Šūnām, kas ir dzīvās būtnes pamatelementi, ir jāvairojas, lai vecāku organisms cita starpā varētu augt un laboties. Lai šūnas vairotos, tām jāsadala. Tiek saukts šūnu dalīšanās fiziskais process citokinēze.
Šūnu dalīšanās būtu bezjēdzīga bez šūnas ģenētiskā materiāla kopīgas reprodukcijas, jo katrai meitas šūnai ir nepieciešama pilna organisma ģenētiskā koda kopija, lai tā varētu paveikt savu darbu. Šūnas pavairo, izmantojot procesu, ko sauc mitoze.
Šūnas visās dzīvajās būtnēs iziet citokinēzi; tikai eikariotu (dzīvnieku) šūnās notiek mitoze, kuras sākums šūnu dalīšanās laikā notiek pirms citokinēzes.
Mitozes pamati
Mitoze attiecas uz šūnas ģenētiskā materiāla reprodukciju; citiem vārdiem sakot, tā hromosomas. Šis materiāls atrodas šūnu kodolos (vienskaitlī: kodols). Pirms materiālu var iekļaut meitas šūnās, tas vispirms ir jāatkārto vai jākopē. Tādējādi mitoze ietver replikāciju, kurai seko dalīšanās, taču ir svarīgi saprast, ka mitozes dalīšanās daļas rezultātā rodas tikai meitas kodoli, nevis veselas meitas šūnas.
Mitozes fāzes
Mitoze ir sadalīta četrās fāzēs: profāze, metafāze, anafāze un telofāze.
Profāzē replikētās hromosomas pārī kondensējas un padara sevi kompaktākas. Arī struktūra, ko sauc par mitotisko vārpstu, veidojas no olbaltumvielām, ko sauc par mikrotubuliem katrā šūnas pusē.
Metafāzē kodola membrāna tiek noārdīta, un mitotiskā vārpsta stiepjas uz iekšu no šūnas malām, lai savienotos caur centromerām, kas savieno visus hromosomu pārus.
Anafāzē hromosomu pāri tiek atrauti to centromērās. Šīs atdalītās hromosomas pēc vārpstas velk uz šūnas pretējām pusēm. Anafāze garantē, ka katra meitas šūna iegūs identisku hromosomu kopumu. Šajā fāzē sākas citokinēze.
Telofāzē ap katru jauno meitas hromosomu kopu veidojas kodola membrāna. Tajā pašā laikā tiek pabeigts citokinēzes process.
Citokinēze
Citokinēzes definīcija ir vecāku šūnu citoplazmas sadalīšana divās meitas šūnās. Tas sākas mitozes anafāzē un beidzas ar telofāzi. Citokinēzi ir iespējams definēt diskrētu fāžu izteiksmē, jo procesu, tāpat kā mitozi, var iedalīt četros posmos: iniciācija, kad šūnas ārpuse sāk virzīties uz iekšu; kontrakcija, kuru darbina olbaltumvielas, kas līdzīgas tām, kuras atrodamas muskuļos; membrānas ievietošana, kad citoplazma tiek novietota ap abām gandrīz atdalītajām meitas šūnām; un pabeigšana, kad šķelšanās ir pabeigta.
Citokinēzes veidi
Dzīvnieku un augu šūnās notiek dažāda veida citokinēze, jo augu šūnām ir šūnu sienas, savukārt dzīvnieku šūnām ir tikai šūnu membrānas. Augiem trūkst centriolu, un baktērijām trūkst gan centriolu, gan vārpstu, tāpēc, kad pienāks laiks šāda veida šūnas sašķelt divās daļās, process nav tik stingri koordinēts. Baktērijās to sauc tikai par skaldīšanu. Augos struktūra, ko sauc par šūnu plāksni, veidojas gar metafāzes plāksni, turpretim dzīvniekiem ir citoplazmas sašaurinājums vai iekšpuse.