Κυτταρική Διαίρεση – Μίτωση

  • 1

Κυτταρική Διαίρεση – Μίτωση

Κυτταρική Διαίρεση

Κυτταρική διαίρεση: η διαδικασία κατά την οποία ένα κύτταρο διαιρείται σε 2 (ή περισσότερα) θυγατρικά κύτταρα. Η κυτταρική διαίρεση αποτελεί ένα μόνο μέρος του κύκλου ζωής του κυττάρου.

Στα ευκαρυωτικά κύτταρα πραγματοποιούνται 2 είδη κυτταρικών διαιρέσεων:
  1. Η μίτωση: Κάθε κύτταρο παράγει 2 θυγατρικά που είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους (και με το μητρικό). Πραγματοποιείται μία διαίρεση του κυττάρου.
  2. Η μείωση: Κάθε θυγατρικό κύτταρο ονομάζεται γαμέτης και περιέχει τη μισή ποσότητα γενετικού υλικού σε σχέση με το μητρικό. Πραγματοποιούνται 2 συνεχόμενες διαιρέσεις του κυττάρου.

Και στις 2 περιπτώσεις πριν την κυτταρική διαίρεση τα κύτταρα διπλασιάζουν το γενετικό τους υλικό.

Τα προκαρυωτικά κύτταρα υφίστανται διχοτόμηση, ένα είδος κυτταρικής διαίρεσης που είναι απλούστερη σε σχέση με τη μίτωση και εξυπηρετεί τη μονογονική αναπαραγωγή τους. Κάθε κύτταρο διπλασιάζει το γενετικό του υλικό και μετά διαιρείται σε δύο ίδια θυγατρικά κύτταρα.

Στόχοι κυτταρικής διαίρεσης:
  • η μονογονική αναπαραγωγή των οργανισμών: το νέο ή τα νέα άτομα προέρχονται από ένα μόνο γονέα (μύκητες, βακτήρια, κάποια είδη φυτών).
  • η αμφιγονική αναπαραγωγή των οργανισμών: το νέο άτομο είναι προϊόν γονιμοποίησης, (συνένωσης γαμετών από γονείς διαφορετικού φύλου).
  • η αύξηση του αριθμού των κυττάρων, άρα και η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών,
  • η αντικατάσταση των νεκρών, κατεστραμμένων ή γηρασμένων κυττάρων στους ιστούς.

μίτωση

Μίτωση είναι ένας τύπος  κυτταρικής διαίρεσης, που πραγματοποιείται με δύο διαδοχικές διαδικασίες:

  1. την πυρηνική διαίρεση (μίτωση), όπου γίνεται ακριβοδίκαιη διανομή γενετικού υλικού στους δύο θυγατρικούς πυρήνες, και
  2. την κυτταροπλασματική διαίρεση (κυτταροκίνηση), κατά την οποία το κυτταρόπλασμα και τα οργανίδια του μητρικού κυττάρου ισομοιράζονται στα δύο νέα κύτταρα. Η κυτταροπλασματική διαίρεση δεν αποτελεί φάση της μίτωσης, είναι ξεχωριστή διαδικασία.

Πηγή:http://mde-didaktiki.biol.uoa.gr/mde10/vlondartsik/cell1.html

Ο Γερμανός ανατόμος Φλέμινγκ παρατήρησε στο μικροσκόπιο κύτταρα λίγο πριν διαιρεθούν και είδε νηματοειδείς δομές, που σήμερα γνωρίζουμε ότι  αποτελούν τα χρωμοσώματα που φέρουν τις γενετικές πληροφορίες. Στη μίτωση τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται, συμπυκνώνονται, διαχωρίζονται και τελικά σχηματίζονται 2 πυρήνες γενετικά όμοιοι μεταξύ τους (και με το μητρικό). Την ακολουθία αυτών των φαινομένων την ονόμασε μίτωση, από την ελληνική λέξη μίτος, που σημαίνει «νήμα».


