Mitoza - preprosto razloženo!
Kaj je mitoza?
Mitoza opisuje postopek delitve celic. Delitev celic se začne s podvojitvijo DNK in konča z odcepitvijo nove celice. Na ta način iz matične celice nastaneta dve enaki hčerinski celici, ki vsebujeta enake genetske informacije. Med celotno mitozo imajo matične celice in dve hčerinski celici dvojno (diploidno) Komplet kromosomov. Poleg interfaze je mitoza del celičnega cikla in se uporablja za razmnoževanje telesnih celic, na primer kožnih celic. Mitozo lahko razdelimo na različne stopnje in poteka vedno enako.
Opustitev mitoze
Naloga mitoze je delitev celic in s tem razmnoževanje telesnih celic. Predpogoj za proces mitoze je predhodna interfaza, v kateri se DNK podvoji. Matična celica z dvojnim (diploidnim) nizom kromosomov povzroči dve enaki hčerinski celici v procesu, ki je vedno enak. Ti imajo tudi dvojni nabor kromosomov, ki pa je sestavljen le iz ene kromatide. Podvojitev DNK se spet zgodi v medfazi. Vendar mitoza ne poteka v vseh celicah našega telesa. Ločimo med telesnimi celicami in zarodnimi celicami, ki jih ne ustvari mitoza, temveč mejoza. Rezultat mejoze so štiri hčerinske celice s preprostim (haploidnim) nizom kromosomov, ki so pripravljene na oploditev. Druga posebnost so celice, ki so dosegle visoko specializirano obliko in se nato ne delijo več. Sem spadajo na primer živčne celice ali rdeče krvne celice. Vendar ima mitoza izredno pomembno vlogo v celicah, ki omejujejo površine, kot so kožne celice ali površinske celice (epitelijske celice) v prebavilih. Te celice je treba redno obnavljati, kar je naloga mitoze. Stalni proces mitoze v različnih fazah in več kontrolnih točk znotraj medfaze zagotavlja, da med delitvijo celic ne pride do napak.
Preberite tudi: DNA - to bi morali vedeti!
Katere so faze mitoze?
Celični cikel, ki je odgovoren za delitev celic in s tem tudi za razmnoževanje celic, lahko razdelimo na interfazo in mitozo. V interfazi se DNA podvoji in celica se pripravi na prihajajočo mitozo. Ta faza celičnega cikla se lahko razlikuje po dolžini in se zelo razlikuje glede na vrsto celice. Mitoza je druga faza celičnega cikla in vključuje delitev genskega materiala in tvorbo dveh enakih hčerinskih celic iz skupne materinske celice. Ta postopek delitve celic lahko razdelimo na različne stopnje, v katerih vedno potekajo značilni procesi. Glede na vir ločimo med štirimi do šestimi stopnjami.
Na začetku je profaza, v kateri se dva kromosoma kondenzirata in nastane tudi vretenski aparat. Nato se dva maksimalno zgoščena kromosoma poravnata v ekvatorialni ravnini, kar je opisano kot metafaza. Med tema dvema fazama nekateri avtorji omenjajo fazo prometa. Nato sta dve analizirani kromatidi ločeni v anafazi. Končno se v telofazi oblikuje nova jedrska membrana in kromosomi se spet zrahljajo. V nekaterih knjigah tako imenovano citokinezo še vedno obravnavajo kot ločeno fazo. Med citokinezo se novo telo celic zoži, tako da na koncu nastaneta dve enaki hčerinski celici.
Morda vas bodo zanimali tudi: Funkcije celičnega jedra
Kaj je metafaza?
Metafaza je del mitoze in s tem stopnja delitve celic v telesu. To je tretja faza mitoze in sledi fazi prometa. Ko se kromosomi kondenzirajo in jedrska membrana raztopi, je dvojni niz kromosomov razporejen v ekvatorialni ravnini. Metafaza je tudi edina faza mitoze, v kateri so kromosomi dobro vidni pod mikroskopom. To je zato, ker je DNA v tej fazi delitve celic dobila svojo najbolj kompaktno obliko. Dva kromosoma z 2-kromatidama sta zdaj drug ob drugem na ekvatorialni ravnini celice. Ta ravnina je približno enako oddaljena od obeh celičnih polov. Ta položaj zagotavlja vgrajena vretenasta naprava, ki ločuje sestrske kromatide med seboj v nadaljnjem toku mitoze.
