A mikroszkopikus dinoflagellátumoktól a hatalmas dinoszauruszokig az élet a Földön egy sejtből indult, amely a növekedés és a differenciálás utasításainak tervrajzát tartalmazta. A növényeket és az állatokat nagyrészt a mitotikus sejtosztódás és a szövetpótlás biztosítja. A mitózis mechanizmusai azonban nagyon különbözőek.
Növényi és állati sejtmorfológia
A növények autotrófok kloroplasztokat és klorofillt tartalmazó fotoszintézis. A klorofill bőséges jelenléte zöld színt ad a növényeknek. A növényi sejtek nagy vakuolokkal rendelkeznek a víz tárolására és a sejtfal megerősítésére is. A cellulózfalak a nap felé növekedve tartják a növényeket.
Az állatoknak van csontok védelmére szerveik és lágy szöveteik. A növények citoplazmájában csak fürge citoszkeleton található. Mivel a növények nem tudnak önállóan megmenekülni, hogy elmeneküljenek, egyes növények külső sejtfalán tövisek vannak, amelyek visszatartják a legeltető növényevőket.
Növényi és állati sejtek hasonlóságai
A növényi és állati sejtek néhány kulcsfontosságú hasonlóságot mutatnak, nevezetesen a
atommag egy magmembránon belül, ami őket eukarióta élőlények. A sejt genetikai anyaga a magban található, a sejtosztódás során replikálódik és parcellázódik. A növényi és állati sejtek a citoplazmában lévő mitokondriumtól függenek, hogy energiamolekulákat hozzanak létre.Mitózis a növényekben
Kedvező körülmények között egy növényi sejt aszexuálisan a mitózis révén két azonos sejtre oszthat fel. A mitózis fejlõdése a gyors növekedés. A mitózis hátránya a korlátozott biológiai sokféleség, amely káros lehet a túlélésre, ha a körülmények megváltoznak. A magasabb rendű növények nemi úton is szaporodhatnak meiózissal.
Az életciklus akkor kezdődik, amikor a diploid sporophyták meiozissal osztódnak, és a kromoszómák felének felével haploid spórákat eredményeznek. A mitózis révén a spórák többsejtű gametofitákká fejlődnek, amelyek aztán haploid ivarsejteket termelnek. A megtermékenyítés akkor következik be, amikor két haploid ivarsejt összeáll és diploid zigótát képez, amely mitózissal osztódva sporofitát képez.
Állati sejt mitózisa
Az állati sejtek, csakúgy, mint az emberi sejtek, a mitózis segítségével nagyobb sejteket növesztenek, a sérült sejteket pótolják és a sérült szöveteket helyrehozzák. Az állati sejt mitózisa egy ivartalan szaporodási folyamat amely egy sejt két pontos másolatát állítja elő. A sejtnövekedés és a fehérjeszintézis a sejtciklus interfázisában történik.
A mitotikus fázisok során testvérkromatidák sorakoznak a sejt közepén. Ezután az organellák széthúzzák őket, és ellentétes pólusokba küldik őket, ahol a nukleáris burok megújul a genetikai anyag körül. Végül az állati sejtmembránt leszorítjuk a középpontba, hogy elválasszuk a két sejtet.
Mitózis növényekben vs. Állatok
A mag hajtja a mitózist azzal, hogy megmondja egy sejtnek, hogy osztódjon. A mitózis folyamata és célja növényi és állati sejtekben különbözik. Például a mitózis figyelembe veszi, hogy a növényeknek erős, cellulózsejt-falra van szükségük, mivel a magasabb rendű növényeknél hiányzik az állat csontváza.
Példák:
- A mitotikus fázisok különbségei: Az állatokkal ellentétben a magasabb rendű növények egy úgynevezett sejtcikluson mennek keresztül preprofázis. A preprofázisban a citoplazma egy vonalat képez, ahol a mitózis befejezése után egy sejtlemez képződik.
- Organelle különbségek a növényekben: A növényi sejtek tartalmazzák kloroplasztok szükséges az autotrófok számára a fotoszintézis elvégzéséhez. A növényeknek van egy nagyobb vakuola hogy tartsa a vizet és más ozmózist szabályozó folyadékokat. A növények mitózisa során orsószálakat képezhetnek és centriolák nélkül oszthatók fel.
- Organelle különbségek az állatokban: Az állati sejtek rendelkeznek centriolák amelyek elősegítik az orsó készülék kialakulását és a kromatid osztást. „Felmerült, hogy a centriolák az [állati] sejt finomításaként fejlődtek ki, ami a mitózist a sokkal hatékonyabb és kevésbé hibára hajlamos folyamat ”- állítja a Florida Állami Egyetem cellája biológusok.
-
A citokinezis különbségei: Magasabb rendű növényi sejtek alkotják a sejtlemez hogy két azonos sejt magjait és citoplazmáját elválasszuk a mitózis után. Állati sejtekben motorfehérjék (aktin és miozin) összehúzza a sejtmembránt az ún hasítási barázda. A membránfúzió kettéválasztja a sejteket.
Milyen típusú sejtekben fordul elő mitózis?
Az élő organizmusokban lejátszódó sejtosztódás nagy része a szomatikus (nem szaporodó) sejtekben a mitózis révén történik. Például az emberi test naponta akár 40 000 bőrsejtet bocsát ki és helyettesíti a Amerikai Dermatológiai Akadémia. A növényi sejtek méretében és számában a mitózis és a sejtciklus folyamatos ismétlődése révén nőnek.