1.πυρηνική διαίρεση

Η πυρηνική διαίρεση είναι ένα συνεχές φαινόμενο και μόνο για να διευκολυνθούμε στη μελέτη και την περιγραφή του, το χωρίζουμε στα εξής στάδια: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση. Τα κριτήρια για τη διάκριση των επιμέρους σταδίων είναι η μορφή που παρουσιάζει το γενετικό υλικό του πυρήνα καθώς και οι δομικές ανακατατάξεις που παρατηρούνται.

Πηγή:http://yungangies.weebly.com/reference.html

Μεσόφαση

Πηγή:https://ilampos.wordpress.com/2011/01/15/%CF%84%CE%B1-%CF%87%CF%81%CF%89%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%8E%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1-%CE%BA%CE%84%CF%84%CE%B1-%CE%BD%CE%BF%CF%85%CE%BA%CE%BB%CE%B5%CF%8A%CE%BA%CE%AC-%CE%BF%CE%BE%CE%AD%CE%B1/

Κατά τη διάρκεια της μεσόφασης κάθε μόριο DNA (ινίδιο χρωματίνης) έχει διπλασιαστεί παράγοντας ένα πανομοιότυπο αντίγραφο. Τα δύο αυτά αντίγραφα ονομάζονται αδελφές χρωματίδες και είναι ενωμένες σε μία δομή που ονομάζεται κεντρομερίδιο.  Κάθε αδελφή χρωματίδα αποτελεί ένα μόριο DNA.

Το κεντρομερίδιο, που χωρίζει το χρωμόσωμα σε δύο σκέλη, αποτελείται από επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA πάνω στις οποίες προσδένονται πρωτεΐνες.

Πρόφαση (Το μεγαλύτερο σε διάρκεια στάδιο της μίτωσης)
  1. Αρχίζει με τη συμπύκνωση των επιμηκυμένων νηματίων χρωματίνης και τη μετατροπή τους σε μιτωτικά χρωμοσώματα. Η συμπύκνωση γίνεται για να μην σπάσει ή να μη χαθεί τίποτα κατά τη μεταφορά του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα.
  2. Σχηματίζεται η άτρακτος. Στα ζωικά κύτταρα γίνεται με τη βοήθεια του κεντροσωματίου (κυτταρικό οργανίδιο – κέντρο οργάνωσης μικροσωληνίσκων), που έχει διπλασιαστεί κατά τη μεσόφαση. Τα δύο κεντροσωμάτια μετακινούνται στους δύο πόλους και από αυτά ξεκινούν οι μικροσωληνίσκοι (ακτινωτά νημάτια), που σχηματίζουν την άτρακτο. Στα φυτικά κύτταρα η άτρακτος δεν οργανώνεται από κεντροσωμάτια, αφού δε διαθέτουν.
  3. Ο πυρηνικός φάκελος και ο πυρηνίσκος αποδιοργανώνονται, επιτρέποντας στους μικροσωληνίσκους να πλησιάσουν τα κεντρομερίδια των χρωμοσωμάτων.
 Μετάφαση
  1. Οι μικροσωληνίσκοι ενώνονται με τα κεντρομερίδια των χρωμοσωμάτων.
  2. Τα χρωμοσώματα εγκαταλείπουν τις τυχαίες θέσεις τους και αρχίζουν να μετακινούνται προς το ισημερινό επίπεδο του κυττάρου (το κέντρο του), με τη βοήθεια των μικροσωληνίσκων.
  3. Τα χρωμοσώματα εμφανίζουν το μέγιστο βαθμό συμπύκνωσης και γι’ αυτό οποιαδήποτε μελέτη των χρωμοσωμάτων (δομική, ή αριθμητική) πραγματοποιείται στη φάση αυτή.
  4. Στο τέλος αυτής της φάσης τα χρωμοσώματα έχουν φτάσει στο ισημερινό επίπεδο, με τις αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος να έχουν τοποθετηθεί παράλληλα προς αυτό. Η μία αδελφή χρωματίδα δηλαδή βλέπει τον έναν πόλο και η άλλη τον άλλον.
 Ανάφαση
  1. Διαιρείται το κεντρομερίδιο κάθε χρωμοσώματος και
  2. οι αδελφές χρωματίδες κινούνται προς αντίθετο πόλο η καθεμία, με τη βοήθεια των μικροσωληνίσκων της ατράκτου. Από δω και στο εξής με τον όρο χρωματίδα θα αναφερόμαστε σε ένα ανεξάρτητο χρωμόσωμα.
Τελόφαση (Αντίστροφη διαδικασία από την πρόφαση)
  1. Τα χρωμοσώματα αποσυμπιέζονται (βρίσκονται πλέον στα 2 άκρα του μητρικού κυττάρου),
  2. η άτρακτος διαλύεται και
  3. επανασχηματίζεται ο πυρηνικός φάκελος και ο πυρηνίσκος γύρω από κάδε ομάδα χρωμοσωμάτων (σχηματίζονται οι νέοι πυρήνες).

