Cykl komórkowy biologia, Notatki z Biologia

Pobierz Cykl komórkowy biologia i więcej Notatki w PDF z Biologia tylko na Docsity! TEMAT: Cykl komórkowy. Mitoza i mejoza. Wzrost i podział komórek Termin wzrost i podział komórek nie są synonimami. Mówimy o wzroście populacji komórek, polegającym na zwiększeniu się ich liczebności. Lecz kiedy rośnie komórka? Jest zrozumiałe, że rośnie ona w okresie między kolejnymi podziałami. I tu rodzą się kolejne pytania – kiedy komórka wie, że ma się podzielić? W jaki sposób zjawiska syntezy lub replikacji są koordynowane? Skąd komórka otrzymuje wiadomości, kiedy wszystkie jej części zostaną podwojone, tak że może ona wówczas dokonać ich równego podziału? Jednym z głównych uogólnień biologicznych jest stwierdzenie, że wszystkimi tymi czynnościami kierują chromosomy, i to one są odpowiedzialne za podziały komórek, a tym samym za cały cykl komórkowy. Pamiętajmy, że pod pojęciem cyklu komórkowego kryją się zmiany zachodzące w komórce pomiędzy końcem jednego, a końcem następnego podziału komórkowego. Jest on złożony z INTERFAZY – czyli okresu pomiędzy podziałami oraz samego PODZIAŁU KOMÓRKI w czasie którego dochodzi do KARIOKINEZY (podziału jądra komórkowego) i CYTOKINEZY (podziału cytoplazmy do komórek potomnych). Omówmy sobie pokrótce co dzieje się w tych okresach życia komórki. Interfaza Interfazę można podzielić na kilka etapów: Faza G1 trwa między końcem podziału komórki, a rozpoczęciem syntezy DNA, kiedy komórka przede wszystkim rośnie. Następuje tutaj intensywna synteza białek, głównie budulcowych – zaznaczę tu, że białka histonowe na tym etapie też już są wytwarzane, aby potem mogły być wykorzystane w następnym etapie. Podczas Fazy G1 dochodzi też do licznych podziałów organelli półautonomicznych, czyli mitochondriów, a w komórkach roślinnych także plastydów. Wzrost liczby tych organelli jest pożądany, gdyż wraz z podziałem cytoplazmy do każdej z komórek potomnych przeszła ich mniej więcej połowa. Niektóre z komórek po Fazie G1 mogą przejść w FAZĘ G0, gdzie następuje ich specjalizacja. Zaprzestają one w tym okresie swojej aktywności podziałowej czasowo lub na stałe. Faza S To kolejna faza INTERFAZY, gdzie ma miejsce replikacja DNA, a także dalsza synteza białek histonowych i ich łączenie z nowo powstałymi cząsteczkami DNA. Faza G2 Rozpoczyna się po zakończeniu replikacji DNA i trwa do początku podziału jądra komórkowego. W fazie tej następuje przede wszystkim synteza tubuliny – białka, które tworzy mikrotubule (składniki wrzeciona podziałowego) Po interfazie przychodzi kolej na podział samej komórki. Tu przytoczę jedno z fundamentalnych twierdzeń biologii: „każda komórka może powstać tylko z innej komórki”. To oznacza, że nowa komórka może powstać tylko w wyniku podziału komórki macierzystej. Ogólnie proces ten umożliwia powstawanie nowych organizmów oraz wzrost i rozwój. Pamiętaj, że u organizmów jednokomórkowych podział komórki jest jednocześnie procesem rozmnażania. Jeśli chodzi o komórki eukariotycznych to wyróżnia się 2 podstawowe typy podziału jądra komórkowego: mitozę i mejozę. Terminami tymi określa się również rodzaj podziału całej komórki. Znajomość ich przebiegu, w tym różnic między nimi jest niezbędna, aby zrozumieć jak wielką rolę odgrywają one w funkcjonowaniu świata. Zacznijmy od prostszego w przebiegu i jednocześnie najpowszechniej spotykanego podziału. Mitoza Mitoza jest podziałem jądra komórkowego, prowadzącym do powstania dwóch identycznych jąder potomnych (o takiej samej liczbie chromosomów co jądro wyjściowe), a następnie dwóch identycznych komórek (po mitozie następuje zwykle cytokineza). Może zachodzić w komórkach