שני סוגים של מחזורי חלוקת תאים

רבייה סלולרית עוקבת אחר אחד משני סוגים של מחזורי חלוקת תאים: מיטוזה או מיוזה.

א שכפול תאים באמצעות מיטוזה מתפצל לשניים בעקבות סדרת צעדים המובילים ליצירת שני תאי בת זהים. רק תא אחד נדרש להתרבות באופן זה וכל התאים שנוצרו באמצעות מיטוזה הם העתקים של תא האם המקורי, המשמש כהגדרת חלוקת תאים בסיסית.

מיוזה, לעומת זאת, כוללת תהליך ארוך יותר המאפשר יצירת והצטרפות של תאי זרע וביצה. מיוזה מייצרת את התאים הנדרשים ליצירת אורגניזם חדש השונה מבחינה גנטית משני אורגניזמים האב.

אורגניזמים חד תאיים המתרבים מינית, כגון חיידקים ואצות, עוברים מיטוזה. האורגניזם משכפל את ה- DNA שלו ומתחלק לשניים, ומפיץ עותק אחד לכל אחד משני תאי הבת החדשים. מיטוזה מתרחשת באורגניזמים מורכבים יותר כדרך לתקן ולהחליף תאים פגועים ולאפשר צמיחה, כגון היווצרות תאי עור, שיער או שרירים חדשים.

מיוזה, המייצרת תאי זרע וביצה הדרושים להתרבות מינית, מופיעה בכל האורגניזמים האוקריוטים כולל בעלי חיים וצמחים. מיוזה דורשת שני מחזורים מלאים. במהלך מחזור המיוזה הראשון, המכונה מיוזה אני, תא ההורה מתפצל לשני תאי בת, שלכל אחד מהם סט מלא של כרומוזומים.

לאחר מכן עוברים תאי הבת את המחזור השני של המיוזה, מיוזה II. במהלך המחזור השני, כל תא בת מתפצל לשניים, ויוצר בסך הכל ארבעה תאים הפלואידים שכל אחד מהם מכיל מחצית מהחומר הגנטי הדרוש ליצירת אורגניזם חדש.

תא שעובר מיטוזה עובר שישה שלבים, או שלבים:

1. אינטראפאזה
2. נבואה
3. מטאפאזה
4. אנאפאזה
5. טלופאז
6. ציטוקינזיס

בשלב הראשון, אינטראפאזה, תא האם גדל, מפתח ומשכפל כל כרומוזום. הכרומוזומים מכילים חומר גנטי, או DNA.

במהלך פרופסא, הכרומוזומים שהועתקו לאחרונה מתמזגים ונצמדים זה לזה כרומטידות אחות. קרום הגרעין, המכיל בדרך כלל את הכרומוזומים, מתמוסס כדי לאפשר את הכרומטידים לתזוזה וסיבים קוטביים נוצרים כמו חוטים המעגנים את הכרומטידות לקטבים מנוגדים בתוך התא.

במהלך המטאפאזה, הכרומטידות מסתדרות לאורך קו המשווה של התא. סיבי הקוטב שלהם נוצרו לחלוטין ומחזיקים את הכרומטידים במצבם. באנאפאזה הכרומטידים נפרדים לכרומוזומי אחותם. כאשר כל כרומוזום נפרד מהעותק שלו, סיבי הקוטב מושכים אט אט את הכרומוזומים לעבר קטבי התא.

במהלך הטלופאז יוצר התא שתי ממברנות גרעיניות חדשות סביב שתי קבוצות הכרומוזומים הזהות. התא מתארך והקרום התאית מתכונן להתפצל.

ציטוקינזיס הוא השלב האחרון של המיטוזה, שבו קרום התא המוארך מתחיל לצבוט יחד לאורך קו המשווה של התא עד שהקרומים נפגשים. שני החצאים נפרדים זה מזה, ויוצרים שני תאי בת חדשים זהים לתא האם.

צמחים, בעלי חיים ואורגניזמים אחרים המתרבים מינית משתמשים במיוזה כדי ליצור את תאי הרבייה שלהם, ומאפשרים גיוון גנטי שאינו אפשרי באמצעות מיטוזה. במהלך המיוזה נדרשים שני מחזורים ברורים, או חלוקות. כמו במיטוזה, המחזור הראשון, מיוזה I, זורם בשש שלבים:

1. שלב ראשון I
2. נבואה I
3. מטאפאזה I
4. אנאפאזה אני
5. טלופזה אני
6. ציטוקינזיס I

במהלך שלב I, תא סומטי, או תא בעל שתי קבוצות כרומוזומים, מעתיק את ה- DNA שלו. בפרוסה I, הכרומוזומים ההומולוגיים, או ההתאמה, מתאימים ליצירת זוגות הנקראים דו-כיווניים או טרטרדים. לכל דו-ערכי שני כרומוזומים, אחד כל אחד מאמו ואביו של האורגניזם, וארבעה כרומטידים. הקרום הגרעיני מתחיל להתמוסס.

במהלך מטאפאזה I, המתחרים מסתדרים לאורך קו המשווה של התא. הכיוון שהם פונים אליו הוא אקראי ולכן יש סיכוי של 50:50 שכל תא בת יקבל כרומוזום המכיל DNA של האם או האב של האורגניזם.

לאחר מכן, באנאפאזה I, זוגות הכרומוזום נפרדים ונמשכים לעבר כל הקוטב, אך כל כרומוזום עדיין שומר על שני כרומטידים. הטלופאז I מתחיל כאשר קרומים גרעיניים נוצרים סביב כל קבוצה של כרומוזומים. לאחר מכן עוברים תאים מסוימים ציטוקינזיס I ומתפצלים לשני תאי אחות נפרדים, אם כי אצל בעלי חיים רבים תאי האחות אינם נפרדים לחלוטין לפני תחילת מיוזה II.

במהלך מיוזה II, שני תאי הבת שנוצרו במהלך המיוזה I עוברים מחזור חלוקה של חמישה שלבים כולל:

1. נבואה II
2. מטאפאזה II
3. אנאפאזה II
4. טלופזה II
5. ציטוקינזיס II

דילוג על פני שלב כי חלוקה שנייה זו לא נועדה ליצור עותקים, אלא לפצל את שני הכרומטידים של כל כרומוזום ולהכין את התאים לקראת רבייה מינית. במהלך פרופסא II, ממברנות הגרעין שזה עתה נוצרו מתחילות להתמוסס וזוגות הכרומטידות מתחילות להיסחף למקומן.

במטאפאזה II, הכרומטידות הזוגיות מתיישרות לאורך קו המשווה של כל תא בת ואילו סיבי הקוטב מהווים עיגון למקומם. במהלך אנאפאזה II, הכרומטידים של כל כרומוזום נפרדים ונמשכים לעבר קטבים נפרדים. Telophase II מתחיל אז עם ממברנות גרעיניות שנוצרות סביב כל קבוצה של כרומוזומים.

לבסוף, ציטוקינזה II מתרחשת. הממברנות התאיות מתחילות לצבוט זו בזו ושני תאי הבת מתפצלים לשניים בסך הכל ארבעה תאים פלואידים שבכרומוזומים שלהם יש כרומטיד אחד בלבד. גם תאי הביצה וגם תאי הזרע הם תאים הפלואידים שנוצרו באמצעות מיוזה.

כאשר השניים תאים הפלואידים לשלב, הכרומטידים של הכרומוזומים המתאימים מתאימים לספק את החומר הגנטי הדרוש ליצירת אורגניזם חדש.