Delenie buniek: bunkový cyklus

Rast organizmu nastáva v dôsledku zvýšenia počtu buniek delením. Hlavnými metódami bunkového delenia v ľudskom tele sú mitóza a meióza. Procesy, ktoré prebiehajú počas týchto metód bunkového delenia, prebiehajú rovnakým spôsobom, ale vedú k rôznym výsledkom.

Mitotické delenie buniek (mitóza) vedie k zvýšeniu počtu buniek a rastu organizmu. Táto metóda zabezpečuje obnovu buniek, keď sa opotrebujú alebo odumierajú. V súčasnosti je známe, že epidermálne bunky žijú 10 – 30 dní, erytrocyty – až 4 – 5 mesiacov. Nervové a svalové bunky (vlákna) žijú počas celého ľudského života.

Všetky bunky prechádzajú počas rozmnožovania (delenia) zmenami, ktoré zapadajú do rámca bunkového cyklu. Bunkový cyklus je názov pre procesy, ktoré prebiehajú v bunke od delenia k deleniu alebo od delenia k smrti (smrti) bunky. Bunkový cyklus rozlišuje medzi prípravou bunky na delenie (interfáza) a mitózou (proces delenia buniek).

V interfáze, ktorá trvá približne 20 – 30 hodín, sa zvyšuje rýchlosť biosyntetických procesov, zvyšuje sa počet organel. V tomto čase sa hmotnosť bunky a všetkých jej štrukturálnych zložiek vrátane centriolov zdvojnásobí.

Dochádza k replikácii (opakovaniu, zdvojeniu) molekúl nukleových kyselín. Ide o proces prenosu genetickej informácie uloženej v materskej DNA jej presnou reprodukciou v dcérskych bunkách. Reťazec materskej DNA slúži ako templát pre syntézu dcérskej DNA. V dôsledku replikácie každá z dvoch molekúl dcérskej DNA pozostáva z jedného starého a jedného nového reťazca. Počas obdobia prípravy na mitózu sa v bunke syntetizujú proteíny potrebné na delenie buniek. Na konci interfázy sa chromatín v jadre kondenzuje.

Mitóza (z gréckeho mitos - vlákno) je obdobie, kedy sa materská bunka delí na dve dcérske bunky. Mitotické delenie bunky zabezpečuje rovnomerné rozloženie bunkových štruktúr, jej jadrovej látky - chromatínu - medzi dvoma dcérskymi bunkami. Trvanie mitózy je od 30 minút do 3 hodín. Mitóza sa delí na profázu, metafázu, anafázu a telofázu.

V profáze sa jadierko postupne rozpadá a centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom bunky. Mikrotubuly centriolov smerujú k rovníku a v rovníkovej oblasti sa navzájom prekrývajú.

V metafáze je jadrová membrána zničená, chromozómové vlákna sú smerované k pólom a udržiavajú spojenie s rovníkovou oblasťou bunky. Štruktúry endoplazmatického retikula a Golgiho komplexu sa rozpadajú na malé bublinky (vezikuly), ktoré sú spolu s mitochondriami rozmiestnené do oboch polovíc deliacej sa bunky. Na konci metafázy sa každý chromozóm začína pozdĺžnou štrbinou deliť na dva nové dcérske chromozómy.

V anafáze sa chromozómy od seba oddeľujú a pohybujú sa smerom k pólom bunky rýchlosťou až 0,5 μm/min. Na konci anafázy sa plazmatická membrána invaginuje pozdĺž rovníka bunky kolmo na jej pozdĺžnu os a vytvára deliacu brázdu.

V telofáze sa chromozómy, ktoré sa rozišli k pólom bunky, dekondenzujú, menia sa na chromatín a začína sa transkripcia (produkcia) RNA. Vytvára sa jadrová membrána a jadierko a rýchlo sa vytvárajú membránové štruktúry budúcich dcérskych buniek. Na povrchu bunky, pozdĺž jej rovníka, sa zúženie prehlbuje a bunka sa delí na dve dcérske bunky.

V dôsledku mitotického delenia dcérske bunky dostávajú sadu chromozómov identickú s materskými. Mitóza zabezpečuje genetickú stabilitu, zvýšenie počtu buniek a následne rast organizmu, ako aj regeneračné procesy.

Meióza (z gréckeho meióza - redukcia) sa pozoruje v pohlavných bunkách. V dôsledku delenia týchto buniek vznikajú nové bunky s jednou (haploidnou) sadou chromozómov, ktorá je dôležitá pre prenos genetickej informácie. Keď sa jedna pohlavná bunka zlúči s bunkou opačného pohlavia (počas oplodnenia), sada chromozómov sa zdvojnásobí, stane sa kompletnou, dvojitou (diploidnou). V diploidnej (dvojjadrovej) zygote, ktorá vznikne po zlúčení pohlavných buniek, sa nachádzajú dve sady identických (homológnych) chromozómov. Každý pár homológnych chromozómov diploidného organizmu (zygoty) pochádza z jadra vajíčka a z jadra spermie.

V dôsledku meiózy pohlavných buniek v zrelom organizme každá dcérska bunka obsahuje iba jeden zo všetkých párov homológnych chromozómov pôvodných buniek. To je možné, pretože počas meiózy dochádza iba k replikácii DNA a dvom po sebe idúcim deleniam jadier. Výsledkom je, že z jednej diploidnej bunky sa vytvoria dve haploidné bunky. Každá z týchto dcérskych buniek obsahuje polovičný počet chromozómov (23) ako jadro materskej bunky (46). V dôsledku meiózy majú haploidné pohlavné bunky nielen polovičný počet chromozómov, ale aj odlišné usporiadanie génov v chromozómoch. Nový organizmus preto nesie nielen súhrn charakteristík svojich rodičov, ale aj svoje vlastné (individuálne) znaky.

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