Tabla de Contenidos
A sejtszaporodás az a mód, ahogyan az organizmusok sejtjei szaporodnak, vagy ahogyan szaporodnak. Két leánysejt keletkezéséből áll az anyasejt osztódásából. Két folyamat generálja a sejtosztódást: a mitózis és a meiózis. A meiózis esetében két egymást követő osztódás van, amelyek négy leánysejtet generálnak a folyamat végén. Az ivarosan szaporodó szervezetekben a meiózis az a mechanizmus, amely ivarsejteket, azaz nemi sejteket, spermiumokat és petesejteket generál. A mitózis a sejtosztódás mechanizmusa, amely részt vesz a szövetek növekedésében és helyreállításában, valamint az ivartalan szaporodásban: a mitózis genetikailag azonos sejtek szaporodásának formájában.
mitózis
A mitózis a sejtciklus azon szakasza, amely magában foglalja a sejtmag osztódását és a kromoszómák elválasztását . A sejtosztódási folyamat a citokinézissel fejeződik be, amikor a sejt citoplazmája osztódik, és ezzel teljessé válik két differenciált leánysejt képződése.
A mitózis megkezdése előtt a sejt felkészül az osztódásra azáltal, hogy növeli tömegét, és megkettőzi azokat a struktúrákat, amelyek később a két leánysejtet alkotják; A DNS replikálódik, megkettőződik a kromoszómák, és az organellumok száma is megduplázódik. A sejtciklusnak a mitózist megelőző szakaszát interfázisnak nevezzük . A DNS-replikáció után a sejtben két azonos DNS-készlet lesz, amelyek a két leánysejt genetikai információját alkotják, amelyek a mitózis során szétválnak. Ehhez egy másik fontos folyamat is lezajlik ebben a szakaszban: a kromatin átalakulása kromoszómákká.
A mitózis öt szakaszban fordul elő. Az első a profázis , az a szakasz, amelyben a centroszómák megkettőződnek, és a sejt ellentétes végei felé vándorolnak, és körülötte mikrotubulusok kezdenek fejlődni, amint az az előző ábrán látható. Ebben a szakaszban a sejtmag eltűnik. A prometafázis a mitózis második szakasza, bár néha a profázis részének tekintik ; ebben a szakaszban a mikrotubulusok kitágulnak a két centroszómából.
A mitózis metafázisában a kromoszómák a metafázis lemezén vagy az egyenlítői síkon helyezkednek el, amint azt az előző ábra harmadik diagramja mutatja. A következő szakasz, az anafázis döntő fontosságú a mitózisban; Ez a kromoszómák szétválasztásából áll, és az anyasejt genetikai anyagának két azonos másolatát képezik. A mitózis a telofázisban fejeződik be : a sejtmagok burkolata az új kromoszómák körül átalakul, amelyek kibontakoznak és kromatin keletkezik.
Ily módon diploid leánysejtek keletkeznek, amelyek két azonos kromoszómakészletet tartalmaznak, genetikailag azonosak az anyával, azonos számú és típusú kromoszómával. A szomatikus sejtek olyan sejtek példái, amelyek a mitózis mechanizmusát használják szaporodásukhoz. A szomatikus sejtek az emberi test összes sejtje, kivéve a nemi sejteket . Az ember szomatikus sejtjeinek kromoszómáinak száma 46, míg a nemi sejtek kromoszómáinak száma 23.
meiózis
A meiózis az ivaros sejtek, spermiumok és petesejtek szaporodásának formája az ivarosan szaporodó szervezetekben. A meiózis két sejtosztódást foglal magában, az I. meiózist és a II. meiózist, amint az alábbi ábrán látható.
A sejtosztódás két folyamata a mitózisnál leírt szakaszokban fejlődik ki. Az I. meiózisban a szülősejt 2n kromoszómájából képződött homológ kromoszómapárok a profázisban párosulnak, és olyan fehérjeszerkezetet alkotnak, amely lehetővé teszi a homológ kromoszómák rekombinációját. A metafázis során az egyenlítői lemezen a kromoszómák csomósodása n kromoszóma migrációját eredményezi az egyes centroszómákba. A II. meiózisban az egyes kromoszómák homológ kromatidjai osztódnak, és a leánysejtek magjait alkotják. Az I. és II. meiózis között nincs DNS-replikáció.
