Mitóza: definícia, fázy, chromozómy a význam v bunkovom delení
Mitóza – prehľad definície, fázy, správanie chromozómov a význam v bunkovom delení. Jasné, stručné vysvetlenie pre študentov aj učiteľov.
Mitóza je súčasťou cyklu bunkového delenia. Chromozómy bunky sa kopírujú, aby vznikli dve identické sady chromozómov, a bunkové jadro sa rozdelí na dve identické jadrá. Mitóza teda zabezpečuje, že každá dcérska bunka obdrží rovnakú genetickú informáciu ako bunka rodičovská.
Pred mitózou si bunka vytvorí identický súbor vlastnej genetickej informácie - to sa nazýva replikácia. Genetická informácia sa nachádza v DNA chromozómov. Na začiatku mitózy sa chromozómy navíjajú a sú viditeľné svetelným mikroskopom. Chromozómy sú teraz dve chromatidy spojené v centromére. Keďže tieto dve chromatidy sú navzájom identické, nazývajú sa sesterské chromatidy.
Mitóza prebieha vo všetkých typoch deliacich sa buniek v ľudskom tele okrem spermií a vajíčok. Spermie a vajíčka sú gaméty alebo pohlavné bunky. Gaméty vznikajú inou metódou delenia, ktorá sa nazýva meióza.
Galéria obrázkov
10 Obrázky
Prehľad fáz mitózy
Mitóza sa formálne rozdeľuje na niekoľko štádií, ktoré zabezpečujú presné rozdelenie genetického materiálu:
- Interfáza (G1, S, G2) – hoci nie je súčasťou samotnej mitózy, interfáza predchádza mitotickému deleniu. V S-fáze prebieha replikácia DNA a centrosómy sa zdvojujú.
- Profáza – chromatín kondenzuje do viditeľných chromozómov, jadrová membrána sa začína rozpadávať a začína sa tvoriť mitotické vreteno z mikrotrubíc.
- Prometafáza – jadrová obálka sa rozpadne úplne, kinetochory sa naviažu na mikrotrubice vretena a chromatidy začínajú byť presúvané.
- Metafáza – všetky chromozómy sa zoradia do stredu bunky na tzv. metafázovú platničku, pripravené na oddelenie sesterských chromatíd.
- Anafáza – sesterské chromatidy sa oddelia a každá sa stáva samostatným chromozómom; sú ťahané k opačným pólom bunky.
- Telofáza – chromozómy sa začínajú dekonenzovať, obnovuje sa jadrová membrána a vznikajú dve nové jadrá.
- Cytokinéza – fyzické rozdelenie bunky na dve dcérske bunky. U živočíšnych buniek sa vytvára kontraktilný prstenec, u rastlinných buniek sa tvorí deliaca platnička (cell plate).
Chromozómy, chromatidy a mitotické vreteno
Po replikácii sú chromozómy tvorené dvoma identickými chromatidami spojenými v centromére. Mitotické vreteno, zložené z mikrotrubíc, organizujú centrosómy (u živočíchov) a zabezpečuje presné pritiahnutie chromatíd k pólom bunky prostredníctvom kinetochorov na centromére.
Regulácia a kontrolné body
Mitóza je prísne regulovaná sústavou bielkovín, hlavne cyklínov a cyklín-dependentných kináz (CDK), ktoré riadia prechod medzi fázami bunkového cyklu. Dôležité sú kontrolné body:
- G1/S checkpoint – rozhoduje, či bunka vstúpi do S-fázy a začne replikáciu DNA.
- G2/M checkpoint – overuje, či je DNA správne zreplikovaná a pripravená na mitózu.
- Spindle assembly checkpoint – kontroluje, či sú všetky chromozómy správne pripojené k mitotickému vretenu pred oddelením chromatíd, aby sa predišlo chybám v rozdelení.
Význam mitózy
- Rast a vývoj: zabezpečuje nárast počtu buniek počas embryonálneho vývoja a rastu organizmov.
- Obnova a oprava tkanív: nahrádza poškodené alebo odumreté bunky (napr. kožné bunky, bunky čreva).
- Asexuálna reprodukcia: u mnohých jednobunkových a niektorých mnohobunkových organizmov vedie k tvorbe geneticky identických potomkov.
Chyby v mitóze a ich následky
Nesprávne rozdelenie chromozómov môže viesť k aneuploidii (nesprávny počet chromozómov), čo môže spôsobiť bunkové dysfunkcie, vrodené chyby alebo prispievať k rozvoju nádorových ochorení. Poruchy kontrolných bodov bunkového cyklu sú často spojené s karcinogenézou.
