Dviejų tipų ląstelių dalijimosi ciklai

Ląstelių reprodukcija vyksta vienu iš dviejų ląstelių dalijimosi ciklų tipų: mitozės arba mejozės.

A ląstelės dauginasi per mitozę padalijamas į dvi dalis atlikus veiksmus, kurie sukuria dvi identiškas dukterines ląsteles. Tokiu būdu daugintis reikalinga tik viena ląstelė, o visos ląstelės, sukurtos per mitozę, yra pirminės motininės ląstelės, kuri yra pagrindinis ląstelių dalijimosi apibrėžimas, kopijos.

Tačiau mejozė apima ilgesnį procesą, leidžiantį sukurti ir sujungti spermos ir kiaušialąstes. Mejozė gamina ląsteles, reikalingas naujam organizmui sukurti, kuris genetiškai skiriasi nuo abiejų pirminių organizmų.

Vienaląsčiai organizmai, kurie dauginasi nelytiniu būdu, pavyzdžiui, bakterijos ir dumbliai, patiria mitozę. Organizmas atkartoja savo DNR ir dalijasi į dvi dalis, paskirstydamas po vieną kopiją kiekvienai iš dviejų naujų dukterinių ląstelių. Mitozė pasitaiko sudėtingesniuose organizmuose kaip būdas atstatyti ir pakeisti pažeistas ląsteles ir leisti augti, pavyzdžiui, susiformuoti naujos odos, plaukų ar raumenų ląstelės.

Mejozė, gaminanti spermos ir kiaušialąstes, būtinas lytiniam dauginimuisi, vyksta visuose eukariotiniuose organizmuose, įskaitant gyvūnus ir augalus. Mejozei reikia dviejų pilnų ciklų. Per pirmąjį mejozės ciklą, vadinamą mejozė aš, pirminė ląstelė suskaidoma į dvi dukterines ląsteles, kurių kiekvienoje yra visas chromosomų rinkinys.

Tada dukterinėms ląstelėms atliekamas antrasis mejozės ciklas, mejozė II. Antrojo ciklo metu kiekviena dukterinė ląstelė dalijasi į dvi dalis, iš viso sukuria keturias haploidines ląsteles, kuriose kiekvienoje yra pusė genetinės medžiagos, reikalingos naujam organizmui sukurti.

Ląstelė, kuriai taikoma mitozė, eina šešis etapus arba fazes:

1. Tarpfazis
2. Pranašumas
3. Metafazė
4. Anafazė
5. Telofazė
6. Citokinezė

Pirmajame tarpsnyje motininė ląstelė auga, vystosi ir dubliuoja kiekvieną chromosomą. Chromosomose yra genetinė medžiaga arba DNR.

Profazės metu naujai nukopijuotos chromosomos susiporuoja ir sulimpa, kad susidarytų seserinės chromatidės. Branduolio membrana, kurioje paprastai yra chromosomos, ištirpsta, kad galėtų chromatidės pasislenka ir susidaro poliniai pluoštai kaip siūlai, įtvirtinantys chromatidus į priešingus polius ląstelėje.

Metafazės metu chromatidės išsirikiuoja išilgai ląstelės pusiaujo. Jų poliniai pluoštai yra visiškai susiformavę ir palaiko chromatidus. Anafazėje chromatidės išsiskiria į sesers chromosomas. Kiekvienai chromosomai atsiskyrus nuo jos kopijos, poliniai pluoštai lėtai traukia chromosomas link ląstelės polių.

Telofazės metu ląstelė suformuoja dvi naujas branduolio membranas aplink dvi identiškas chromosomų grupes. Ląstelė pailgėja, o ląstelės membrana ruošiasi skilti.

Citokinezė yra paskutinis mitozės etapas, kai pailgos ląstelės membrana pradeda žnyplėti kartu palei ląstelės pusiaują, kol membranos susitinka. Tada abi pusės atsiskiria viena nuo kitos, suformuodamos dvi naujas dukterines ląsteles, identiškas motininei ląstelei.

Augalai, gyvūnai ir kiti organizmai, kurie dauginasi seksualiai, naudoja mejozę savo reprodukcinėms ląstelėms sukurti, leidžiantys genetinę įvairovę, kurios neįmanoma per mitozę. Mejozės metu reikia dviejų skirtingų ciklų arba dalijimosi. Kaip ir mitozės atveju, pirmasis mejozės ciklas I eina per šešis žingsnius:

1. I tarpsnis
2. I pranašumas
3. I metafazė
4. I anafazė
5. I telofazė
6. I citokinezė

I fazės metu somatinė ląstelė arba ląstelė, turinti du chromosomų rinkinius, nukopijuoja savo DNR. I fazėje homologinės arba atitinkančios chromosomos sutampa ir susidaro poros, vadinamos bivalentėmis arba tetradėmis. Kiekviena dvivalentė turi dvi chromosomas, po vieną - iš organizmo motinos ir tėvo, ir keturias chromatides. Branduolio membrana pradeda tirpti.

I metafazės metu bivalentai išsirikiuoja palei ląstelės pusiaują. Kryptis, kuria jie susiduria, yra atsitiktinė, todėl yra 50:50 tikimybė, kad kiekviena dukterinė ląstelė gauna chromosomą, kurioje yra organizmo motinos ar tėvo DNR.

Toliau I anafazėje chromosomų poros atsiskiria ir yra traukiamos link bet kurio poliaus, tačiau kiekviena chromosoma vis tiek išlaiko du chromatidus. I telofazė prasideda, kai aplink kiekvieną chromosomų rinkinį susidaro branduolio membranos. Tada kai kurioms ląstelėms vyksta I citokinezė ir jos suskaidomos į dvi atskiras seserines ląsteles, nors daugelyje gyvūnų seserinės ląstelės visiškai neatsiskiria prieš pradedant II mejozę.

II mejozės metu abi mejozės I metu susidariusios dukterinės ląstelės išgyvena penkių pakopų dalijimosi ciklą, įskaitant:

1. II profilaktika
2. II metafazė
3. II anafazė
4. II telofazė
5. II citokinezė

Tarpfazis praleidžiamas, nes šis antrasis dalijimasis nėra sukurtas kopijoms kurti, o labiau padalyti du kiekvienos chromosomos chromatidus ir paruošti ląsteles lytinis dauginimasis. II fazės metu naujai susidariusios branduolio membranos pradeda tirpti, o chromatidžių poros pradeda dreifuoti į savo vietą.

II metafazėje suporuotos chromatidės susilygina išilgai kiekvienos dukterinės ląstelės pusiaujo, o poliniai pluoštai suformuoja jų inkarą. II anafazės metu kiekvienos chromosomos chromatidės atsiskiria ir yra traukiamos atskirų polių link. Tada II telofazė prasideda nuo branduolio membranų susidarymo aplink kiekvieną chromosomų rinkinį.

Galiausiai įvyksta II citokinezė. Ląstelių membranos pradeda žnyplėti ir abi dukterinės ląstelės dalijasi į dvi dalis iš viso keturioms haploidinėms ląstelėms, kurių chromosomos turi tik vieną chromatidą. Tiek kiaušialąstės, tiek spermatozoidai yra haploidinės ląstelės, sukurtos per miozę.

Kai abu haploidinės ląstelės derinant, atitinkamų chromosomų chromatidės sutampa, kad gautų genetinę medžiagą, reikalingą naujam organizmui sukurti.