Buněčné dělení: buněčný cyklus

Růst organismu nastává v důsledku zvyšování počtu buněk dělením. Hlavními metodami buněčného dělení v lidském těle jsou mitóza a meióza. Procesy, které probíhají během těchto metod buněčného dělení, probíhají stejným způsobem, ale vedou k různým výsledkům.

Mitotické buněčné dělení (mitóza) vede ke zvýšení počtu buněk a růstu organismu. Tato metoda zajišťuje obnovu buněk, když se opotřebují nebo odumírají. V současné době je známo, že epidermální buňky žijí 10–30 dní, erytrocyty až 4–5 měsíců. Nervové a svalové buňky (vlákna) žijí po celý život člověka.

Všechny buňky procházejí během rozmnožování (dělení) změnami, které zapadají do rámce buněčného cyklu. Buněčný cyklus je název pro procesy, které probíhají v buňce od dělení k dělení nebo od dělení k smrti (smrti) buňky. Buněčný cyklus rozlišuje mezi přípravou buňky k dělení (interfáze) a mitózou (proces buněčného dělení).

V interfázi, která trvá přibližně 20-30 hodin, se zvyšuje rychlost biosyntetických procesů, zvyšuje se počet organel. V této době se zdvojnásobí hmotnost buňky a všech jejích strukturálních složek, včetně centriolů.

Dochází k replikaci (opakování, zdvojení) molekul nukleových kyselin. Jedná se o proces přenosu genetické informace uložené v mateřské DNA její přesnou reprodukcí v dceřiných buňkách. Řetězec mateřské DNA slouží jako šablona pro syntézu dceřiné DNA. V důsledku replikace se každá ze dvou molekul dceřiné DNA skládá z jednoho starého a jednoho nového řetězce. Během období přípravy na mitózu se v buňce syntetizují proteiny nezbytné pro buněčné dělení. Na konci interfáze se chromatin v jádře kondenzuje.

Mitóza (z řeckého mitos - vlákno) je období, kdy se mateřská buňka dělí na dvě dceřiné buňky. Mitotické dělení buňky zajišťuje rovnoměrné rozložení buněčných struktur, její jaderné látky - chromatinu - mezi oběma dceřinými buňkami. Doba trvání mitózy je od 30 minut do 3 hodin. Mitóza se dělí na profázi, metafázi, anafázi a telofázi.

V profázi se jadérko postupně rozpadá a centrioly se rozcházejí směrem k pólům buňky. Mikrotubuly centriol směřují k rovníku a v rovníkové oblasti se vzájemně překrývají.

V metafázi je jaderná membrána zničena, chromozomální vlákna směřují k pólům a udržují spojení s rovníkovou oblastí buňky. Struktury endoplazmatického retikula a Golgiho komplexu se rozpadají na malé bublinky (vezikuly), které se spolu s mitochondriemi rozprostírají do obou polovin dělící se buňky. Na konci metafáze se každý chromozom podélnou štěrbinou začíná štěpit na dva nové dceřiné chromozomy.

V anafázi se chromozomy od sebe oddělují a pohybují se směrem k pólům buňky rychlostí až 0,5 μm/min. Na konci anafáze se plazmatická membrána invaginuje podél rovníku buňky kolmo k její podélné ose a vytváří dělící brázdu.

V telofázi se chromozomy, které se rozcházely k pólům buňky, dekondenzují, stávají se chromatinem a začíná transkripce (produkce) RNA. Vzniká jaderná membrána a jadérko a rychle se tvoří membránové struktury budoucích dceřiných buněk. Na povrchu buňky, podél jejího rovníku, se zúžení prohlubuje a buňka se dělí na dvě dceřiné buňky.

Díky mitotickému dělení dostávají dceřiné buňky sadu chromozomů identickou s mateřskou. Mitóza zajišťuje genetickou stabilitu, zvýšení počtu buněk a následně růst organismu, a také regenerační procesy.

Meióza (z řeckého meióza - redukce) se pozoruje v pohlavních buňkách. V důsledku dělení těchto buněk vznikají nové buňky s jednou (haploidní) sadou chromozomů, která je důležitá pro přenos genetické informace. Když se jedna pohlavní buňka sloučí s buňkou opačného pohlaví (během oplodnění), sada chromozomů se zdvojnásobí, stane se úplnou, dvojitou (diploidní). V diploidní (dvojjaderné) zygotě, která vznikne po splynutí pohlavních buněk, se nacházejí dvě sady identických (homologních) chromozomů. Každý pár homologních chromozomů diploidního organismu (zygoty) pochází z jádra vajíčka a z jádra spermie.

V důsledku meiózy pohlavních buněk v dospělém organismu obsahuje každá dceřiná buňka pouze jeden ze všech párů homologních chromozomů původních buněk. To je možné, protože během meiózy dochází pouze k replikaci DNA a dvěma po sobě jdoucím dělením jader. Výsledkem je, že z jedné diploidní buňky vzniknou dvě haploidní buňky. Každá z těchto dceřiných buněk obsahuje poloviční počet chromozomů (23) oproti jádru mateřské buňky (46). V důsledku meiózy mají haploidní pohlavní buňky nejen poloviční počet chromozomů, ale také odlišné uspořádání genů v chromozomech. Nový organismus proto nese nejen souhrn vlastností svých rodičů, ale i své vlastní (individuální) rysy.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]