Két típusú sejtosztódási ciklus

A sejtszaporodás a sejtosztódási ciklusok két típusának egyikét követi: mitózis vagy meiózis.

A a sejtek a mitózis révén szaporodnak két részre osztva követi a lépések sorozatát, amelyek két azonos leánysejt létrehozásához vezetnek. Csak egy sejtre van szükség az ilyen módon történő szaporodáshoz, és a mitózis révén létrehozott összes sejt az eredeti anyasejt másolata, amely alapvető sejtosztódefinícióként szolgál.

A meiózis azonban hosszabb folyamatot foglal magában, amely lehetővé teszi a sperma és a petesejtek létrehozását és összekapcsolódását. A meiózis egy új organizmus létrehozásához szükséges sejteket termeli, amely genetikailag különbözik mindkét szülő organizmustól.

Az ivartalanul szaporodó egysejtű szervezetek, például baktériumok és algák mitózison mennek keresztül. A szervezet megismétli DNS-ét és kettéválik, egy-egy példányt elosztva a két új leánysejt mindegyikében. A mitózis összetettebb organizmusokban fordul elő a sérült sejtek helyreállításának és pótlásának, valamint a növekedés lehetővé tételének, például új bőr-, haj- vagy izomsejtek képződésének.

A meiózis, amely a nemi szaporodáshoz szükséges spermiumokat és petesejteket termeli, minden eukarióta organizmusban előfordul, beleértve az állatokat és a növényeket is. A meiózis két teljes ciklust igényel. Az első meiózis ciklus alatt, a továbbiakban: meiózis I, a szülősejt két leánysejtre oszlik, mindegyik kromoszómák teljes készletével rendelkezik.

A leánysejtek ezután a meiózis második ciklusán mennek keresztül, meiózis II. A második ciklus során minden leánysejt kettéválik, és összesen négy haploid sejt jön létre, amelyek mindegyike tartalmazza az új organizmus létrehozásához szükséges genetikai anyag felét.

A mitózison átesett sejt hat lépésen vagy fázison megy keresztül:

1. Interphase
2. Előrejelzés
3. Metafázis
4. Anaphase
5. Telofázis
6. Citokinezis

Az első lépésben, az interfázisban, az anyasejt növekszik, fejlődik és megismétli az egyes kromoszómákat. A kromoszómák genetikai anyagot vagy DNS-t tartalmaznak.

A fázis során az újonnan lemásolt kromoszómák párosulnak és összetapadnak testvérkromatidák. A mag membránja, amely általában a kromoszómákat tartalmazza, feloldódik, lehetővé téve a kromatidákat eltolódni és poláris szálak keletkeznek, mint a cromatidákat a sejten belüli ellentétes pólusokhoz rögzítő szálak.

A metafázis során a kromatidák a sejt egyenlítője mentén sorakoznak. Poláros rostjaik teljesen kialakultak, és a kromatidákat a helyükön tartják. Az anafázisban a kromatidák testvérkromoszómáikra válnak szét. Amint az egyes kromoszómák elválnak másolataiktól, a poláris szálak lassan a sejt pólusai felé vonják a kromoszómákat.

A telofázis során a sejt két új magmembránt képez a kromoszómák két azonos csoportja körül. A sejt megnyúlik, és a sejtmembrán hasadásra készül.

A citokinézis a mitózis utolsó lépése, amelyben a hosszúkás sejt membránja elkezd csipkedni a sejt egyenlítője mentén, amíg a membránok össze nem érnek. Ezután a két fél elválik egymástól, és két új leánysejtet alkot, amelyek megegyeznek az anyasejttel.

A szexuálisan szaporodó növények, állatok és egyéb szervezetek a meiózist használják reproduktív sejtjeik létrehozására, lehetővé téve a genetikai sokféleséget, amely a mitózis révén nem lehetséges. A meiózis során két külön ciklusra vagy osztásra van szükség. A mitózishoz hasonlóan az első ciklus, az I meiózis, hat lépcsőn halad át:

1. I. szakasz
2. I. prófázis
3. I. metafázis
4. I. anafázis
5. I. telofázis
6. I. citokinézis

Az I. interfázis során egy szomatikus sejt vagy két kromoszómasorozatú sejt lemásolja DNS-ét. Az I. profázisban a homológ vagy egyező kromoszómák párosulva bivalensnek vagy tetrádnak nevezett párokat alkotnak. Mindegyik kétértékűnek két kromoszómája van, egy-egy a szervezet anyjától és apjától, valamint négy kromatidája. A magmembrán kezd oldódni.

Az I. metafázis során a bivalensek a sejt egyenlítője mentén sorakoznak fel. Az irány, amellyel szembesülnek, véletlenszerű, így 50:50 esély van arra, hogy minden leánysejt olyan kromoszómát kapjon, amely a szervezet anyjának vagy apjának DNS-ét tartalmazza.

Ezután az I. anafázisban a kromoszómapárok elválnak és mindkét pólus felé húzódnak, de mindegyik kromoszóma továbbra is megtart két kromatidát. Az I. telofázis akkor kezdődik, amikor az egyes kromoszómák körül magmembránok képződnek. Egyes sejtek ezután az I. citokinezisen mennek keresztül, és két külön testvérsejtre oszlanak, bár sok állatban a testvérsejtek nem válnak el teljesen a II. Meiózis megkezdése előtt.

A II. Meiózis során az I. meiózis során kialakult mindkét leánysejt öt lépésből álló osztódási cikluson megy keresztül:

1. II
2. II. Metafázis
3. Anaphase II
4. II. Telofázis
5. Citokinézis II

Az interfázis kihagyásra kerül, mivel ez a második osztódás nem másolatok létrehozására szolgál, hanem az egyes kromoszómák két kromatidájának felosztására és a sejtek előkészítésére nemi szaporodás. A II. Fázis során az újonnan kialakult magmembránok oldódni kezdenek, és a kromatidapárok a helyükre sodródni kezdenek.

A II. Metafázisban a párosított kromatidák az egyes leánysejtek egyenlítői mentén helyezkednek el, miközben a poláris rostok horgonyt képeznek a helyükön. A II. Anafázis során az egyes kromoszómák kromatidái különválnak és különálló pólusok felé húzódnak. A II. Telofázis azzal kezdődik, hogy az egyes kromoszómák körül magmembránok képződnek.

Végül a citokinezis II következik be. A sejtmembránok elkezdik összecsípni, és mindkét leánysejt kettéválik, összesen négy haploid sejt, amelyek kromoszómáinak csak egy kromatidja van. A petesejt és a spermiumok egyaránt haploid sejtek, amelyek meiózissal jönnek létre.

Amikor a kettő haploid sejtek együttesen a megfelelő kromoszómák kromatidái egybeesnek, hogy biztosítsák az új organizmus létrehozásához szükséges genetikai anyagot.