Kaj je anafaza?
Anafaza je četrta faza mitoze in s tem korak v celični delitvi jedrnih celic. Ko se kromosomi zgostijo in se v metafazi razporedijo v ekvatorialni ravnini, sledi anafaza. V tem koraku so sestrske kromatide med seboj ločene z vretenskim aparatom in jih potegnejo na nasprotne celične polove. Tako se dejanska delitev kromosomov začne v anafazi. Na ta način iz prvotne materinske celice z dvojnim nizom 2 kromatidnih kromosomov nastane še vedno dvojni niz kromosomov. Vendar je to zdaj sestavljeno le iz dveh 1-kromatidnih kromosomov. Anafazi sledi telofaza.
Preberite tudi: Komplet človeških kromosomov
Kaj je telofaza?
Telofaza opisuje zadnji korak mitoze, v katerem se izmenjujejo genetske informacije jedrnih celic, da se celicam omogoči razmnoževanje. Telofaza sledi anafazi. Sestrske kromatide so s pomočjo vretenskega aparata potegnili iz ekvatorialne ravnine na nasprotne celične polove. V telofazi so kromosomi dosegli svoj celični pol in vretenski aparat se raztopi. Hkrati iz drobcev razpadle jedrske membrane nastane nova jedrska ovojnica. To delitev kromosomov v nadaljnjem koraku zdaj spremlja citokineza. Tu se telo celic stisne, tako da nastaneta dve neodvisni, a enaki hčerinski celici.
Morda vas bodo zanimali tudi: Funkcije celičnega jedra
Trajanje mitoze
Mitoza v povprečju traja približno eno uro, tako da lahko govorimo o hitri delitvi celic. V primerjavi z interfazo traja mitoza razmeroma malo časa. Poleg tega lahko interfaza, odvisno od vrste celice, traja od nekaj ur do nekaj mesecev ali celo let. Za to sta še posebej odgovorni fazi G1 in G0 v medfazi. V fazi G1 nastajajo različni proteini in celični organeli, v fazi G0 pa celica preide v nekakšen mirujoč način. Številne celice ostanejo v fazi G0 leta ali celo desetletja.
Kakšna je mitotična stopnja?
Hitrost delitve celic lahko opišemo s pomočjo mitotske hitrosti. To omogoča sklepe o hitrosti razmnoževanja določenih tkiv. Mitotično hitrost določimo s pomočjo mikroskopa. Z določenim številom celic, na primer 1.000 celic, se določi, koliko jih je v mitotični fazi. Mitotična stopnja je podana v odstotkih in je zato relativna številka. Tkivo, ki se obnavlja zlasti pogosto, ima visoko stopnjo mitozije. Sem spadajo kostni mozeg, koža (povrhnjica) in sluznica tankega črevesa. Kostni mozeg je odgovoren za tvorjenje krvi in neprestano proizvaja nove krvne celice. Redno se obnavljata tudi koža in sluznica prebavil, tako da je tu mogoče najti tudi visoko stopnjo mitoze. Vendar visoke stopnje mitoze lahko kažejo tudi na maligne tumorje, ki hitro rastejo. Te degenerirane celice se izognejo kontrolnim točkam v interfazi in mitozi in lahko neovirano rastejo. Povečano stopnjo mitoze lahko uporabimo tudi kot terapevtski pristop, saj so hitro rastoči tumorji še posebej občutljivi na zaviralce mitoze in jih je mogoče zdraviti z večjo možnostjo okrevanja.
Preberite več o temi: Tumor - to bi morali vedeti!
Kaj so zaviralci mitoze?