V skratke, mitóza je základný a precízne regulovaný proces, ktorý udržiava genetickú kontinuitu medzi generáciami buniek. Zatiaľ čo mitóza produkuje dve geneticky identické dcérske bunky, meióza vedie k tvorbe geneticky odlišných gamét.
Fázy mitózy
Existuje päť fáz mitózy. Každá fáza sa používa na opis toho, akou zmenou bunka prechádza. Fázy sú profáza, prometafáza, metafáza, anafáza a telofáza.
Prophase
Počas profázy sa chromozómy v jadre kondenzujú. Páry centriol sa presunú na opačné strany jadra. Vretenné vlákna začnú vytvárať mostík medzi koncami bunky.
Prometafáza
Počas prometafázy sa jadrový obal okolo chromozómov rozpadá. Teraz už neexistuje jadro a sesterské chromatidy sú voľné. Na každej centromére sa vytvorí proteín nazývaný kinetochór. Dlhé tenké proteíny sa tiahnu naprieč z opačných pólov bunky a pripájajú sa ku každému kinetochóru.
Metafáza
Počas metafázy sa dvojica chromatíd vyrovnáva tlačením a ťahaním pripojených kinetochórnych mikrotubulov, podobne ako pri hre na "preťahovanie lanom". Obe sesterské chromatidy zostávajú navzájom pripevnené v centromére. Chromozómy sa zoradia na rovníku alebo stredovej čiare bunky a sú pripravené na delenie. Toto je najdlhšia fáza mitózy.
Anafáza
Počas anafázy sa sesterské chromatidy rozdelia a presunú sa z rovníka bunky (metafázová platňa) k pólom bunky. Kinetochór je pripojený k centromére. Mikrotubuly sa držia na kinetochóre a skracujú svoju dĺžku. Iná skupina mikrotubulov, mikrotubuly, ktoré nie sú kinetochórové, robia opak. Predlžujú sa. Bunka sa začne rozťahovať, pretože opačné konce sa od seba vzďaľujú.
Telofáza
Telofáza je poslednou fázou mitózy: bunka je pripravená na delenie. Na každom póle bunky je teraz jedna sada chromozómov. Každá sada je identická. Vretenové vlákna začínajú miznúť a okolo každej sady chromozómov sa vytvára jadrová membrána. V každom novom jadre sa objaví aj nukleolus a jednovláknové chromozómy sa rozvinú do neviditeľných vlákien chromatínu.
Fázy mitózy
Existuje päť fáz mitózy. Každá fáza sa používa na opis toho, akou zmenou bunka prechádza. Fázy sú profáza, prometafáza, metafáza, anafáza a telofáza.
Prophase
Počas profázy sa chromatín (spletená DNA) v jadre kondenzuje do chromozómov (zväzkov DNA). Páry centriol sa presúvajú na opačné strany jadra. Vretenné vlákna začnú vytvárať mostík medzi koncami bunky.
Prometafáza
Počas prometafázy sa jadrový obal okolo chromozómov rozpadá. Teraz už neexistuje jadro a sesterské chromatidy sú voľné. Na každej centromére sa vytvorí proteín nazývaný kinetochór. Dlhé tenké proteíny sa tiahnu naprieč z opačných pólov bunky a pripájajú sa ku každému kinetochóru.
Metafáza
Počas metafázy sa dvojica chromatíd vyrovnáva tlačením a ťahaním pripojených kinetochórnych mikrotubulov, podobne ako pri hre na "preťahovanie lanom". Obe sesterské chromatidy zostávajú navzájom pripevnené v centromére. Chromozómy sa zoradia na rovníku alebo stredovej čiare bunky a sú pripravené na delenie. Toto je najdlhšia fáza mitózy.
Anafáza
Počas anafázy sa sesterské chromatidy rozdelia a presunú sa z rovníka bunky (metafázová platňa) k pólom bunky. Kinetochór je pripojený k centromére. Mikrotubuly sa držia na kinetochóre a skracujú svoju dĺžku. Iná skupina mikrotubulov, mikrotubuly, ktoré nie sú kinetochórové, robia opak. Predlžujú sa. Bunka sa začne rozťahovať, pretože opačné konce sa od seba vzďaľujú.
Telofáza
Telofáza je poslednou fázou mitózy: bunka je pripravená na delenie. Na každom póle bunky je teraz jedna sada chromozómov. Každá sada je identická. Vretenové vlákna začínajú miznúť a okolo každej sady chromozómov sa vytvára jadrová membrána. V každom novom jadre sa objaví aj nukleolus a jednovláknové chromozómy sa rozvinú do neviditeľných vlákien chromatínu.