haploidalnych (1n) jak i diploidalnych (2n). W ten sposób dzielą się tzw. komórki somatyczne, czyli budujące ciało (łac. Soma – ciało). Mitoza warunkuje stałość zespołu czynników dziedzicznych w powstałych komórkach organizmu w kolejnych pokoleniach, jak i też umożliwia jego wzrost i regenerację. Przyjęło się też ogólne stwierdzenie, że mitoza jest charakterystyczna dla wszystkich komórek, za wyjątkiem komórek rozrodczych. W przebiegu mitozy można wyróżnić cztery fazy: profazę, metafazę, powstawania nowych układów genów, czyli rekombinacji genetycznej, która odpowiada za istnienie zmienności organizmów. Miejsce połączenia chromosomów nazywamy chiazmami. • o Diploten: to kolejne stadium profazy I gdzie pary chromatyd w biwalentach zaczynają oddzielać się od siebie. Pozostają złączone tylko w miejscach chiazm. • o Diakineza: chromosomy w biwalentach ulegają maksymalnemu skróceniu, zanika otoczka jądrowa i jąderko. Profaza I podziału jest najdłuższą fazą całej mejozy. Przez cały okres profazy I tworzy się wrzeciono kariokinetyczne. Metafaza I W tym etapie biwalenty układają się w płaszczyźnie równikowej komórki. Anafaza I „Biwalenty pękają” – następuje rozdział chromosomów homologicznych każdego biwalentu i ich rozejście do dwóch biegunów komórki. Telofaza 1 Powstają dwa jądra potomne, następuje też częściowa despiralizacja chromosomów. Po podziale jądra w pierwszym podziale mejotycznym rozpoczyna się cytokineza I, która prowadzi do powstania dwóch komórek. W ten sposób powstają dwie komórki potomne o zredukowanej liczbie chromosomów (2n → 1n), ale materiał genetyczny dalej jest podwojony, ponieważ każdy z chromosomów składa się nadal z dwóch chromatyd. Aby powstały gamety/zarodniki konieczny jest II podział mejotyczny, który przebiega w sposób bardzo podobny do mitozy. Drugi (II) podział mejotyczny Profaza II w krótkim czasie zanika otoczka jądrowa, chromatyna ponownie kondensuje do postaci chromosomów, powstaje wrzeciono podziałowe Metafaza II wrzeciona podziałowe grupują chromosomy w płaszczyźnie równikowej. Skracające się wrzeciona rozrywają chromosomy na chromatydy Anafaza II chromatydy wędrują do przeciwległych biegunów komórek jako chromosomy potomne. Telofaza II Powstają cztery jądra potomne o zredukowanej tj. haploidalnej liczbie chromosomów, następuje odtworzenie otoczki jądrowej, chromosomy ulegają despiralizacji, a jąderka stają się dobrze widoczne. Cytokineza zachodzi podczas telofazy, gdzie w konsekwencji powstają cztery komórki potomne otoczone błoną komórkową, a u roślin i grzybów dodatkowo ścianą komórkową. Podczas I podziału mejotycznego będącego właściwym podziałem redukcyjnym, następuje zmniejszenie liczby chromosomów do połowy (2n → 1n) w każdej z dwóch komórek, oraz rekombinacja genetyczna. Podczas II podziału mejotycznego liczba chromosomów nie zmienia się – jest haploidalna – gdyż chromosomy dzielą się tak jak w mitozie na chromatydy siostrzane, które stają się chromosomami potomnymi. Efektem mejozy jest powstanie czterech komórek o haploidalnej liczbie chromosomów. Dzięki mejozie w cyklu życiowym organizmów eukariotycznych występują dwie fazy jądrowe: haploidalna (n) i diploidalna (2n), których długość może być różna u różnych organizmów. Ogólnie mówiąc, mejoza jest podziałem zapewniającym stałą, niezmienną i charakterystyczną liczbę chromosomów dla danego gatunku. W jej trakcie dochodzi do losowej rekombinacji materiału genetycznego w wyniku zjawiska crossing-over. Wraz z losowym łączeniem się gamet zapewnia to zmienność organizmów na świecie, co ostatecznie jest podstawą ewolucji. Powtórkaz biologii.pl Khanacademy A jądro komórkowe Ryc. 11.4 Etapy przebiegu mitozy