Mitoza
Mitoza zachodzi w komórkach somatycznych. Podział mitotyczny jest procesem ciągłym, w którym jeden etap przechodzi niepostrzeżenie w następny. Jednakże dla ułatwienia opisu przebiegu całego procesu podzielono go na cztery stadia (fazy):
1. Profazę
2. Metafazę
3. Anafazę
4. Telofazę.
W telofazie zazwyczaj rozpoczyna się proces zwany cytokinezą.
Profaza, rozpoczyna się z chwilą, gdy długie nici chromatynowe zaczynają ulegać kondensacji i uwidaczniają się chromosomy. Proces kondensacji polega głównie na spiralizacji nici chromatynowych, powodującej skracanie i grubienie chromosomów. Zapobiega to splątywaniu się nici podczas przemieszczania się chromosomów do komórek potomnych.
Każdy chromosom uległ podwojeniu podczas poprzedniej fazy S i składa się teraz z dwóch identycznych jednostek, zwanych chromatydami siostrzanymi. Każda chromatyda zawiera nie barwiące się przewężenie zwane centromerem. W rejonie centromeru siostrzane chromatydy są ze sobą ściśle połączone. Chemiczny charakter tego połączenia nie jest dotychczas całkowicie wyjaśniony, pewne dane wskazują jednak, że uczestniczy w nim specjalny rodzaj DNA i związane z nim specyficzne białka. W skład centromeru wchodzi struktura zwana kinetochorem, która służy jako miejsce przyczepu mikrotubul.
Dzielącą się komórkę, niezależnie od jej aktualnego kształtu, opisuje się zwykle jako kule z równikiem, oznaczającym płaszczyznę środkową (równikową), i dwoma biegunami.
Pomiędzy biegunami wykształca się system włókienek białkowych - mikrotubul tworzących wrzeciono podziałowe, zwane też mitotycznym lub kariokinetycznym. Wrzeciono podziałowe uczestniczy w rozdzielaniu chromosomów podczas anafazy.
Powstawanie wrzeciona podziałowego przebiega odmiennie w komórkach roślinnych i zwierzęcych. W komórkach zwierzęcych każda z dwóch centrioli podwaja się w interfazie. Mikrotubule rozchodzą się promieniście w rejonach otaczających pary centrioli, które przemieszczają się do przeciwległych biegunów. Na biegunach tworzą się jeszcze dodatkowe, promieniście ułożone wiązki krótkich mikrotubul; wraz z zajmowanym obszarem tworzą one rejon astrosfery.
Centriole pełnią najprawdopodobniej rolę organizatora wrzeciona podziałowego w komórkach zwierzęcych. Sądzi się, że ich udział jest niezbędny w procesie tworzenia się ciałka podstawowego rzęsek i wici. Dzięki wspomnianemu wyżej mechanizmowi każda z komórek potomnych otrzymuje parę centrioli.
W profazie jąderko zmniejsza się stopniowo i w końcu zwykle zanika. Pod koniec profazy otoczka jądrowa pęka i do kinetochoru każdej z chromatyd przyłącza się kilka mikrotubul wrzeciona podziałowego. Podwojone chromosomy przemieszczają się pomiędzy biegunami i ostatecznie lokują w płaszczyźnie równikowej komórki, w połowie drogi między biegunami.
Okres, w którym chromosomy lokują się w płaszczyźnie równikowej komórki (płytce metafazowej), nosi nazwę metafazy. Wrzeciono podziałowe jest już wtedy całkowicie uformowane. Składa się ono z licznych mikrotubul: jedne rozciągają się od każdego z biegunów do równika, gdzie zwykle zachodzą na siebie (mikrotubule biegunowe), drugie biegną od biegunów do kinetochorów (mikrotubule kinetochorowe). W metafazie podziału mitotycznego kinetochory chromatyd siostrzanych przymocowane są za pomocą mikrotubul do przeciwległych biegunów komórki.
