Podjela stanica: kako to djeluje?

Ljudsko tijelo sadrži gotovo dva bilijuna stanica koje se dijele svaki dan vašeg života. Oni neprestano dijele ili stvaraju više stanica u svim živim organizmima kroz nekoliko različitih procesa poput mejoze i mitoze. Stanice se dijele kako bi stvorile više stanica dok dijete raste, a dijele se i kako bi pomogle organima ili tkivima da pravilno zarastaju.

Stanice se dijele iz nekoliko razloga. Kada beba raste, treba joj više stanica za pravilan rast, a to se postiže dijeljenjem stanica. Bebe počinju kao jedna stanica ili jaje. Stanice se ne povećavaju dok bebe rastu, ali umjesto toga imaju više stanica u tijelu.

Stanice se također dijele kako bi vam pomogle da ozdravite. Ako imate ozljedu, npr. Oderanje koljena, stanice će se podijeliti kako bi nadomjestile nedostajuće, stare ili oštećene stanice u koljenu i ozdraviti ozlijeđeno područje novim stanicama. Iz tog se razloga stanice kože neprestano dijele jer gubite one koje svakodnevno umiru, a za zamjenu su vam potrebne nove zdrave stanice kože.

Mitoza i mejoza dvije su glavne kategorije diobe stanica. Mitoza je podjela somatskih ili neproduktivnih stanica svih vrsta u vašem tijelu. Ove vrste stanica nalaze se u vašoj kosi, koži, organima, mišićima i tkivima vašeg tijela. Mejoza je podjela reproduktivnih stanica u vašem tijelu i uključuje ženska jajašca ili muške stanice sperme.

U diobi stanica, matična stanica ili izvorna stanica dijeli se na dvije identične stanice kćeri. Taj se postupak ponavlja iznova, u onome što se naziva stanični ciklus. Stanice zapravo reguliraju svoju diobu pomoću kemijskih signala za međusobnu komunikaciju. Signali se nazivaju ciklinima i oni djeluju poput prekidača za uključivanje kako bi rekli stanicama kada se trebaju podijeliti, a zatim djeluju kao prekidač za isključivanje i poručuju stanicama da se prestanu dijeliti. Stanice moraju zaustaviti diobu u točno vrijeme za pravilan rast i zdravlje, iako kad se stanice nastave dijeliti nakon što su trebale zaustaviti, to stvara stanice raka.

Ljudsko tijelo gubi približno 50 milijuna stanica dnevno u cijelom tijelu. Stanice kože se neprestano razmnožavaju brzinom od 30 000 do 40 000 stanica dnevno, kao i stanice dlake zbog svakodnevnog gubitka ovih vrsta stanica. Samo čin tuširanja i četkanja kose omogućuje uklanjanje starih stanica kože kako bi se napravilo mjesta nove zdrave stanice, a poneka dlaka vam se svakodnevno nalazi u četkici kako bi napravila mjesta za više stanica kose ili folikuli. Ostale vrste stanica u vašim organima, živcima i mozgu dijele se mnogo rjeđe, jer ove vrste ne umiru tako brzo.

Mitoza je proces razmnožavanja somatskih stanica. Somatske stanice su sve stanice koje nisu reproduktivne stanice kao što su kosa, koža i sve stanice tkiva i organa vašeg tijela. O mitozi je najvažnije zapamtiti da će dvije stanice kćeri stvorene u diobi imati potpuno istu DNK i kromosome kao matična stanica. Dvije stvorene stanice kćeri nazivaju se i diploidnim stanicama jer imaju dva kompletna kompleta kromosoma. Točno dupliciranje ne stvara nikakvu genetsku raznolikost u podijeljenim stanicama.

Podjela stanica mitoze uključuje nekoliko različitih faza prije nego što se postigne završetak. Ovaj se postupak odnosi na eukariote koji imaju membranu vezanu jezgru ili jezgre u živim organizmima kao što su životinje, ljudi, biljke i gljive. Započinje u međufaznoj fazi u kojoj svaka stanica provodi većinu svog vremena dok skuplja energiju i hranjive sastojke potrebne za podjelu.

