Човешкото тяло съдържа почти два трилиона клетки, които се делят всеки ден от живота ви. Те се делят или правят повече клетки постоянно във всички живи организми чрез няколко различни процеса като мейоза и митоза. Клетките се разделят, за да създадат повече клетки, докато бебето расте, а също така се разделят, за да помогнат на органите или тъканите да се лекуват правилно.
Защо клетките се разделят?
Клетките се делят по няколко причини. Когато бебето расте, то се нуждае от повече клетки за правилен растеж и това става чрез клетъчно делене. Бебетата започват като единична клетка или яйце. Клетките не стават по-големи, докато бебетата растат, но вместо това те имат повече клетки в телата си.
Клетките също се разделят, за да ви помогнат да се излекувате. Ако имате нараняване, като одиране на коляното, клетките ви ще се разделят, за да заместят липсващи, стари или повредени клетки в коляното и ще излекуват нараненото място с нови клетки. Поради тази причина кожните клетки се делят постоянно, тъй като вие губите тези, които умират ежедневно, и се нуждаете от нови здрави кожни клетки, които да ги заместват.
Какви са видовете клетъчно делене?
Митозата и мейозата са двете основни категории клетъчно делене. Митозата е разделяне на соматични или нерепродуктивни клетки от всички видове във вашето тяло. Тези видове клетки са в косата, кожата, органите, мускулите и тъканите на тялото ви. Мейозата е разделяне на репродуктивните клетки в тялото ви и включва женски яйцеклетки или мъжки сперматозоиди.
Как клетките знаят кога трябва да се разделят?
При клетъчното делене родителската клетка или оригиналната клетка се разделя на две еднакви дъщерни клетки. Този процес се повтаря отново и отново, в това, което се нарича клетъчен цикъл. Клетките всъщност регулират своето деление, като използват химически сигнали за комуникация помежду си. Сигналите се наричат циклини и те действат като включен ключ, за да кажат на клетките кога да се разделят и след това действат като изключващ ключ, за да кажат на клетките да спрат да се делят. Клетките трябва да спрат делението в точното време за правилен растеж и здраве, въпреки че когато клетките продължават да се делят, след като е трябвало да спрат, това създава ракови клетки.
Човешкото тяло губи приблизително 50 милиона клетки на ден в цялото тяло. Кожните клетки се възпроизвеждат постоянно със скорост от 30 000 до 40 000 клетки на ден, както и космените клетки поради ежедневната загуба на тези видове клетки. Само актът на душ и четкане на косата ви позволява да се премахнат старите кожни клетки, за да се направи място за тях нови здрави клетки, а някои косми са във вашата четка всеки ден, за да направят място за повече космени клетки или фоликули. Други видове клетки в органите, нервите и мозъка ви се делят много по-рядко, тъй като тези видове не умират толкова бързо.
Какви са етапите на митозното клетъчно разделение?
Митозата е процесът за размножаване на соматичните клетки. Соматичните клетки са всички клетки, които не са репродуктивни клетки като косата, кожата и всички клетки на тъканите и органите на тялото ви. Най-важното нещо, което трябва да запомните за митозата, е, че двете дъщерни клетки, създадени при разделяне, ще имат абсолютно същата ДНК и хромозоми като родителската клетка. Създадените две дъщерни клетки се наричат още диплоидни клетки, тъй като имат два пълни комплекта хромозоми. Това точно дублиране не създава никакво генетично разнообразие в разделените клетки.
Митозното клетъчно делене включва няколко различни етапа, преди да се завърши. Този процес е за еукариоти, които имат мембранно свързано ядро или ядра в живи организми като животни, хора, растения и гъби. Започва в междуфазния етап, където всяка клетка прекарва по-голямата част от времето си, докато събира енергия и хранителни вещества, необходими за деление.
Този етап е и когато родителската клетка прави копие от своята ДНК, която ще бъде споделяна по равно между двете клетки, в които се отделя, наречени дъщерни клетки. Преди синтеза на ДНК, клетката се увеличава по размер и маса. След това клетката синтезира ДНК за малък прозорец от време. След това клетката, която ще се раздели, синтезира протеини, за да ги сподели с двете дъщерни клетки и също продължава да увеличава размера си. Във втората част на интерфазния етап, клетката все още има ядра, в които ядрото е заобиколено от обвивка и хромозомите се дублират под формата на хроматин.
Следва етап на профаза, при който хроматинът в клетката се кондензира в хромозоми. Влакната на вретеното излизат от центрозомите. Обвивката на ядрото започва да се разпада и хромозомите се преместват към противоположните страни на клетката. Хромотиновите влакна са маса от ДНК и протеини, които се кондензират, образувайки хромозоми, като всяка хромозома съдържа две хроматиди и се свързва в центромера или центъра на зоната.
Прометафазният или късният профазен стадий се идентифицира по хромозомите, които продължават да се кондензират, докато кинетохорите (специализирани влакна в центромерите на хромозомите) се появяват в центромерите и влакната на митотичното вретено се прикрепят към кинетохори.
В стадия на метафазата хромозомите се подреждат върху метафазната плоча в центъра на клетката, докато хроматидата на всяка сестра е прикрепена към влакното на вретеното в противоположните краища или полюсите на клетката. Хромозомите се задържат на място от силите на полярните влакна, които натискат центромерите на хромозомите. Това действие държи двете дъщерни клетки отделени една от друга.