Δείτε το σχετικό βίντεο για να παρακολουθήσετε τη διαδικασία της μίτωσης.


2.κυτταροπλασματική διαίρεση

Η κυτταροπλασματική διαίρεση είναι απαραίτητη διαδικασία, ώστε να σχηματιστούν  δύο αυτοτελή κύτταρα.

  • Στα ζωικά κύτταρα, στο ύψος του ισημερινού επιπέδου του κυττάρου, ινίδια ακτίνης σχηματίζουν έναν περιφερικό δακτύλιο που σταδιακά στενεύει και διχοτομεί τελικά το κύτταρο (αυλάκωση).

  • Στα ανώτερα φυτικά κύτταρα, από το τέλος της ανάφασης, μικροσωληνίσκοι αρχίζουν να σχηματίζουν στο ισημερινό επίπεδο ένα πλέγμα, το φραγμοπλάστη, ο οποίος θα σχηματίσει τα κυτταρικά τοιχώματα των δύο θυγατρικών κυττάρων. Με παρόμοιο τρόπο πραγματοποιείται κυτταροπλασματική διαίρεση και στα βακτήρια.



Η διάρκεια του κυτταρικού κύκλου και της κάθε φάσης του καθορίζονται:
  • (α) από εξωτερικούς παράγοντες: θερμοκρασία,  διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών, οξυγόνου κ.ά.
  • (β) από τον τύπο του κυττάρου: κάποια κύτταρα διαιρούνται συχνά (π.χ. επιθηλιακά κύτταρα εντέρου ~ 12 ώρες), κάποια σπάνια ή καθόλου (π.χ. νευρικά), ενώ κάποια άλλα που υπό κανονικές συνθήκες δε διαιρούνται, με την κατάλληλη διέγερση αρχίζουν να διαιρούνται (π.χ. λεμφοκύτταρα που αλληλεπιδρούν με κάποιο αντιγόνο, κύτταρα συκωτιού ύστερα από χειρουργική αφαίρεση τμήματος συκωτιού).

Βιολογική σημασία της μίτωσης

Το μητρικό κύτταρο και τα θυγατρικά του είναι γενετικά πανομοιότυπα, γιατί καθένα από τα δύο νέα κύτταρα πήρε τη μία από τις δύο πρώην αδελφές χρωματίδες. Η μίτωση  ευνοεί τη γενετική σταθερότητα αφού τα θυγατρικά κύτταρα έχουν ίδια χρωμοσώματα σε ποιότητα και ποσότητα από το κύτταρο απ’ το οποίο προήλθαν. Γι’ αυτό με μίτωση πραγματοποιούνται:

  • Η μονογονική αναπαραγωγή μονοκύτταρων και κάποιων πολυκύτταρων οργανισμών (π.χ. βλαστητική αναπαραγωγή των φυτών).
  • Η ανάπτυξη των πολυκύτταρων οργανισμών και η ανανέωσή τους (αντικατάσταση κατεστραμμένων ή γηρασμένων κυττάρων).