U ovoj je fazi i kada roditeljska stanica pravi kopiju svoje DNK koja će se podijeliti na jednak način između dvije stanice u koje se odvaja, zvane stanice kćeri. Prije sinteze DNA, stanica se povećava u veličini i masi. Dalje, stanica sintetizira DNA u malom vremenu. Stanica koja će se podijeliti sintetizira proteine ​​da bi ih podijelila s obje stanice kćeri, a također nastavlja povećavati veličinu. U posljednjem dijelu interfaznog stadija stanica još uvijek ima prisutne nukleole u kojima je jezgra okružena ovojnicom, a kromosomi su duplicirani u obliku kromatina.

Slijedi faza profaze, u kojoj se kromatin u stanici kondenzira u kromosome. Vlakna vretena izlaze iz centrosoma. Ovojnica jezgre počinje se raspadati, a kromosomi se pomiču na suprotne strane stanice. Kromotinska vlakna su masa DNK i proteina koji se kondenziraju da bi stvorili kromosome sa svakim kromosomom koji sadrži dvije kromatide i spajaju se u centromeri ili središtu područja.

Stadij prometafaze ili kasni stadij profaze prepoznaje se po tome što se kromosomi nastavljaju kondenzirati dok se kinetohore (specijalizirana vlakna u centromerama kromosoma) pojavljuju se na centromerama i vlakna mitotskog vretena pričvršćuju se na kinetohore.

U fazi metafaze kromosomi se poredaju na metafaznoj ploči u središtu stanice dok hromatida svake sestrinske stanice pričvršćena je na vlakno vretena na suprotnim krajevima ili polovima stanice. Kromosomi se drže na mjestu pomoću sila polarnih vlakana koja pritiskaju centromere kromosoma. Ova akcija drži dvije stanice kćeri odvojene jedna od druge.

U fazi anafaze centromere se dijele na dva dijela, a sestrinske kromatide sada postaju kromosomi dok se izvlače na dva odvojena pola. Vlakna vretena uzrokuju produljenje dviju novih stanica. Na kraju ove faze, svaki pol ima kompletan set kromosoma. Podjela citoplazme izvorne stanice koja se naziva citokineza započinje i nastavlja se tijekom ove faze.

Stadij telofaze je sljedeći i to kada kromosomi dođu na suprotne krajeve stanice i počnu se dekondenzirati dok se nova jezgrena ovojnica stvara oko obje sestrinske stanice. Vlakna vretena oko svake nove stanice odbacuju ih. Nukleoli se također ponovno pojavljuju i kromatinska vlakna kromosoma u svakoj kćerkoj stanici se odmotavaju. U ovom je trenutku genetski sadržaj roditeljske stanice jednako podijeljen u dvije nove stanice kćeri.

Citokineze su završni stupanj diobe kada se životinjske stanice počnu odvajati cijepanjem između dvije stanice kćeri. U biljnim stanicama stanična ploča razdvaja stanice kćeri kako bi na svakoj stvorile staničnu stijenku. Kćerke stanice nazivaju se i diploidnim stanicama, što znači da svaka sadrži punu i potpuno istu količinu kromosoma kao jedna drugoj i kao matična stanica.

Postoje samo dvije faze podjele stanica mejoze - mejoza I i mejoza II. Svaka nova stanica sadržavat će jedinstvenu DNA. To daje veliku raznolikost u genetici koja se može vidjeti kada dvoje djece s ista dva roditelja međusobno izgledaju vrlo različito. Mejoza nastaje kad se mali dio svakog kromosoma u stanici otkine i veže na drugi kromosom. To se naziva genetska rekombinacija ili križanje.