В етапа на анафаза центромерите се разделят на две и сестринските хроматиди вече се превръщат в хромозоми, когато се изтеглят към двата отделни полюса. Влакната на вретеното карат двете нови клетки да се удължават. В края на този етап всеки полюс има пълен набор от хромозоми. Разделянето на първоначалната клетъчна цитоплазма, наречена цитокинеза, започва и продължава през целия този етап.
Етапът на телофазата е следващ и е когато хромозомите пристигат в противоположните краища на клетката и започват да се декондензират, когато около двете сестрински клетки се образува нова ядрена обвивка. Влакната на вретеното около всяка нова клетка ги изтласкват. Ядрата също се появяват отново и хроматиновите влакна на хромозомите във всяка дъщерна клетка се отвиват. В този момент генетичното съдържание на родителската клетка е равномерно разделено на две нови дъщерни клетки.
Цитокинезите са последният етап на разделяне, когато животинските клетки започват да се отделят с разцепване между двете дъщерни клетки. В растителните клетки клетъчната плочка разделя дъщерните клетки, за да образува клетъчна стена на всяка. Дъщерните клетки се наричат още диплоидни клетки, което означава, че всяка от тях съдържа пълното и точно същото количество хромозоми като всяка друга и като родителска клетка.
Какви са етапите на клетъчно делене на мейоза?
Има само два етапа на клетъчно делене на мейоза - мейоза I и мейоза II. Всяка нова клетка ще съдържа уникална ДНК. Това дава голямото разнообразие в генетиката, което може да се види, когато две деца с едни и същи двама родители изглеждат много различни един от друг. Мейозата възниква, когато малка част от всяка от хромозомите в клетката се откъсне и се прикрепи към друга хромозома. Това се нарича генетична рекомбинация или кръстосване.
Мейоза I разделя хромозомите наполовина, за да се пресичат. Мейоза II разделя генетичното количество наполовина във всяка хромозома във всяка клетка. Крайният резултат от клетъчното делене е четири дъщерни клетки, вместо двете при митоза. Всяка от тези дъщерни клетки има само половината от броя на хромозомите като оригинална родителска клетка.
Как се разделят прокариотните клетки?
Прокариотните клетки са едноклетъчни бактериални организми без ядро. Те са микроскопични организми, които трябва да се разделят, за да съществуват. Процесът на разделяне се нарича двоично делене, при което една клетка става две. Първата стъпка в бинарното делене е когато ДНК в клетката се копира и малки парченца ДНК наречените плазмиди се дублират и след това двете копия и оригиналът се преместват в противоположните краища на клетка. Клетката расте и се удължава и след това в средата на клетката се образува преграден пръстен, който я разделя на две клетки.
Този процес на разделяне е същата идея за разрязване на меко сирене със зъбен конец наполовина. Меките сирена трудно се нарязват чисто с нож поради меката консистенция. Ако поставите мекото сирене в чиния, можете да го разрежете наполовина с помощта на зъбен конец, за да създадете две парчета, които са еднакви и еднакви по размер.
Какво е деление на безполови клетки?
Безполовото клетъчно делене се използва за размножаване, при което се получават нови клетки чрез разделяне на родителската клетка на две дъщерни клетки чрез бинарно делене. Всички разделени клетки имат същата генетична идентичност като родителската клетка. Това позволява на организмите да се размножават много бързо, както при бактерии, водорасли, дрожди, глухарчета и плоски червеи. Новите отделни клетки се наричат клонинги, защото са точни дубликати на родителските клетки.
Бактериите се размножават безполово и удвояват броя си много бързо за приблизително 20 минути. Ето защо огнищата на бактерии могат да бъдат много сериозни и да растат толкова бързо. Бактериалните клетки също имат висока смъртност, за да компенсират метода за бързо размножаване.
Какви са различните видове деление на безполови клетки?
Продуктите с дрожди се размножават безполово в процеса на пъпкуване, но могат да се размножават и по полов път. Процесът на бутониране включва изпъкналост, образуваща се на външния ръб на клетката, и тогава се получава ядрено делене. Едно от ядрата се премества в пъпката и след това се отчупва от родителската клетка. Размножаването безполово чрез пъпки е също така как плоските червеи се разделят на две отделни секции и се регенерират, за да образуват два пълни плоски червея.
Някои насекоми като мравки, оси и пчели могат да се размножават по полов или безполов начин. Когато клетките се разделят безполово при тези насекоми, те използват процеса на партеногенеза, при който новите насекоми се възпроизвеждат от яйца, които не са оплодени. При някои от видовете, които могат да се размножават както полово, така и безполово, неоплодените яйца произвеждат мъжки насекоми, а оплодените яйца - женски насекоми.
Когато растенията се размножават безполово, това се нарича вегетативно размножаване и този метод е предпочитан от фермерите, тъй като произвежда идентични култури като растението майка. Понякога този метод е предпочитан, тъй като някои семена трудно покълват.
Например, картофени очи или зони за вкореняване се засаждат, за да се получат повече картофени растения, идентични с семенните картофи или родителските растения. Банановите растения се възпроизвеждат чрез отделяне на растенията за бебета, които растат от основата на родителското растение и засаждането на всяко от тях за цяло ново растение. Малиновите храсти могат да бъдат възпроизведени чрез огъване на някои от долните клони към земята и покриването им с пръст. Клоновете ще развият собствена коренова система и ще възпроизведат няколко нови растения, които в крайна сметка могат да бъдат отделени и засадени отделно за нова реколта.