хроматидите на всяка хромозома се отделят и се изтеглят към отделни полюси. След това Telophase II започва с ядрени мембрани, образуващи се около всеки набор от хромозоми.

Накрая настъпва цитокинеза II. Клетъчните мембрани започват да се прищипват и двете дъщерни клетки се разделят на две за общо четири хаплоидни клетки, чиито хромозоми имат само една хроматида. Както яйцеклетките, така и сперматозоидите са хаплоидни клетки, създадени чрез мейоза.

Когато двамата хаплоидни клетки комбинират, хроматидите на съответните хромозоми съвпадат, за да осигурят генетичния материал, необходим за създаването на нов организъм.