W komórkach zwierzęcych mikrotubule wrzeciona kończą się w rejonie otaczającym centriole, wypełnionym materiałem pericentriolarnym, lecz nie stykają się z centriolami.
Podczas metafazy chromatydy są całkowicie skondensowane, wskutek czego są grube i łatwo rozróżnialne. Są one wtedy wyraźnie widoczne, dlatego właśnie w tym stadium robi się ich zdjęcia w celu wykrycia pewnych anomalii chromosomowych.
Okres w którym siły utrzymujące łączność pomiędzy chromatydami siostrzanymi w rejonie centromeru zanikają nazywa się Anafazą. W tym momencie każda chromatyda staje się odrębnym, niezależnym chromosomem. Rozdzielone chromosomy wędrują teraz do przeciwnych biegunów. Kinetochory chromosomów, ciągle jeszcze połączone z mikrotubulami wrzeciona, posuwają się pierwsze, ciągnąc za sobą ramiona. Anafaza kończy się, gdy wszystkie chromosomy dotrą do biegunów. Pod wpływem jakich sił chromosomy się rozchodzą? Nie zostało to jeszcze w pełni poznane.
Wnikliwa analiza zdjęć wykonanych w mikroskopie elektronowym pozwoliła na dwa ważne ustalenia:
1. Podczas anafazy mikrotubule ulegają skróceniu. Jedna z hipotez zakłada, że chromosomy przemieszczają się w miarę usuwania podjednostek tubuliny z końców mikrotubul, głównie w miejscu zetknięcia z kinetochorem. Jeśli kinetochor pozostaje mocno związany z mikrotubulami pomimo skracania się ich końców, to w efekcie następuje ruch chromosomów ku biegunom.
2. Podczas anafazy wrzeciono wydłuża się jako całość, co może powodować odpychanie chromosomów od siebie. Wrzeciono może wydłużać się, gdy mikrotubule wychodzące z przeciwległych biegunów ślizgają się względem siebie w rejonie równika.
W ostatnim stadium - fazie mitozy, telofazie, następuje powrót do stanu właściwego interfazie. Chromosomy ulegają dekondensacji wskutek rozkręcania się. Wokół każdego zestawu chromosomów tworzy się otoczka jądrowa, w której budowie przynajmniej częściowo uczestniczą małe pęcherzyki stanowiące pozostałość po starej otoczce. Zanika wrzeciono podziałowe i uwidocznia się jąderko.
Cytokineza, czyli podział cytoplazmy, którego efektem jest powstanie dwóch komórek potomnych, rozpoczyna się zwykle w telofazie, zatem mitoza i cytokineza zazębiają się w czasie.
Cytokineza w komórkach zwierzęcych rozpoczyna się od utworzenia bruzdy, która obiega komórkę w rejonie równika. Bruzda, utworzona przez pierścień mikrofilamentów, stopniowo pogłębia się, aż w końcu dzieli cytoplazmę całkowicie, tak że powstają dwie komórki potomne - każda z odrębnym jądrem komórkowym.
Zdumiewająca precyzja podziału komórkowego powoduje, że każde jądro otrzymuje dokładnie takie same chromosomy, jakie występowały w komórce rodzicielskiej, w dokładnie takiej samej liczbie. Zatem każda komórka organizmu wielokomórkowego (pominąwszy szczególne przypadki) ma taki sam zestaw chromosomów i zawiera identyczny zestaw genów. Jeżeli komórka na skutek nieprawidłowego przebiegu podziału komórkowego otrzyma więcej lub mniej chromosomów, niż powinna (tj. mniej lub więcej niż stanowi charakterystyczna liczba chromosomów dla danego gatunku), to może ona wykazywać liczne zaburzenia, a nawet może się okazać niezdolna do życia.
1. Profaza
2. Zdjecie wczesnej profazy
3. Zdjecie późnej profazy
4. Metafaza
5. Anafaza
6. Zdjęcie anafazy
7. Telofaza
>
8. Zdjęcie cytokinezy
mrovvaa