Dvije vrste ciklusa diobe stanica

Stanična reprodukcija slijedi jednu od dvije vrste ciklusa stanične diobe: mitozu ili mejozu.

A razmnožavanje stanica mitozom razdvaja se na dva slijedeći niz koraka koji vode do stvaranja dvije identične stanice kćeri. Samo jedna stanica potrebna je za reprodukciju na ovaj način, a sve stanice stvorene mitozom kopije su izvorne matične stanice, koja služi kao osnovna definicija diobe stanica.

Mejoza, međutim, uključuje dulji proces koji omogućuje stvaranje i spajanje spermija i jajnih stanica. Mejoza stvara stanice potrebne za stvaranje novog organizma koji se genetski razlikuje od oba roditeljska organizma.

Jednoćelijski organizmi koji se nespolno razmnožavaju, poput bakterija i algi, podvrgavaju se mitozi. Organizam replicira svoju DNK i dijeli se na dva dijela, distribuirajući po jednu kopiju u dvije nove kćerke stanice. Mitoza se javlja u složenijim organizmima kao način popravljanja i zamjene oštećenih stanica i omogućavanja rasta, poput stvaranja novih stanica kože, kose ili mišića.

Mejoza, koja stvara spermu i jajne stanice potrebne za spolno razmnožavanje, javlja se u svim eukariotskim organizmima, uključujući životinje i biljke. Mejoza zahtijeva dva puna ciklusa. Tijekom prvog ciklusa mejoze, koji se naziva mejoza I, roditeljska stanica razdvaja se na dvije stanice kćeri, svaka s punim setom kromosoma.

Kćerke stanice tada prolaze kroz drugi ciklus mejoze, mejoza II. Tijekom drugog ciklusa, svaka se kćer-stanica razdvaja na dva dijela, stvarajući ukupno četiri haploidne stanice koje svaka sadrži polovicu genetskog materijala potrebnog za stvaranje novog organizma.

Stanica koja prolazi mitozu prolazi šest koraka ili faza:

1. Međufazna
2. Profaza
3. Metafaza
4. Anafaza
5. Telofaza
6. Citokineza

U prvom koraku, međufazno, matična stanica raste, razvija se i duplicira svaki kromosom. Kromosomi sadrže genetski materijal ili DNA.

Tijekom profaze, novokopirani kromosomi se uparivaju i lijepe zajedno sestrinske kromatide. Membrana jezgre, koja obično sadrži kromosome, otapa se da omogući kromatide za pomicanje i polarna vlakna nastaju poput niti koje pričvršćuju kromatide na suprotne polove unutar stanice.

Tijekom metafaze, kromatide se poredaju duž ekvatora stanice. Njihova polarna vlakna u potpunosti su se oblikovala i drže kromatide u položaju. U anafazi se kromatide razdvajaju u svoje sestrinske kromosome. Kako se svaki kromosom odvaja od svoje kopije, polarna vlakna polako privlače kromosome prema polovima stanice.

Tijekom telofaze, stanica stvara dvije nove nuklearne membrane oko dvije identične skupine kromosoma. Stanica se izdužuje i stanična se membrana priprema za cijepanje.

Citokineza je posljednji korak mitoze, u kojem se membrana izdužene stanice počinje stiskati duž ekvatora stanice dok se membrane ne susretnu. Dvije se polovice tada odvajaju jedna od druge, tvoreći dvije nove stanice kćeri, identične matičnoj stanici.

Biljke, životinje i drugi organizmi koji se spolno razmnožavaju koriste se mejozom kako bi stvorili svoje reproduktivne stanice, omogućujući genetsku raznolikost koja mitozom nije moguća. Tijekom mejoze potrebna su dva različita ciklusa ili podjele. Kao i kod mitoze, i prvi ciklus, mejoza I, prolazi kroz šest koraka:

1. Međufaza I
2. Profaza I
3. Metafaza I
4. Anafaza I
5. Telofaza I
6. Citokineza I

Tijekom interfaze I somatska stanica ili stanica koja ima dva kompleta kromosoma kopira svoju DNK. U profazi I, homologni ili podudarni kromosomi podudaraju se i tvore parove koji se nazivaju bivalenti ili tetrade. Svaki bivalent ima dva kromosoma, po jedan od majke i oca organizma i četiri kromatide. Nuklearna membrana počinje se otapati.

Tijekom metafaze I, bivalenti se poredaju duž ekvatora stanice. Smjer s kojim se suočavaju je slučajan, tako da postoji šansa od 50:50 da svaka kćerka stanica dobije kromosom koji sadrži DNA majke ili oca organizma.

Dalje, u anafazi I, parovi kromosoma se odvajaju i povlače prema bilo kojem polu, ali svaki kromosom i dalje zadržava dvije kromatide. Telofaza I započinje kad se nuklearne membrane stvaraju oko svakog skupa kromosoma. Neke se stanice tada podvrgnu citokinezi I i podijele u dvije odvojene sestrinske stanice, iako se kod mnogih životinja sestrinske stanice ne odvajaju u potpunosti prije početka mejoze II.

Tijekom mejoze II, obje stanice kćeri nastale tijekom mejoze I podvrgavaju se ciklusu podjele u pet koraka koji uključuje:

1. Profaza II
2. Metafaza II
3. Anafaza II
4. Telofaza II
5. Citokineza II

Interfaza se preskače jer ova druga podjela nije stvorena za stvaranje kopija, već za razdvajanje dvije kromatide svakog kromosoma i pripremu stanica za spolno razmnožavanje. Tijekom profaze II, novonastale nuklearne membrane počinju se otapati i parovi kromatida počinju se mijenjati.

U metafazi II, uparene kromatide poravnavaju se duž ekvatora svake kćerke stanice, dok ih polarna vlakna čine sidrištem na mjestu. Tijekom anafaze II, kromatide svakog kromosoma se odvajaju i povlače prema odvojenim polovima. Telofaza II započinje nuklearnim membranama koje se formiraju oko svakog skupa kromosoma.

Konačno, dolazi do citokineze II. Stanične membrane počinju se skupljati i obje se stanice kćeri podijele na dvije za ukupno četiri haploidne stanice čiji kromosomi imaju samo jednu kromatidu. I stanice jajnih stanica i sperme su haploidne stanice stvorene mejozom.

Kad su to dvoje haploidne stanice kombiniraju se, kromatide odgovarajućih kromosoma podudaraju se kako bi se dobio genetski materijal potreban za stvaranje novog organizma.