Клеточное воспроизводство следует одному из двух типов циклов деления клеток: митоз или мейоз.
А размножение клеток через митоз делится на две части после ряда шагов, которые приводят к созданию двух идентичных дочерних клеток. Только одна клетка должна воспроизводиться таким образом, и все клетки, созданные посредством митоза, являются копиями исходной материнской клетки, что служит основным определением деления клетки.
Однако мейоз включает более длительный процесс, который позволяет создавать и соединять сперматозоиды и яйцеклетки. Мейоз производит клетки, необходимые для создания нового организма, который генетически отличается от обоих родительских организмов.
Два вида деления клеток
Одноклеточные организмы, размножающиеся бесполым путем, такие как бактерии и водоросли, подвергаются митозу. Организм реплицирует свою ДНК и делится на две части, распределяя по одной копии каждой из двух новых дочерних клеток. Митоз возникает у более сложных организмов как способ восстановления и замены поврежденных клеток и обеспечения роста, например образования новой кожи, волос или мышечных клеток.
Мейоз, который производит сперматозоиды и яйцеклетки, необходимые для полового размножения, встречается у всех эукариотических организмов, включая животных и растения. Мейоз требует двух полных циклов. Во время первого цикла мейоза, называемого мейоз I, родительская клетка делится на две дочерние клетки, каждая с полным набором хромосом.
Затем дочерние клетки проходят второй цикл мейоза, мейоз II. Во время второго цикла каждая дочерняя клетка делится на две, создавая в общей сложности четыре гаплоидных клетки, каждая из которых содержит половину генетического материала, необходимого для создания нового организма.
Понимание митоза
Клетка, претерпевающая митоз, проходит шесть этапов или фаз:
- Межфазный
- Профаза
- Метафаза
- Анафаза
- Телофаза
- Цитокинез
На первом этапе, интерфазе, материнская клетка растет, развивается и дублирует каждую хромосому. Хромосомы содержат генетический материал или ДНК.
Во время профазы вновь скопированные хромосомы объединяются в пары и слипаются, образуя сестринские хроматиды. Мембрана ядра, которая обычно содержит хромосомы, растворяется, позволяя хроматидам чтобы сдвинуть и сформировать полярные волокна, как нити, прикрепляющие хроматиды к противоположным полюсам внутри клетки.
Во время метафазы хроматиды выстраиваются вдоль экватора клетки. Их полярные волокна полностью сформированы и удерживают хроматиды на месте. В анафазе хроматиды разделяются на сестринские хромосомы. По мере того как каждая хромосома отделяется от своей копии, полярные волокна медленно притягивают хромосомы к полюсам клетки.
Во время телофазы клетка образует две новые ядерные мембраны вокруг двух идентичных групп хромосом. Клетка удлиняется, и клеточная мембрана готовится к расщеплению.
Цитокинез - это заключительный этап митоза, на котором мембрана удлиненной клетки начинает сжиматься вдоль экватора клетки, пока мембраны не встретятся. Затем две половинки отделяются друг от друга, образуя две новые дочерние клетки, идентичные материнской клетке.
Мейоз I
Растения, животные и другие организмы, которые размножаются половым путем, используют мейоз для создания своих репродуктивных клеток, обеспечивая генетическое разнообразие, которое невозможно посредством митоза. Во время мейоза необходимы два различных цикла или деления. Как и в случае митоза, первый цикл, мейоз I, проходит через шесть этапов:
- Интерфаза I
- Профаза I
- Метафаза I
- Анафаза I
- Телофаза I
- Цитокинез I
Во время интерфазы I соматическая клетка или клетка, имеющая два набора хромосом, копирует свою ДНК. В профазе I гомологичные или совпадающие хромосомы совпадают, образуя пары, называемые бивалентами или тетрадами. Каждый бивалент имеет две хромосомы, по одной от матери и отца организма, и четыре хроматиды. Ядерная мембрана начинает растворяться.
Во время метафазы I биваленты выстраиваются вдоль экватора клетки. Направление, в котором они смотрят, является случайным, поэтому вероятность того, что каждая дочерняя клетка получит хромосому, содержащую ДНК матери или отца организма, составляет 50:50.
Затем, в анафазе I, пары хромосом разделяются и притягиваются к любому полюсу, но каждая хромосома по-прежнему сохраняет две хроматиды. Телофаза I начинается с образования ядерных мембран вокруг каждого набора хромосом. Некоторые клетки затем подвергаются цитокинезу I и разделяются на две отдельные сестринские клетки, хотя у многих животных сестринские клетки не разделяются полностью до начала мейоза II.
Мейоз II
Во время мейоза II обе дочерние клетки, образовавшиеся во время мейоза I, подвергаются пятиступенчатому циклу деления, включающему:
- Профаза II
- Метафаза II
- Анафаза II
- Телофаза II
- Цитокинез II
Интерфаза пропускается, потому что это второе деление предназначено не для создания копий, а для разделения двух хроматид каждой хромосомы и подготовки клеток к половое размножение. Во время профазы II новообразованные ядерные мембраны начинают растворяться, и пары хроматид начинают перемещаться на свои места.
В метафазе II парные хроматиды выстраиваются вдоль экваторов каждой дочерней клетки, в то время как полярные волокна образуют их якорь на месте. Во время анафазы II хроматиды каждой хромосомы отделяются и тянутся к отдельным полюсам. Затем телофаза II начинается с образования ядерных мембран вокруг каждого набора хромосом.
Наконец, происходит цитокинез II. Клеточные мембраны начинают сжиматься, и обе дочерние клетки разделяются на две, в результате чего получается четыре гаплоидных клетки, чьи хромосомы имеют только одну хроматиду. И яйцеклетки, и сперматозоиды - гаплоидные клетки, созданные в результате мейоза.
Когда двое гаплоидные клетки Вместе хроматиды соответствующих хромосом совпадают, чтобы обеспечить генетический материал, необходимый для создания нового организма.