Două tipuri de cicluri de diviziune celulară

Reproducerea celulară urmează unul din cele două tipuri de cicluri de diviziune celulară: mitoză sau meioză.

A celula care se reproduce prin mitoză se împarte în două în urma unei serii de pași care duc la crearea a două celule fiice identice. O singură celulă este necesară pentru a se reproduce în acest mod și toate celulele create prin mitoză sunt copii ale celulei mamă originale, care servește drept definiție de bază a diviziunii celulare.

Cu toate acestea, meioza implică un proces mai lung care permite crearea și unirea spermatozoizilor și a celulelor ovule. Meioza produce celulele necesare pentru a crea un nou organism care diferă genetic de ambele organisme părinte.

Organismele unicelulare care se reproduc asexuat, cum ar fi bacteriile și algele, suferă mitoză. Organismul își reproduce ADN-ul și se împarte în două, distribuind câte o copie fiecăreia dintre cele două celule fiice noi. Mitoza apare în organisme mai complexe ca o modalitate de a repara și înlocui celulele deteriorate și de a permite creșterea, cum ar fi formarea de noi piele, păr sau celule musculare.

Meioza, care produce celule de spermă și ouă necesare reproducerii sexuale, apare la toate organismele eucariote, inclusiv la animale și plante. Meioza necesită două cicluri complete. În timpul primului ciclu de meioză, denumit meioza I, celula părinte se împarte în două celule fiice, fiecare cu un set complet de cromozomi.

Celulele fiice suferă apoi al doilea ciclu de meioză, meioza II. În timpul celui de-al doilea ciclu, fiecare celulă fiică se împarte în două, creând un total de patru celule haploide care conțin fiecare jumătate din materialul genetic necesar pentru a crea un nou organism.

O celulă care suferă mitoză parcurge șase etape sau faze:

1. Interfază
2. Profază
3. Metafaza
4. Anafaza
5. Telofazat
6. Citokinezie

În primul pas, interfazic, celula mamă crește, se dezvoltă și dublează fiecare cromozom. Cromozomii conțin material genetic sau ADN.

În timpul profazei, cromozomii nou copiați se împerechează și se lipesc împreună pentru a se forma cromatide surori. Membrana nucleului, care conține de obicei cromozomii, se dizolvă pentru a permite cromatidele pentru a se deplasa și fibrele polare se formează ca fire care ancorează cromatidele la polii opuși din interiorul celulei.

În timpul metafazei, cromatidele se aliniază de-a lungul ecuatorului celulei. Fibrele lor polare s-au format complet și mențin cromatidele în poziție. În anafază, cromatidele se separă în cromozomii lor surori. Pe măsură ce fiecare cromozom se separă de copia sa, fibrele polare atrag încet cromozomii către polii celulei.

În timpul telofazei, celula formează două noi membrane nucleare în jurul celor două grupări identice de cromozomi. Celula se alungește și membrana celulară se pregătește să se despartă.

Citokineza este ultima etapă a mitozei, în care membrana celulei alungite începe să se ciupească împreună de-a lungul ecuatorului celulei până când membranele se întâlnesc. Cele două jumătăți se separă apoi una de cealaltă, formând două celule fiice noi, identice cu celula mamă.

Plantele, animalele și alte organisme care se reproduc sexual folosesc meioza pentru a-și crea celulele reproductive, permițând diversitatea genetică care nu este posibilă prin mitoză. Două cicluri distincte, sau diviziuni, sunt necesare în timpul meiozei. Ca și în cazul mitozei, primul ciclu, meioza I, curge prin șase etape:

1. Interfața I
2. Profaza I
3. Metafaza I
4. Anafaza I
5. Telofaza I
6. Citokineza I

În timpul interfazei I, o celulă somatică sau o celulă care are două seturi de cromozomi își copiază ADN-ul. În profaza I, cromozomii omologi sau potriviți se potrivesc pentru a forma perechi numite bivalenți sau tetrad. Fiecare bivalent are doi cromozomi, unul de la mama și tatăl organismului și patru cromatide. Membrana nucleară începe să se dizolve.

În timpul metafazei I, bivalenții se aliniază de-a lungul ecuatorului celulei. Direcția spre care se confruntă este aleatorie, astfel încât există 50:50 șanse ca fiecare celulă fiică să primească un cromozom care conține ADN-ul mamei sau tatălui organismului.

Apoi, în anafaza I, perechile de cromozomi se separă și sunt trase către fiecare pol, dar fiecare cromozom reține încă două cromatide. Telofaza I începe pe măsură ce membranele nucleare se formează în jurul fiecărui set de cromozomi. Unele celule suferă apoi citokinezie I și se împart în două celule surori separate, deși la multe animale, celulele surori nu se separă complet înainte de a începe meioza II.

În timpul meiozei II, ambele celule fiice formate în timpul meiozei I suferă un ciclu de diviziune în cinci pași care include:

1. Profaza II
2. Metafaza II
3. Anafaza II
4. Telofaza II
5. Citokineza II

Interfața este omisă, deoarece această a doua diviziune nu este concepută pentru a crea copii, ci mai degrabă pentru a împărți cele două cromatide ale fiecărui cromozom și a pregăti celulele pentru reproducere sexuală. În timpul profazei II, membranele nucleare nou formate încep să se dizolve și perechile de cromatide încep să se deplaseze în loc.

În metafaza II, cromatidele pereche se aliniază de-a lungul ecuatoarelor fiecărei celule fiice, în timp ce fibrele polare formează o ancoră în loc. În timpul anafazei II, cromatidele fiecărui cromozom se separă și sunt trase către poli separați. Telofaza II începe apoi cu membranele nucleare care se formează în jurul fiecărui set de cromozomi.

În cele din urmă, apare citokineza II. Membranele celulare încep să se ciupească și ambele celule fiice se împart în două pentru un total de patru celule haploide ale căror cromozomi au o singură cromatidă. Atât celulele ovule cât și cele ale spermei sunt celule haploide create prin meioză.

Când cei doi celule haploide combinate, cromatidele cromozomilor corespunzători se potrivesc pentru a furniza materialul genetic necesar pentru a crea un nou organism.