Človeško telo vsebuje skoraj dva bilijona celic, ki se delijo vsak dan vašega življenja. V vseh živih organizmih se skozi več različnih procesov, kot sta mejoza in mitoza, nenehno delijo ali naredijo več celic. Celice se delijo, da ustvarijo več celic, ko otrok raste, delijo pa se tudi, da pomagajo organom ali tkivom, da se pravilno zacelijo.
Zakaj se celice delijo?
Celice se delijo iz več razlogov. Ko dojenček raste, potrebuje več celic za pravilno rast, in to s pomočjo delitve celic. Dojenčki začnejo kot ena celica ali jajčece. Celice se ne povečajo, ko dojenčki rastejo, ampak imajo v telesu več celic.
Celice se tudi delijo, da vam pomagajo pri zdravljenju. Če imate poškodbo, na primer kožo na kolenu, se bodo vaše celice razdelile in nadomestile morebitne manjkajoče, stare ali poškodovane celice v kolenu in poškodovano območje pozdravile z novimi celicami. Iz tega razloga se kožne celice nenehno delijo, ko izgubite tiste, ki vsak dan odmrejo, za njihovo nadomestitev pa potrebujete nove zdrave kožne celice.
Katere so vrste delitve celic?
Mitoza in mejoza sta dve glavni kategoriji celične delitve. Mitoza je delitev somatskih ali nerazmnoževalnih celic vseh vrst v telesu. Te vrste celic so v vaših laseh, koži, organih, mišicah in telesnih tkivih. Mejoza je delitev reproduktivnih celic v telesu in vključuje ženska jajčeca ali moške spermije.
Kako celice vedo, kdaj se morajo deliti?
Pri delitvi celic se matična celica ali prvotna celica deli na dve enaki hčerinski celici. Ta postopek se znova in znova ponavlja v tako imenovanem celičnem ciklu. Celice dejansko uravnavajo svojo delitev z uporabo kemičnih signalov za medsebojno komunikacijo. Signali se imenujejo ciklini in delujejo kot vklopno stikalo, da sporočijo celicam, kdaj naj se delijo, nato pa delujejo kot izklopno stikalo, da celicam prenehajo deliti. Celice se morajo prenehati deliti ob pravem času zaradi pravilne rasti in zdravja, čeprav ko se celice nenehno delijo, potem ko bi se morale ustaviti, to ustvari rakave celice.
Človeško telo dnevno izgubi približno 50 milijonov celic v celotnem telesu. Kožne celice se nenehno razmnožujejo s hitrostjo od 30.000 do 40.000 celic na dan, prav tako lasne celice zaradi vsakodnevne izgube teh vrst celic. Že samo tuširanje in ščetkanje las omogoča odstranitev starih kožnih celic, da se naredi prostor nove zdrave celice, nekaj dlačic pa je vsak dan v vaši krtači, da se ustvari prostor za več lasnih celic oz folikli. Druge vrste celic v vaših organih, živcih in možganih se delijo veliko manj pogosto, saj te vrste ne umirajo tako hitro.
Kakšne so stopnje delitve mitoze celic?
Mitoza je proces razmnoževanja somatskih celic. Somatske celice so vse celice, ki niso reproduktivne celice, kot so lasje, koža in vse celice tkiva in organov vašega telesa. Najpomembnejše, kar si moramo zapomniti pri mitozi, je, da bosta dve hčerinski celici, ustvarjeni v delitvi, imeli popolnoma enako DNA in kromosome kot matična celica. Ustvarjeni dve hčerinski celici se imenujejo tudi diploidne celice, saj imajo dva celotna kompleta kromosomov. Točno podvajanje ne ustvarja nobene genetske raznovrstnosti v razdeljenih celicah.
Delitev celic mitoze vključuje več različnih stopenj, preden se konča. Ta postopek je namenjen evkarionom, ki imajo v živih organizmih, kot so živali, ljudje, rastline in glive, jedro ali jedra, vezana na membrano. Začne se v medfazni fazi, kjer vsaka celica preživi večino svojega časa, saj zbira energijo in hranila, potrebna za delitev.
