Dva typy cyklov bunkového delenia

Bunková reprodukcia sleduje jeden z dvoch typov cyklov bunkového delenia: mitózu alebo meiózu.

A reprodukcia buniek mitózou sa rozdelí na dva nasledujúce po sérii krokov, ktoré vedú k vytvoreniu dvoch identických dcérskych buniek. Takto sa musí reprodukovať iba jedna bunka a všetky bunky vytvorené mitózou sú kópiami pôvodnej materskej bunky, ktorá slúži ako základná definícia bunkového delenia.

Meióza však zahŕňa dlhší proces, ktorý umožňuje vytváranie a spájanie spermií a vaječných buniek. Meióza produkuje bunky potrebné na vytvorenie nového organizmu, ktorý sa geneticky líši od oboch rodičovských organizmov.

Jednobunkové organizmy, ktoré sa množia nepohlavne, napríklad baktérie a riasy, prechádzajú mitózou. Organizmus replikuje svoju DNA a rozdeľuje sa na dve časti, pričom jednu kópiu distribuuje do každej z dvoch nových dcérskych buniek. Mitóza sa vyskytuje v zložitejších organizmoch ako spôsob opravy a výmeny poškodených buniek a umožnenia rastu, ako je napríklad tvorba novej kože, vlasov alebo svalových buniek.

Meióza, ktorá produkuje spermie a vaječné bunky potrebné na pohlavné rozmnožovanie, sa vyskytuje vo všetkých eukaryotických organizmoch vrátane zvierat a rastlín. Meióza vyžaduje dva celé cykly. Počas prvého cyklu meiózy, označovaného ako meióza ja, rodičovská bunka sa rozdelí na dve dcérske bunky, z ktorých každá má celú sadu chromozómov.

Dcérske bunky potom prechádzajú druhým cyklom meiózy, meióza II. Počas druhého cyklu sa každá dcérska bunka rozdelí na dve časti a vytvoria sa celkom štyri haploidné bunky, z ktorých každá obsahuje polovicu genetického materiálu potrebného na vytvorenie nového organizmu.

Bunka prechádzajúca mitózou prechádza šiestimi krokmi alebo fázami:

1. Medzifáza
2. Prophase
3. Metafáza
4. Anafáza
5. Telophase
6. Cytokinéza

V prvom kroku, interfáze, materská bunka rastie, vyvíja sa a duplikuje každý chromozóm. Chromozómy obsahujú genetický materiál alebo DNA.

Počas profázy sa novo kopírované chromozómy spárujú a držia spolu, aby vytvorili sesterské chromatidy. Membrána jadra, ktorá zvyčajne obsahuje chromozómy, sa rozpúšťa, aby umožnila chromatidy posunúť sa a polárne vlákna sa tvoria ako vlákna ukotvujúce chromatidy k opačným pólom v bunke.

Počas metafázy sa chromatidy zoradia pozdĺž rovníka bunky. Ich polárne vlákna sa úplne vytvorili a držia chromatidy v svojej polohe. V anafáze sa chromatidy delia na svoje sesterské chromozómy. Keď sa každý chromozóm oddeľuje od svojej kópie, polárne vlákna pomaly tiahnu chromozómy smerom k pólom bunky.

Počas telofázy bunka vytvára dve nové jadrové membrány okolo dvoch identických zoskupení chromozómov. Bunka sa predlžuje a bunková membrána sa pripravuje na štiepenie.

Cytokinéza je posledným krokom mitózy, pri ktorej sa membrána podlhovastej bunky začne zvierať pozdĺž rovníka bunky, kým sa membrány nestretnú. Dve polovice sa potom od seba oddelia a vytvoria sa dve nové dcérske bunky, identické s materskou bunkou.

Rastliny, zvieratá a iné organizmy, ktoré sa pohlavne množia, používajú meiózu na vytvorenie svojich reprodukčných buniek, čo umožňuje genetickú rozmanitosť, ktorá nie je možná prostredníctvom mitózy. Počas meiózy sú potrebné dva odlišné cykly alebo rozdelenia. Rovnako ako u mitózy, prvý cyklus, meióza I, prechádza šiestimi krokmi:

1. Interfáza I
2. Prophase I
3. Metafáza I
4. Anafáza I.
5. Telophase I
6. Cytokinéza I

Počas interfázy I kopíruje somatická bunka alebo bunka, ktorá má dve sady chromozómov, svoju DNA. V profáze I sa homologické alebo zodpovedajúce chromozómy zhodujú a vytvárajú páry, ktoré sa nazývajú dvojmocné alebo tetrady. Každý bivalent má dva chromozómy, jeden od matky a otca organizmu a štyri chromatidy. Jadrová membrána sa začína rozpúšťať.

Počas metafázy I sa bivalenty zoradia pozdĺž rovníka bunky. Smer, ktorým čelia, je náhodný, takže existuje šanca, že každá dcérska bunka dostane chromozóm obsahujúci DNA matky alebo otca organizmu v pomere 50:50.

Ďalej sa v anafáze I chromozómové páry oddelia a priťahujú sa ku každému pólu, ale každý chromozóm si stále zachováva dve chromatidy. Telopáza I začína tým, ako sa okolo každej sady chromozómov tvoria jadrové membrány. Niektoré bunky potom podstúpia cytokinézu I a rozdelia sa na dve samostatné sesterské bunky, aj keď u mnohých zvierat sa sesterské bunky neoddelia úplne pred začiatkom meiózy II.

Počas meiózy II podstúpim obe dcérske bunky vytvorené počas meiózy päťstupňový cyklus delenia vrátane:

1. Prophase II
2. Metafáza II
3. Anafáza II
4. Telophase II
5. Cytokinéza II

Interfáza je preskočená, pretože táto druhá divízia nie je určená na vytváranie kópií, ale na rozdelenie dvoch chromatíd každého chromozómu a prípravu buniek na pohlavné rozmnožovanie. Počas profázy II sa novovzniknuté jadrové membrány začnú rozpúšťať a páry chromatidov sa začnú posúvať na svoje miesto.

V metafáze II sa spárované chromatidy zarovnávajú pozdĺž rovníkov každej dcérskej bunky, zatiaľ čo polárne vlákna ich vytvárajú na svojom mieste. Počas anafázy II sa chromatidy každého chromozómu oddelia a sú priťahované k samostatným pólom. Telopáza II potom začína tvorbou jadrových membrán okolo každej sady chromozómov.

Nakoniec dôjde k cytokinéze II. Bunkové membrány sa začnú zvierať a obe dcérske bunky sa rozdelia na dve celkom štyri haploidné bunky, ktorých chromozómy majú iba jeden chromatid. Vajíčko aj spermie sú haploidné bunky vytvorené meiózou.

Keď tí dvaja haploidné bunky skombinovať, chromatidy zodpovedajúcich chromozómov sa zhodujú, aby poskytli genetický materiál potrebný na vytvorenie nového organizmu.