Diviziunea celulară: ciclul celular

Creșterea unui organism are loc datorită creșterii numărului de celule prin diviziune. Principalele metode de diviziune celulară în corpul uman sunt mitoza și meioza. Procesele care au loc în timpul acestor metode de diviziune celulară se desfășoară în același mod, dar duc la rezultate diferite.

Diviziunea celulară mitotică (mitoza) duce la o creștere a numărului de celule și la dezvoltarea organismului. Această metodă asigură reînnoirea celulelor atunci când acestea se uzează sau mor. În prezent, se știe că celulele epidermice trăiesc 10-30 de zile, eritrocitele - până la 4-5 luni. Celulele nervoase și musculare (fibrele) trăiesc pe tot parcursul vieții unei persoane.

Toate celulele suferă modificări în timpul reproducerii (diviziunii) care se încadrează în cadrul ciclului celular. Ciclul celular este denumirea dată proceselor care au loc într-o celulă de la diviziune la diviziune sau de la diviziune la moartea (moartea) celulei. Ciclul celular face distincția între pregătirea celulei pentru diviziune (interfază) și mitoză (procesul de diviziune celulară).

În interfază, care durează aproximativ 20-30 de ore, rata proceselor biosintetice crește, numărul de organite crește. În acest moment, masa celulei și a tuturor componentelor sale structurale, inclusiv centriolii, se dublează.

Replicarea (repetarea, dublarea) moleculelor de acid nucleic are loc. Acesta este procesul de transfer al informațiilor genetice stocate în ADN-ul părinte prin reproducerea lor cu acuratețe în celulele fiice. Lanțul de ADN părinte servește drept șablon pentru sinteza ADN-ului fiic. Ca urmare a replicării, fiecare dintre cele două molecule de ADN fiice este formată dintr-un lanț vechi și unul nou. În perioada de pregătire pentru mitoză, proteinele necesare diviziunii celulare sunt sintetizate în celulă. Până la sfârșitul interfazei, cromatina din nucleu este condensată.

Mitoza (din grecescul mitos - fir) este perioada în care celula mamă se divide în două celule fiice. Diviziunea celulară mitotică asigură o distribuție uniformă a structurilor celulare, a substanței sale nucleare - cromatina - între cele două celule fiice. Durata mitozei este de la 30 de minute la 3 ore. Mitoza se împarte în profază, metafază, anafază, telofază.

În profază, nucleolul se dezintegrează treptat, iar centriolii diverg spre polii celulei. Microtubulii centriolilor sunt îndreptați spre ecuator, iar în regiunea ecuatorială se suprapun.

În metafază, membrana nucleară este distrusă, firele cromozomiale sunt îndreptate către poli, menținând o legătură cu regiunea ecuatorială a celulei. Structurile reticulului endoplasmatic și ale complexului Golgi se dezintegrează în bule mici (vezicule), care, împreună cu mitocondriile, sunt distribuite în ambele jumătăți ale celulei în diviziune. La sfârșitul metafazei, fiecare cromozom începe să se divizeze în doi noi cromozomi fiice printr-o fisură longitudinală.

În anafază, cromozomii se separă unul de celălalt și se deplasează spre polii celulei cu o viteză de până la 0,5 μm/min. La sfârșitul anafezei, membrana plasmatică se invaginează de-a lungul ecuatorului celulei perpendicular pe axa sa longitudinală, formând o brazdă de diviziune.

În telofază, cromozomii care au divergit către polii celulei se decondensează, devin cromatină, și începe transcripția (producția) de ARN. Se formează membrana nucleară și nucleolul, iar structurile membranare ale viitoarelor celule fiice se formează rapid. La suprafața celulei, de-a lungul ecuatorului său, constricția se adâncește, iar celula se divide în două celule fiice.

Datorită diviziunii mitotice, celulele fiice primesc un set de cromozomi identici cu cei ai mamei. Mitoza asigură stabilitatea genetică, creșterea numărului de celule și, în consecință, creșterea organismului, precum și procesele de regenerare.

Meioza (din grecescul meioză - reducere) se observă în celulele sexuale. Ca urmare a diviziunii acestor celule, se formează celule noi cu un singur set (haploid) de cromozomi, ceea ce este important pentru transmiterea informației genetice. Când o celulă sexuală se contopește cu o celulă de sex opus (în timpul fertilizării), setul de cromozomi se dublează, devine complet, dublu (diploid). În zigotul diploid (binuclear) format după fuziunea celulelor sexuale, există două seturi de cromozomi identici (omologi). Fiecare pereche de cromozomi omologi ai unui organism diploid (zigot) provine din nucleul ovulului și din nucleul spermatozoidului.

Ca urmare a meiozei celulelor sexuale dintr-un organism matur, fiecare celulă fiică conține doar una dintre toate perechile de cromozomi omologi ai celulelor originale. Acest lucru devine posibil deoarece în timpul meiozei are loc doar replicarea ADN-ului și două diviziuni consecutive ale nucleului. Drept urmare, dintr-o celulă diploidă se formează două celule haploide. Fiecare dintre aceste celule fiice conține jumătate din numărul de cromozomi (23) față de nucleul celulei mamă (46). Ca urmare a meiozei, celulele sexuale haploide au nu numai un număr redus de cromozomi, ci și un aranjament diferit al genelor în cromozomi. Prin urmare, noul organism poartă nu doar suma caracteristicilor părinților săi, ci și propriile caracteristici (individuale).

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