Tabla de Contenidos
Клетъчното размножаване е начинът, по който клетките на организмите се размножават или начинът, по който те се възпроизвеждат. Състои се от генерирането на две дъщерни клетки от деленето на майчината клетка. Има два процеса, които генерират клетъчно делене: митоза и мейоза. В случай на мейоза има две последователни деления, които генерират четири дъщерни клетки при завършване на процеса. При полово размножаващите се организми мейозата е механизмът, който генерира гамети, тоест полови клетки, сперматозоиди и яйцеклетки. Митозата е механизмът на клетъчно делене, участващ в растежа и възстановяването на тъканите и в асексуалното размножаване: митоза под формата на възпроизвеждане на генетично идентични клетки.
митоза
Митозата е етап от клетъчния цикъл, който включва деленето на клетъчното ядро и разделянето на хромозомите . Процесът на клетъчно делене завършва с цитокинеза, когато цитоплазмата на клетката се дели, завършвайки образуването на две диференцирани дъщерни клетки.
Преди да започне митоза , клетката се подготвя за делене чрез увеличаване на масата си и дублиране на всички структури, които по-късно ще изграждат двете дъщерни клетки; ДНК се репликира, дублирайки хромозомите, а броят на органелите също се удвоява. Етапът от клетъчния цикъл преди митозата се нарича интерфаза . След репликацията на ДНК клетката ще има два идентични комплекта ДНК, които ще съставляват генетичната информация на двете дъщерни клетки, които ще се разделят по време на митозата. За това на този етап се случва и друг важен процес: трансформацията на хроматина в хромозоми.
Митозата протича на пет етапа. Първата е профаза , етапът, в който центрозомите се дублират, мигрират към противоположните краища на клетката, около които започват да се развиват микротубули, както е показано на предишната фигура. На този етап ядрото на клетката изчезва. Прометафазата е вторият етап на митозата, въпреки че понякога се счита за част от профазата; на този етап микротубулите се разширяват от двете центрозоми.
По време на метафазата на митозата хромозомите се подреждат върху метафазната плоча или екваториалната равнина, както е показано на третата диаграма на предишната фигура. Следващият етап, анафазата , е от решаващо значение за митозата; Състои се от разделянето на хромозомите, образуващи две идентични копия на генетичния материал на майчината клетка. Митозата завършва в телофазата : обвивката на клетъчните ядра се реформира около новите хромозоми, които се разгръщат, за да образуват хроматин.
По този начин се генерират диплоидни дъщерни клетки, които съдържат два идентични комплекта хромозоми, генетично идентични с майчините, със същия брой и тип хромозоми. Соматичните клетки са примери за клетки, които използват механизма на митозата за своето размножаване. Соматичните клетки са всички видове клетки в човешкото тяло, с изключение на половите клетки . Броят на хромозомите на соматичните клетки на човека е 46, докато броят на хромозомите на половите клетки е 23.
мейоза
Мейозата е формата на размножаване на полови клетки, сперматозоиди и яйцеклетки в организми, които се размножават по полов път. Мейозата включва две клетъчни деления, наречени мейоза I и мейоза II, както е показано на диаграмата по-долу.
Двата процеса на клетъчно делене се развиват в етапите, описани за митозата. При мейоза I, двойките хомоложни хромозоми, образувани от 2n хромозомите на родителската клетка, се сдвояват в профаза, образувайки протеинова структура, която позволява рекомбинация на хомоложни хромозоми. Струпването на хромозоми в екваториалната плоча по време на метафазата води до миграция на n хромозоми към всяка от центрозомите. При мейоза II хомоложните хроматиди на всяка хромозома се делят и образуват ядрата на дъщерните клетки. Между мейоза I и II няма репликация на ДНК.
При завършване на мейозата четири хаплоидни клетки, които имат единичен набор от n хромозоми, са произведени от диплоидна майчина клетка, която съдържа два идентични набора от 2n хромозоми. Хаплоидните дъщерни клетки не са генетично идентични с родителската клетка. При половото размножаване хаплоидните гамети ще се обединят по време на оплождането, за да произведат диплоидна зигота. След това зиготата ще се раздели чрез митоза, делене, което ще продължи със следващите клетки, докато се развие нов индивид.
Дъщерните клетки и деленето на хромозомите
Как се гарантира, че дъщерните клетки имат правилния брой хромозоми след клетъчното делене? За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се задълбочим в процесите на клетъчно делене, по-специално в така наречения вретеновиден апарат , ахроматично вретено, мейотично вретено или митотично вретено.. Това е набор от микротубули, които ще бъдат споменати, които започват да се развиват в профаза, които заедно със специфични протеини манипулират хромозомите по време на клетъчното делене. Влакната на вретеното се прикрепят към репликираните хромозоми, като ги раздалечават в подходящия момент. Микротубулите придвижват хромозомите към центрозомите, като гарантират, че всяка дъщерна клетка има правилния брой хромозоми. Тези структури също определят местоположението на метафазната плоча или екваториалната равнина, тоест равнината, в която клетката се дели.
цитокинеза
Както може да се види в предишните диаграми, процесът на клетъчно делене е завършен с цитокинеза. Този процес започва по време на анафазата на митозата и завършва след телофазата. При цитокинезата завършва разделянето на майчината клетка на две дъщерни клетки с участието на микротубули.
Вретенообразният апарат има диференцирани характеристики в цитокинезата в зависимост от това дали е животински или растителни клетки. В животинските клетки вретенообразният апарат определя местоположението на важна структура в процеса на клетъчно делене, наречена контрактилен пръстен. Съкратителният пръстен е изграден от протеини и актинови микротубулни филаменти заедно с моторния протеин миозин. Миозинът свива пръстена от актинови нишки, образувайки дълбока бразда, наречена бразда на разцепване. Докато контрактилният пръстен продължава да се свива, той разделя цитоплазмата и свива клетката, разделяйки я на две по протежение на браздата на разцепване.
В растителните клетки при цитокинезата не се образува бразда на разцепване. Вместо това дъщерните клетки се разпространяват в клетъчна плоча, съставена от везикули, които се освобождават от органелите в апарата на Голджи. Клетъчната плоча се разширява странично и се слива с клетъчната стена, образувайки преграда между образувалите се дъщерни клетки. Когато клетъчната плоча узрее, тя се превръща в клетъчна стена.
Рак
Митотичното делене на клетките е строго регулирано, за да се гарантира, че грешките са коригирани и че клетките се делят с правилния брой хромозоми. Ако възникнат грешки в системата за проверка, получените дъщерни клетки може да се различават една от друга. Докато нормалните клетки произвеждат две идентични клетки в митоза, раковите клетки могат да произвеждат повече от две дъщерни клетки; Три или повече дъщерни клетки могат да се развият от делящи се ракови клетки, докато тези клетки се произвеждат с по-висока скорост от нормалните клетки. Тъй като раковите клетки се делят необичайно, дъщерните клетки, които генерират, може да имат различен брой хромозоми от нормалния.
Раковите клетки често са резултат от мутации в гени, които контролират клетъчния растеж, или гени, които убиват раковите клетки. Тези клетки растат извън контрол, изчерпвайки хранителните вещества от околната среда. Някои ракови клетки пътуват до други части на тялото чрез кръвоносната система или лимфната система, където продължават да се възпроизвеждат неконтролируемо.
Източници
Въведение в клетъчната биология . Панамериканска медицинска редакция, 2011 г.
Нийл А. Кембъл, Джейн Б. Рийс. Биология Кембъл. Девето издание. Пиърсън/Бенджамин Къмингс, 2011 г.