Ta stopnja je tudi, ko starševska celica naredi kopijo svoje DNK, ki bo enakomerno razdeljena med dve celici, v katero se loči, imenovani hčerinske celice. Pred sintezo DNA se celica poveča v velikosti in masi. Nato celica sintetizira DNA v majhnem časovnem oknu. Celica, ki se bo delila, nato sintetizira beljakovine, da jih deli z obema hčerinskima celicama, in tudi še naprej narašča. V zadnjem delu medfazne faze ima celica še vedno prisotne jedrce, v katerih je jedro obdano z ovojnico, kromosomi pa so podvojeni v obliki kromatina.
Sledi faza profaze, pri kateri se kromatin v celici kondenzira v kromosome. Vlakna vretena izhajajo iz centrosomov. Jedrna ovojnica se začne razpadati in kromosomi se premikajo na nasprotne strani celice. Kromotinska vlakna so masa DNA in beljakovin, ki se kondenzirajo in tvorijo kromosome z vsakim kromosomom, ki vsebuje dve kromatidi in se povezuje v centromeri ali središču območja.
Stopnja prometafaze ali pozna faza profaze se prepozna po tem, da se kromosomi še naprej kondenzirajo, medtem ko kinetohore (specializirana vlakna v centromerih kromosomov) se pojavijo na centromerah in mitotska vretenasta vlakna se pritrdijo na kinetohore.
V fazi metafaze se kromosomi poravnajo na metafazni plošči v središču celice, medtem ko kromatida vsake sestrske celice je pritrjena na vretensko vlakno na nasprotnih koncih ali polov celice. Kromosome držijo sile polarnih vlaken, ki potiskajo centromere kromosomov. S tem dejanjem se dve hčerinski celici ločita med seboj.
V fazi anafaze se centromere razdelijo na dva dela, sestrske kromatide pa zdaj postanejo kromosomi, ko jih potegnejo na dva ločena pola. Vretenasta vlakna povzročajo, da se novi dve celici podaljšata. Na koncu te faze ima vsak pol celoten nabor kromosomov. Delitev prvotne celične citoplazme, imenovane citokineza, se začne in nadaljuje v tej fazi.
Stopnja telofaze je naslednja in je takrat, ko pridejo kromosomi na nasprotne konce celice in se začnejo razkrojiti, ko se okoli obeh sestrskih celic oblikuje nova jedrska ovojnica. Vretenasta vlakna okoli vsake nove celice jih potiskajo narazen. Tudi nukleoli se ponovno pojavijo in kromatinska vlakna kromosomov v vsaki hčerinski celici se odvijejo. Na tej točki je genetska vsebina starševske celice enako razdeljena na dve novi hčerinski celici.
Citokineze so zadnja faza delitve, ko se začnejo živalske celice ločevati s cepitvijo med obema hčerinskima celicama. V rastlinskih celicah celična plošča ločuje hčerinske celice in na vsaki tvori celično steno. Hčerinske celice se imenujejo tudi diploidne celice, kar pomeni, da vsaka vsebuje polno in popolnoma enako količino kromosomov kot druga in kot matična celica.
Kakšne so stopnje delitve celic mejoze?
Obstajata le dve stopnji delitve celic mejoze - mejoza I in mejoza II. Vsaka nova celica bo vsebovala edinstveno DNA. To daje veliko raznolikost v genetiki, ki jo lahko opazimo, ko se dva otroka z istima staršema med seboj zelo razlikujeta. Mejoza nastane, ko se majhen del vsakega kromosoma v celici odcepi in pritrdi na drug kromosom. To se imenuje genetska rekombinacija ali prehod.