Cytokinéza
Cytokinéza, hoci je pre delenie buniek veľmi dôležitá, sa nepovažuje za štádium mitózy. Počas cytokinézy sa bunka fyzicky rozdelí. Dochádza k nej hneď po anafáze a počas telofázy. Štiepna brázda, čo je štipka spôsobená prstencom bielkovín, sa úplne odštipne, čím sa bunka uzavrie.
Bunka sa teraz úspešne rozmnožila. Po cytokinéze sa bunka vráti do interfázy, kde sa cyklus opakuje. Ak by cytokinéza nastala v bunke, ktorá neprešla mitózou, dcérske bunky by boli iné alebo by nefungovali správne. Jedna by stále mala jadro a druhá by jadro nemala. Cytokinéza sa líši v živočíšnych aj rastlinných bunkách. V rastlinných bunkách sa namiesto rozdelenia na dve polovice vytvorí bunková platnička. Ide o bunkovú stenu, ktorá sa vytvorí medzi dvoma jadrami po ich rozdelení. Musí sa to stať, pretože bunky majú tuhý tvar a musia byť úplne pokryté bunkovou stenou, aby mohli fungovať.
Cytokinéza
Cytokinéza, hoci je pre delenie buniek veľmi dôležitá, sa nepovažuje za štádium mitózy. Počas cytokinézy sa bunka fyzicky rozdelí. Dochádza k nej hneď po anafáze a počas telofázy. Štiepna brázda, čo je štipka spôsobená prstencom bielkovín, sa úplne odštipne, čím sa bunka uzavrie.
Bunka sa teraz úspešne rozmnožila. Po cytokinéze sa bunka vráti do interfázy, kde sa cyklus opakuje. Ak by cytokinéza nastala v bunke, ktorá neprešla mitózou, dcérske bunky by boli iné alebo by nefungovali správne. Jedna by stále mala jadro a druhá by jadro nemala. Cytokinéza sa líši v živočíšnych aj rastlinných bunkách. V rastlinných bunkách sa namiesto rozdelenia na dve polovice vytvorí bunková platnička. Ide o bunkovú stenu, ktorá sa vytvorí medzi dvoma jadrami po ich rozdelení. Musí sa to stať, pretože bunky majú tuhý tvar a musia byť úplne pokryté bunkovou stenou, aby mohli fungovať.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to mitóza?
Odpoveď: Mitóza je súčasťou cyklu bunkového delenia, pri ktorom sa kopírujú chromozómy, aby vznikli dve identické sady chromozómov, a bunkové jadro sa rozdelí na dve identické jadrá.
Otázka: Čo sa deje pred mitózou?
Odpoveď: Pred mitózou si bunka vytvorí identickú sadu vlastnej genetickej informácie - to sa nazýva replikácia. Genetická informácia sa nachádza v DNA chromozómov.
Otázka: Ako môžeme mitózu pozorovať?
Odpoveď: Na začiatku mitózy sa chromozómy navíjajú a sú viditeľné svetelným mikroskopom. Chromozómy sú teraz dve chromatidy spojené v centromére. Keďže tieto dve chromatidy sú navzájom identické, nazývajú sa sesterské chromatidy.
Otázka: V ktorom type buniek sa vyskytuje mitóza?
Odpoveď: Mitóza prebieha vo všetkých typoch deliacich sa buniek v ľudskom tele okrem spermií a vajíčok (gamét alebo pohlavných buniek).
Otázka: K akému procesu dochádza namiesto toho v prípade gamét?
Odpoveď: V prípade gamét (spermií a vajíčok) sa namiesto toho uskutočňuje iný spôsob delenia nazývaný meióza.
Otázka: Ako nazývame identický súbor vytvorený bunkou pred mitózou?
Odpoveď: Identický súbor vytvorený bunkou pred mitózou sa nazýva replikácia.
Otázka: Ako označujeme dve chromatidy, ktoré sú navzájom identické počas mitózy?
Odpoveď: Dve chromatidy, ktoré sú navzájom identické počas mitózy, sa označujú ako sesterské chromatidy.
Súvisiace články
Autor
AlegsaOnline.com Mitóza: definícia, fázy, chromozómy a význam v bunkovom delení Leandro Alegsa
URL: https://sk.alegsaonline.com/art/65558
Zdroje
- biology.clc.uc.edu : biology.clc.uc.edu/courses/bio104/mitosis.htm
- nature.com : nature.com/scitable/topicpage/mitosis-and-cell-division-205/