A meiózis befejezésekor négy haploid sejt, amelyek egyetlen n kromoszómával rendelkeznek, egy diploid anyasejtből keletkeztek, amely két azonos 2n kromoszómát tartalmaz. A haploid leánysejtek genetikailag nem azonosak a szülősejttel. Az ivaros szaporodás során a haploid ivarsejtek egyesülnek a megtermékenyítés során, és diploid zigótát hoznak létre. Ezután a zigóta mitózissal osztódik, ez az osztódás a következő sejtekkel folytatódik, amíg új egyed nem fejlődik ki.
A leánysejtek és a kromoszómák osztódása
Hogyan garantálható, hogy a leánysejtek megfelelő számú kromoszómával rendelkeznek a sejtosztódás után? A kérdés megválaszolásához elmélyülnünk kell a sejtosztódás folyamataiban, különösen az úgynevezett orsó-apparátusban , az akromatikus orsóban, a meiotikus orsóban vagy a mitotikus orsóban.. Ez a mikrotubulusok azon halmaza, amelyet megemlítünk, és amelyek a profázisban kezdenek fejlődni, és specifikus fehérjékkel együtt manipulálják a kromoszómákat a sejtosztódás során. Az orsórostok a replikált kromoszómákhoz kapcsolódnak úgy, hogy a megfelelő időben elmozdítják őket egymástól. A mikrotubulusok a kromoszómákat a centroszómák felé mozgatják, biztosítva, hogy minden leánysejtben megfelelő számú kromoszóma legyen. Ezek a struktúrák meghatározzák a metafázis lemez vagy egyenlítői sík helyét is, vagyis azt a síkot, amelyben a sejt osztódik.
citokinézis
Amint az az előző ábrákon látható, a sejtosztódás folyamata citokinézissel zárul. Ez a folyamat a mitózis anafázisában kezdődik és a telofázis után ér véget. A citokinézisben az anyasejt két leánysejtre való osztódása teljesül, mikrotubulusok részvételével.
Az orsó-készülék a citokinézisben eltérő tulajdonságokkal rendelkezik attól függően, hogy állati vagy növényi sejtről van-e szó. Állati sejtekben az orsó-készülék határozza meg a sejtosztódási folyamatban egy fontos szerkezet, az úgynevezett kontraktilis gyűrű helyét. A kontraktilis gyűrű fehérjékből és aktin mikrotubulus filamentumokból, valamint a miozin motorfehérjéből áll. A miozin összehúzza az aktinszálak gyűrűjét, és mély barázdát képez, amelyet hasítási barázdának neveznek. Ahogy a kontraktilis gyűrű tovább húzódik, megosztja a citoplazmát, és összeomlik a sejt, a hasítási barázda mentén kettéosztva azt.
Növényi sejtekben a citokinézis során nem képződik hasítási barázda. Ehelyett a leánysejtek a Golgi-készülékben lévő organellumokból felszabaduló hólyagokból álló sejtlemezen oszlanak el. A sejtlemez oldalirányban kitágul és összeolvad a sejtfallal, válaszfalat képezve a kialakult leánysejtek között. Ahogy a sejtlemez érik, sejtfallá válik.
Rák
A sejtek mitotikus osztódását szigorúan szabályozzák annak érdekében, hogy a hibákat kijavítsák, és a sejtek a megfelelő számú kromoszómával osztódjanak. Ha hibák lépnek fel az ellenőrző rendszerben, az eredményül kapott leánycellák eltérhetnek egymástól. Míg a normál sejtek mitózisban két egyforma sejtet termelnek, a rákos sejtek kettőnél több leánysejtet is termelhetnek; Három vagy több leánysejt alakulhat ki osztódó rákos sejtekből, miközben ezek a sejtek gyorsabban termelődnek, mint a normál sejtek. Mivel a rákos sejtek abnormálisan osztódnak, az általuk generált leánysejtek kromoszómáik száma eltérhet a normálistól.
A rákos sejtek gyakran a sejtnövekedést szabályozó gének mutációinak vagy a rákos sejteket elpusztító géneknek az eredménye. Ezek a sejtek irányíthatatlanul növekednek, és kimerítik a tápanyagokat a környezetükből. Egyes rákos sejtek a keringési rendszeren vagy a nyirokrendszeren keresztül eljutnak a test más részeire, ahol továbbra is ellenőrizhetetlenül szaporodnak.
Források
Bevezetés a sejtbiológiába . Panamerican Medical Editorial, 2011.
Neil A. Campbell, Jane B. Reece. Biológia Campbell. Kilencedik kiadás. Pearson/Benjamin Cummings, 2011.