Zaviralci mitoze so snovi, ki zavirajo proces mitoze. Zaviralci mitoze preprečujejo delitev jedra in posledično ustavijo razmnoževanje celic. Ti toksini se uporabljajo kot citostatiki pri zdravljenju tumorjev. Na to obliko kemoterapije se dobro odzivajo zlasti limfomi in levkemija. Mehanizem zaviralca mitoze je sestavljen iz vezave na tubulin, ki je potreben za izgradnjo vretenastega aparata. Tubulin je beljakovina, iz katere so sestavljene mikrotubule vretenastega aparata. Če ta protein zaradi vezave inhibitorja mitoze ni na voljo, ni mogoče zgraditi nobenega vretena in celično jedro se ne deli. Vendar pa imajo lahko zaviralci mitoze, kot so alkaloidi vinca ali taksani, nevarne neželene učinke, ki lahko poškodujejo predvsem živčni sistem.
Preberite več o temi: Tumor - to bi morali vedeti!
Kakšna je razlika med mitozo in mejozo?
Tako mitoza kot mejoza sta odgovorna za jedrne delitve, pri čemer se oba procesa razlikujeta po svojem poteku in rezultatih. Mitoza iz matične celice ustvari dve enaki hčerinski celici z dvojnim (diploidnim) nizom kromosomov. V nasprotju z mejozo je potrebna le ena delitev kromosomov. Na splošno ima mitoza funkcijo distribucije celotnih genetskih informacij v obliki DNA med dvema enakima celicama in je zato bistvenega pomena za razmnoževanje celic. Nasprotno pa je mejoza pomembna za tvorbo zarodnih celic za spolno razmnoževanje. Ker imajo zarodne celice preprost (haploiden) nabor kromosomov, mejoza zahteva dve jedrski delitvi. V prvi mejozi nastane dvojni niz kromosomov. Druga enakovredna delitev zdaj ločuje sestrske kromatide med seboj, tako da imamo skupaj štiri hčerinske celice, vsaka s preprostim naborom kromosomov. Tako se mitoza in mejoza razlikujeta po številu delitev, po številu in vrsti hčerinskih celic in po njihovem trajanju. Mitoza traja približno eno uro. Mejoza pa traja veliko dlje. Samo faza mejoze pri moških traja približno 24 ur (nastanek sperme) in pri ženskah od nekaj let do desetletij (nastanek in zorenje jajčne celice).
Preberite tudi: Komplet človeških kromosomov
Kaj je medfaza?
Poleg mitoze je interfaza drugi del celičnega cikla. Vedno leži med dvema mitotičnima oddelkoma in ima različne naloge. Med interfazo se DNA, prepolovljena v mitozi, spet podvoji. Poleg tega obstaja splošna rast celic obeh hčerinskih celic in sta pripravljeni na obnovljeno mitozo. Tako kot mitozo lahko tudi interfazo razdelimo na več stopenj. Takoj po mitozi faza G1 sledi interfazi. Dvojni komplet kromosomov v hčerinskih celicah je sestavljen iz samo ene kromatide. V tej fazi rastejo hčerinske celice in nastajajo številne beljakovine in encimi. Naslednja faza je tako imenovana S-faza (faza sinteze). Tu se DNK podvoji, tako da imamo še vedno dvojni niz kromosomov, ki je zdaj sestavljen tudi iz dveh kromatid. V zadnji fazi medfaze, fazi G2, obe hčerinski celici znova rasteta in se pripravita na prihajajočo mitozo. Dve hčerinski celici sta zdaj ustvarili nove materinske celice, ki jih lahko delimo v mitozi. Interfaza v povprečju traja približno 18 ur in tako traja veliko več časa kot mitoza (trajanje približno eno uro). V medfazi sta pomembni dve kontrolni točki, ki se nahajata na prehodu iz faze G1 v fazo S in iz faze G2 v mitozo. Tu se preverijo celice in zlasti genske informacije zaradi morebitnih napak. Če najdete napako, jo najprej odpravite, preden se celica razdeli. Če napake ne bi prepoznali in odpravili, bi se še naprej razmnoževala v številnih celicah z mitozo.
Morda vas bodo zanimali tudi: Kromosomska mutacija
