Jak mitoza różni się w komórkach zwierząt i roślin wyższych?

Od mikroskopijnych bruzdnic po masywne dinozaury, życie na Ziemi zaczęło się od jednej komórki zawierającej plan instrukcji wzrostu i różnicowania. Rośliny i zwierzęta są w dużej mierze utrzymywane dzięki podziałowi komórek mitotycznych i uzupełnianiu tkanek. Jednak mechanizmy mitozy są bardzo różne.

Rośliny są autotrofy zawierające chloroplasty i chlorofil do fotosynteza. Obfita obecność chlorofilu nadaje roślinom zielony kolor. Komórki roślinne mają również duże wakuole do przechowywania wody i wzmacniania ściany komórkowej. Ściany z celulozy utrzymują rośliny w górze, gdy rosną w kierunku słońca.

Zwierzęta mają kości do ochrony ich narządy i tkanki miękkie. Rośliny mają tylko zwinny cytoszkielet w swojej cytoplazmie. Ponieważ rośliny nie mogą samodzielnie poruszać się, aby uciec, niektóre rośliny mają kolce w zewnętrznej ścianie komórkowej, aby zniechęcić roślinożerców do wypasu.

Komórki roślinne i zwierzęce mają pewne kluczowe podobieństwa, w szczególności:

W sprzyjających warunkach komórka roślinna może dzielić się bezpłciowo przez mitozę na dwie identyczne komórki. Zaletą mitozy jest szybki wzrost. Wadą mitozy jest ograniczona bioróżnorodność, która może być szkodliwa dla przetrwania w przypadku zmiany warunków. Rośliny wyższego rzędu mogą również rozmnażać się płciowo poprzez mejozę.

Cykl życiowy rozpoczyna się, gdy diploidalne sporofity dzielą się przez mejozę, dając początek haploidalnym zarodnikom z połową liczby chromosomów. Poprzez mitozę zarodniki rozwijają się w wielokomórkowe gametofity, które następnie wytwarzają haploidalne gamety. Zapłodnienie ma miejsce, gdy dwie haploidalne gamety łączą się, tworząc diploidalną zygotę, która dzieli się przez mitozę, tworząc sporofit.

Komórki zwierzęce, podobnie jak komórki ludzkie, wykorzystują mitozę do wzrostu większych komórek, zastępowania uszkodzonych komórek i naprawy uszkodzonej tkanki. Mitoza komórki zwierzęcej jest bezpłciowy proces rozrodczy który tworzy dwie dokładne kopie komórki. Wzrost komórkowy i synteza białek zachodzą w interfazie cyklu komórkowego.

Podczas faz mitotycznych chromatydy siostrzane ustawiają się w linii pośrodku komórki. Następnie są rozrywane przez organelle i wysyłane na przeciwległe bieguny, gdzie otoczka jądrowa przekształca się wokół materiału genetycznego. Wreszcie błona komórkowa zwierzęcia jest ściśnięta w środku, aby oddzielić dwie komórki.

Jądro napędza mitozę, nakazując komórce podział. Proces i cel mitozy różni się w komórkach roślinnych i zwierzęcych. Na przykład mitoza bierze pod uwagę, że rośliny potrzebują mocnej, celulozowej ściany komórkowej, ponieważ roślinom wyższego rzędu brakuje szkieletu kostnego zwierzęcia.

Przykłady:

• Różnice w fazach mitotycznych: W przeciwieństwie do zwierząt, rośliny wyższego rzędu przechodzą cykl komórkowy zwany preprofaza. W fazie preprofazy cytoplazma tworzy linię, w której po zakończeniu mitozy utworzy się płytka komórkowa.

• Różnice organelli u roślin: Komórki roślinne zawierają chloroplasty niezbędne dla autotrofów do wykonywania fotosyntezy. Rośliny mają większa wakuola do przechowywania wody i innych płynów regulujących osmozę. Podczas mitozy u roślin mogą tworzyć włókna wrzeciona i dzielić się bez centrioli.

• Różnice organelli u zwierząt: Komórki zwierzęce mają centriole które pomagają w tworzeniu aparatu wrzeciona i podziału chromatyd. „Sugeruje się, że centriole wyewoluowały jako udoskonalenie komórki [zwierzęcej], powodując mitozę znacznie wydajniejszy i mniej podatny na błędy proces”, jak donosi komórka Florida State University biolodzy.

• Różnice w cytokinezie: Komórki roślinne wyższego rzędu tworzą a płytka komórkowa do oddzielenia jąder i cytoplazmy dwóch identycznych komórek po mitozie. W komórkach zwierzęcych białka motoryczne (aktyna i miozyna) obkurczają błonę komórkową w miejscu zwanym bruzda rozszczepienia. Fuzja błon dzieli komórki na dwie oddzielne jednostki.
  

Większość podziałów komórkowych zachodzących w żywych organizmach zachodzi w komórkach somatycznych (nierozrodczych) poprzez mitozę. Na przykład ludzkie ciało zrzuca i zastępuje do 40 000 komórek skóry dziennie, zgodnie z Amerykańska Akademia Dermatologii. Komórki roślinne rosną pod względem wielkości i liczby poprzez mitozę i ciągłe powtarzanie cyklu komórkowego.