Σχέσεις μεταξύ της μίτωσης στα ευκαρυωτικά κύτταρα και της δυαδικής σχάσης στους προκαρυώτες

•••Chad Baker / Photodisc / Getty Images

•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

Ένα κύτταρο, στον φυσικό κόσμο, είναι η μικρότερη φυσική μονάδα που εκδηλώνει όλες τις ιδιότητες που συνδέονται με την ίδια τη ζωή, όπως ο μεταβολισμός (χρησιμοποιώντας μόρια από εξωτερικό περιβάλλον για την παραγωγή ενέργειας για καθημερινές διαδικασίες, όπως ανάπτυξη και επισκευή), ένα καλά καθορισμένο φυσικό δοχείο, η διατήρηση της χημικής ισορροπίας και αναπαραγωγή.

Τα ζωντανά πράγματα μπορούν να χωριστούν σε προκαρυώτες, οι οποίοι είναι απλοί, συνήθως μονοκύτταροι οργανισμοί που περιλαμβάνουν βακτήρια και τους οργανισμούς στην περιοχή Archaea, και τους αισθητά πιο περίπλοκους και διαφοροποιημένους ευκαρυώτες, τα οποία είναι σχεδόν όλα πολυκυτταρικά και περιλαμβάνουν ζώα, φυτά, προστατευτικά και μύκητες.

Οι τρόποι αναπαραγωγής αυτών των τύπων κυττάρων είναι παρόμοιοι, αλλά πολύ διακριτοί.

Όλα τα κελιά περιλαμβάνουν τέσσερα συστατικά:

• ΕΝΑ κυτταρική μεμβράνη, ονομάζεται επίσης το μεμβράνη πλάσματος, αποτελούμενη από μια διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων.
• Κυτόπλασμα, ή κυτοσόλη, μια ζελατινώδης μήτρα που παρέχει ουσία στην οποία μπορούν να λειτουργήσουν άλλα συστατικά κυττάρων.
• Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA), το γενετικό υλικό του οργανισμού.
• Ριβοσώματα, οι θέσεις σύνθεσης πρωτεϊνών.

Οι προκαρυωτικοί δεν διαθέτουν πυρήνας, που στα ευκαρυωτικά κρατά το DNA και είναι το σημείο της μίτωσης, ή της αναπαραγωγής του γενετικού υλικού. Αυτό το γενετικό υλικό οργανώνεται σε χρωμοσώματα.

Όταν τα προκαρυωτικά κύτταρα διαιρούνται, αυτό, με σπάνιες εξαιρέσεις, συνεπάγεται διαίρεση ολόκληρου του οργανισμού και επομένως αναπαραγωγής. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται δυαδική σχάσηκαι είναι απλό. Πριν από μια συνολική διεύρυνση του κυττάρου και των λίγων συστατικών του, και την αναπαραγωγή του DNA του, το οποίο συνήθως αποτελείται από ένα μόνο χρωμόσωμα σε σχήμα δακτυλίου.

Όταν το κελί χωρίζεται σε δύο, το αποτέλεσμα είναι δύο θυγατρικά κύτταρα που είναι πανομοιότυπα με το γονικό κελί και το ένα με το άλλο. Αυτό το είδος αναπαραγωγής είναι ασεξουαλικό, που σημαίνει ότι καμία αλλαγή στο DNA δεν συμβαίνει από γενιά σε γενιά εκτός εάν ευκαιρία μεταλλάξειςή τυχαίες μεταβολές.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα ξεκινούν τον κύκλο ζωής τους, που ονομάζεται επίσης και κυτταρικός κύκλος, σε ενδιάμεση φάση, το οποίο περιλαμβάνει τρεις δικές του φάσεις: σολ₁ (πρώτο κενό), μικρό (σύνθεση) και σολ₂ (δεύτερο κενό). Τα χρωμοσώματα αντιγράφονται, ή αντιγράφονται με ακρίβεια, στη φάση S.

Στη συνέχεια, το κελί εισέρχεται στη συντομότερη, αλλά πιο σημαντική φάση: Μ φάση, επίσης γνωστός ως μίτωσις. Αυτό είναι όπου ο πυρήνας χωρίζεται σε δύο πανομοιότυπους θυγατρικούς πυρήνες, μια διαδικασία που ακολουθείται αμέσως από τη διαίρεση του ίδιου του κυττάρου, ή κυτοκίνηση.

Η μίωση μπορεί να χωριστεί σε πέντε φάσεις:

1. Προφητεία, όταν τα αντιγραφόμενα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται περισσότερο στον πυρήνα και η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται.
2. Προμεταφάση, όταν τα χρωμοσώματα αρχίζουν να μεταναστεύουν προς τη μέση του κυττάρου. (Ορισμένες παλαιότερες πηγές παραλείπουν αυτό το στάδιο και διαιρούν τη χρωμοσωμική μετανάστευση μεταξύ προφάσης και μεταφάσης.)
   
3. Μεταφάση, όταν τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται ακριβώς σε μια γραμμή μέσω του μέσου του πυρήνα.
4. Ανάφαση, όταν τα χρωμοσώματα έλκονται σε αντίθετες πλευρές του πυρήνα.
5. Τηλοφάση και Κυτοκίνηση, όταν το χρωμόσωμα γίνεται λιγότερο συμπυκνωμένο και σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες γύρω από τους θυγατρικούς πυρήνες.

Η μίτωση ακολουθείται αμέσως από κυτοκίνηση και ο κυτταρικός κύκλος ξεκινά εκ νέου.

Meiosis, ο τύπος κυτταρικής διαίρεσης που παράγει σπερματοζωάρια σε άνδρες και ωάρια στις γυναίκες, είναι υπεύθυνη για τη γενετική ποικιλομορφία καθώς παράγει μη πανομοιότυπα θυγατρικά κύτταρα. Εμφανίζεται μόνο σε γονάδες ενός οργανισμού (όρχεις σε άνδρες, ωοθήκες σε γυναίκες).

Η δυαδική σχάση και η μίτωση παράγουν ταυτόχρονα θυγατρικά κύτταρα. Παρόλο που οι προκαρυωτικοί δεν έχουν κυτταρικό κύκλο, και οι δύο αυτές διαδικασίες προηγούνται της ανάπτυξης των κυττάρων και των προσαρμογών ειδικά προς την ενεργοποίηση της διαίρεσης του γενετικού υλικού και ολόκληρου του κυττάρου, συμπεριλαμβανομένης της αντιγραφής του ριβοσώματα.

Η δυαδική σχάση εμφανίζεται συνήθως πολύ γρήγορα σε σύγκριση με τη μίτωση. Μερικοί ΜΙ. coli τα βακτήρια διαιρούνται κάθε 20 λεπτά, ενώ ένας κύκλος ευκαρυωτικών κυττάρων μπορεί να διαρκέσει μια ολόκληρη ημέρα.