Kuidas mitoos erineb loomade ja kõrgemate taimede rakkudes?

Mikroskoopilistest dinoflagellaatidest massiivsete dinosaurusteni algas elu Maal ühe rakuga, mis sisaldas kasvamise ja diferentseerumise juhiste kava. Taimed ja loomad püsivad suuresti mitootiliste rakkude jagunemise ja kudede täiendamise kaudu. Kuid mitoosi mehhanismid on väga erinevad.

Taimed on autotroofid mis sisaldab kloroplaste ja klorofülli fotosüntees. Klorofülli rohke olemasolu annab taimedele rohelise värvi. Taimerakkudel on ka suured vakuoolid vee hoidmiseks ja rakuseina kindlustamiseks. Tselluloosiseinad hoiavad taimi päikese poole kasvades üleval.

Loomadel on kondid kaitseks nende organid ja pehmed koed. Taimede tsütoplasmas on ainult krapsakas tsütoskelett. Kuna taimed ei pääse põgenemiseks ise liikuma, on mõne taime välises rakuseinas okkad, et heidutada karjatavaid taimtoidulisi.

Taime- ja loomarakkudel on mõned peamised sarnasused, eriti a tuum tuumamembraanis, mis neid muudab eukarüootne organismid. Raku geneetiline materjal sisaldub tuumas, paljuneb ja eraldatakse rakkude jagunemise käigus. Taime- ja loomarakud sõltuvad energia molekulide loomiseks tsütoplasmas olevatest mitokondritest.

Soodsates tingimustes võib taimerakk mitoosi teel mittesuguliselt jagada kaheks identseks rakuks. Mitoosi tagurpidi on kiire kasv. Mitoosi negatiivne külg on piiratud bioloogiline mitmekesisus, mis võib tingimuste muutumisel kahjustada ellujäämist. Kõrgema järgu taimed võivad meioosi kaudu ka sugulisel teel paljuneda.

Elutsükkel algab siis, kui diploidsed sporofüüdid jagunevad meioosiga, põhjustades haploidseid eoseid poole kromosoomide arvuga. Mitoosi kaudu arenevad eosed mitmerakulisteks gametofüütideks, mis seejärel toodavad haploidseid sugurakke. Viljastumine toimub siis, kui kaks haploidset sugurakku kokku saavad, moodustades diploidse sügoot, mis jaguneb mitoosi abil sporofüüdiks.

Loomarakud, nagu ka inimrakud, kasutavad mitoosi suuremate rakkude kasvatamiseks, kahjustatud rakkude asendamiseks ja vigastatud koe parandamiseks. Loomaraku mitoos on mittesuguline paljunemisprotsess mis toodab lahtrist kaks täpset koopiat. Rakutsükli faasides toimub rakkude kasv ja valgusüntees.

Mitootiliste faaside ajal rivistuvad õe kromatiidid raku keskele. Seejärel tõmbavad nad organellid üksteisest lahku ja saadavad vastassuunalistele poolustele, kus tuumaümbris geenimaterjali ümber reformib. Lõpuks pigistatakse looma rakumembraan keskelt alla, et need kaks rakku eraldada.

Tuum juhib mitoosi, käskides rakul jaguneda. Mitoosi protsess ja eesmärk on taime- ja loomarakkudes erinev. Näiteks võtab mitoos arvesse, et taimed vajavad tugevat tselluloosrakuseina, kuna kõrgema järgu taimedel puudub looma luustik.

Näited:

• Mitootiliste faaside erinevused: Erinevalt loomadest läbivad kõrgema järgu taimed rakutsükli, mida nimetatakse preprofaas. Preprofaasis moodustab tsütoplasma joone, kuhu pärast mitoosi lõpuleviimist moodustub rakuplaat.

• Organellide erinevused taimedes: Taimerakud sisaldavad kloroplastid vajalik autotroofidele fotosünteesi teostamiseks. Taimedel on a suurem vakuool vee ja muude osmoosi reguleerivate vedelike hoidmiseks. Taimede mitoosi ajal võivad nad moodustada spindli kiude ja jagada tsentrioolideta.

• Organellide erinevused loomadel: Loomarakkudel on tsentrioolid mis aitavad kaasa spindli aparaadi moodustamisel ja kromatiidide jagunemisel. "On oletatud, et tsentrioolid arenesid [looma] raku täiustamisena, muutes mitoosi a palju tõhusam ja vähem veaohtlik protsess, ”nagu teatas Florida osariigi ülikooli rakk bioloogid.

• Tsütokineesi erinevused: Kõrgema järgu taimerakud moodustavad a rakuplaat kahe identse raku tuumade ja tsütoplasma eraldamiseks pärast mitoosi. Loomarakkudes on motoorsed valgud (aktiin ja müosiin) ahendavad rakumembraani kohas, mida nimetatakse dekoltee vao. Membraanide liitmine jagab rakud kaheks eraldi üksuseks.
  

Suurem osa elusorganismides toimuvast rakkude jagunemisest toimub somaatilistes (mitteproduktiivsetes) rakkudes mitoosi kaudu. Näiteks heidab inimkeha välja ja asendab kuni 40 000 naharakku päevas Ameerika Dermatoloogia Akadeemia. Taimerakkude suurus ja arv kasvab mitoosi ja rakutsükli pideva kordumise kaudu.