Mejoza I dijeli kromosome na pola kako bi se prekrižili. Mejoza II dijeli količinu genetike na pola u svakom kromosomu u svakoj stanici. Krajnji rezultat diobe stanica su četiri stanice kćeri, umjesto dvije u diobi mitoze. Svaka od ovih kćerkih stanica ima samo polovicu broja kromosoma kao izvorna matična stanica.

Prokariotske stanice su jednostanični bakterijski organizmi bez jezgre. Oni su mikroskopski organizmi koji se trebaju podijeliti da bi postojali. Proces diobe naziva se binarna fisija, u kojoj jedna stanica postaje dvije. Prvi korak u binarnoj fisiji je kada se kopiraju DNA u stanici i mali dijelovi DNA zvani plazmidi se dupliciraju, a zatim se dvije kopije i original pomaknu na suprotne krajeve stanica. Stanica raste i izdužuje se, a zatim se srednji dio stanice oblikuje pregradni prsten koji je dijeli na dvije stanice.

Ovaj postupak podjele ista je ideja rezanja mekanog sira zubnim koncem na pola. Mekane sireve teško je čisto rezati nožem zbog meke konzistencije. Ako meki sir postavite na tanjur, možete ga ravnomjerno prerezati napola zubnim koncem kako biste stvorili dva jednaka i jednaka komada.

Aseksualna dioba stanica koristi se za reprodukciju u kojoj se nove stanice stvaraju dijeljenjem matične stanice na dvije stanice kćeri binarnom cijepanjem. Sve podijeljene stanice imaju isti genetski identitet kao i matična stanica. To omogućuje organizmima da se vrlo brzo razmnožavaju kao kod bakterija, algi, kvasca, maslačaka i ravnih crva. Nove pojedinačne stanice nazivaju se klonovima jer su točni duplikati roditeljskih stanica.

Bakterije se nespolno razmnožavaju i vrlo brzo udvostručuju svoj broj za otprilike 20 minuta. Zato napadi bakterija mogu biti vrlo ozbiljni i tako brzo rasti. Stanice bakterija također imaju visoku stopu smrtnosti kako bi nadoknadile metodu brze reprodukcije.

Proizvodi od kvasca razmnožavaju se nespolno postupkom pupanja, ali se mogu razmnožavati i spolnim putem. Proces pupanja uključuje ispupčenje koje se formira na vanjskom rubu stanice, a zatim dolazi do nuklearne diobe. Jedna od jezgri kreće se u pupoljak, a zatim prekida matičnu stanicu. Bespolno razmnožavanje pupanjem je također način na koji se ravni crvi rastavljaju u dva odvojena dijela i regeneriraju da bi stvorili dva puna plosnata crva.

Neki insekti poput mrava, osa i pčela mogu se razmnožavati ili spolno ili nespolno. Kad se stanice dijele nespolnim dijeljenjem kod ovih insekata, koriste proces partenogeneze u kojem se novi insekti reproduciraju iz jaja koja nisu oplođena. U nekim vrstama koje se mogu razmnožavati i spolno i nespolno, neoplođena jajašca proizvode muške insekte, a oplođena jajašca proizvode ženske insekte.

Kada se biljke reproduciraju nespolnim putem, to se naziva vegetativno razmnožavanje, a poljoprivrednici preferiraju ovu metodu jer daje identične usjeve kao matična biljka. Ponekad se preferira ova metoda, jer je neko sjeme teško klijavo.

Na primjer, krumpirove oči ili područja s korijenjem sade se kako bi se stvorilo više biljaka krumpira identičnih sjemenskom ili matičnoj biljci. Biljke banane razmnožavaju se odvajanjem biljaka dojilja koje rastu od podnožja matične biljke i sadnjom svake za cijelu novu biljku. Grmovi maline mogu se razmnožavati savijanjem nekih donjih grana prema zemlji i pokrivanjem zemljom. Grane će uzgajati vlastiti korijenov sustav i reproducirati nekoliko novih biljaka koje se na kraju mogu odvojiti i odvojeno posaditi za novi usjev.