Mejoza I deli kromosome na polovico, da se prečkajo. Mejoza II deli količino genetike na polovico v vsakem kromosomu v vsaki celici. Končni rezultat celične delitve so štiri hčerinske celice, namesto dveh v delitvi mitoze. Vsaka od teh hčerinskih celic ima kot prvotna matična celica le polovico števila kromosomov.
Kako se delijo prokariontske celice?
Prokariontske celice so enocelični bakterijski organizmi brez jedra. So mikroskopski organizmi, ki se morajo deliti, da obstajajo. Postopek delitve se imenuje binarna cepitev, pri kateri ena celica postane dve. Prvi korak pri binarni cepitvi je, ko se DNA v celici kopira in majhni koščki DNA tako imenovani plazmidi se podvojijo, nato pa se kopija in izvirnik premakneta na nasprotna konca celica. Celica raste in se podaljša, nato pa se sredi celice oblikuje pregradni obroč, ki jo razdeli na dve celici.
Ta postopek delitve je enaka ideja rezanja mehkega sira z zobno nitko na polovico. Mehke sire je zaradi mehke konsistence težko rezati z nožem. Če mehki sir postavite na krožnik, ga lahko enakomerno prerežete na polovico z zobno nitko, da ustvarite dva enaka in enaka kosa.
Kaj je delitev nespolnih celic?
Aseksualna celična delitev se uporablja za razmnoževanje, pri katerem nastajajo nove celice z delitvijo starševske celice na dve hčerinski celici z binarno cepitvijo. Vse razdeljene celice imajo enako genetsko identiteto kot starševska celica. To omogoča, da se organizmi razmnožujejo zelo hitro kot pri bakterijah, algah, kvasu, regratih in ploskih črvih. Nove posamezne celice se imenujejo kloni, ker so natančni dvojniki starševskih celic.
Bakterije se razmnožujejo nespolno in se v približno 20 minutah zelo hitro podvojijo. Zato so izbruhi bakterij lahko zelo resni in tako hitro rastejo. Tudi bakterijske celice imajo visoko stopnjo smrtnosti, da izravnajo način hitrega razmnoževanja.
Katere so različne vrste delitve nespolnih celic?
Kvasni proizvodi se razmnožujejo nespolno s postopkom brstenja, lahko pa se razmnožujejo tudi spolno. Proces brstenja vključuje izboklino, ki nastane na zunanjem robu celice, nato pa pride do jedrske delitve. Eno jedro se premakne v brst, nato pa se odlomi od matične celice. Nespolno razmnoževanje z brstenjem je tudi način, kako se ploski črvi razdelijo na dva ločena odseka in se obnovijo, da naredijo dva polna ploska črva.
Nekatere žuželke, kot so mravlje, ose in čebele, se lahko razmnožujejo bodisi spolno bodisi nespolno. Ko se celice pri teh žuželkah razdelijo v nespolno delitev, uporabijo postopek partenogeneze, v katerem se nove žuželke razmnožujejo iz neoplojenih jajčec. Pri nekaterih vrstah, ki se lahko razmnožujejo tako spolno kot nespolno, neoplojena jajčeca proizvajajo moške žuželke, oplojena jajčeca pa ženske žuželke.
Ko se rastline razmnožujejo nespolno, se imenuje vegetativno razmnoževanje, kmetje pa imajo ta način prednost, saj pridelujejo enake pridelke kot matična rastlina. Včasih je ta metoda prednostna, ker nekatera semena težko kalijo.
Na primer, krompirjeve oči ali koreninice so zasajene tako, da ustvarijo več rastlin krompirja, enakih semenskemu ali matični rastlini. Rastline banan se razmnožujejo tako, da se rastline dojenčkov, ki rastejo, ločijo od dna matične rastline in vsaka posadi za celotno novo rastlino. Malinove grmovnice lahko razmnožujemo tako, da nekatere spodnje veje upognemo k tlom in jih pokrijemo z zemljo. Podružnice bodo vzgojile svoj koreninski sistem in razmnožile več novih rastlin, ki jih je sčasoma mogoče ločiti in posaditi ločeno za nov pridelek.