Μίτωση εναντίον μείωσης – Πώς λειτουργεί η κυτταρική διαίρεση;

Η κυτταρική διαίρεση είναι η διαδικασία που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να αντιγραφούν. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι κυτταρικής διαίρεσης:η μίτωση και η μείωση. Η μίτωση είναι η διαδικασία που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να αντιγραφούν για ανάπτυξη και επιδιόρθωση. Η μείωση είναι η διαδικασία που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να δημιουργήσουν γαμέτες, όπως το σπέρμα και τα ωάρια.

Γεννιόμαστε σαν μικρά μωρά και μεγαλώνουμε σε ενήλικες, αλλά ποια είναι η διαδικασία πίσω από αυτή την ανάπτυξη; Επιπλέον, όλοι γνωρίζουμε για τα σπερματοζωάρια και τα ωάρια, άρα έχουν την ίδια διαδικασία παραγωγής τους ή είναι διαφορετική; Λοιπόν, ο κυτταρικός κύκλος έχει δύο τρόπους για αυτό. Πρώτη είναι η Μίτωση και η δεύτερη είναι η Μείωση. Η μίτωση είναι αυτό που μας μεταφέρει από ζυγώτη σε ενήλικα ενήλικα, ενώ η μείωση δημιουργεί γαμέτες ή σεξουαλικά κύτταρα, δηλαδή σπέρμα και ωάριο.

Κυτταρικός κύκλος:Μεσοφάση και Μιτωτική φάση

Πριν ξεκινήσουμε με την κατανόηση αυτών των δύο διαδικασιών, πρέπει να γνωρίζουμε λίγα πράγματα. Ο πρώτος όρος είναι ο κυτταρικός κύκλος. Ο κυτταρικός κύκλος είναι μια ακολουθία γεγονότων που συμβαίνουν πριν το κύτταρο τελικά διαιρεθεί και σχηματίσει δύο θυγατρικά κύτταρα. Έχει δύο κύριες φάσεις γνωστές ως Μεσοφάση και Μιτωτική φάση. Η ενδιάμεση φάση χωρίζεται σε τρεις φάσεις, οι οποίες είναι η G1 (Πρώτη Ανάπτυξη), η S (Αναδιπλασιασμός DNA) και η G2 (Δεύτερη Ανάπτυξη). Κατά τη διάρκεια της Μεσοφάσης, το κύτταρο προετοιμάζεται για τη μίτωση.

Κυτταρικός κύκλος (Εικόνα – Simon Caulton/Wikimedia Commons)

Απλοειδές εναντίον διπλοειδούς

Ακολουθούν απλοειδή και διπλοειδή. Το απλοειδές αναφέρεται σε ένα μόνο αντίγραφο των χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο ενώ το διπλοειδές είναι για δύο αντίγραφα των χρωμοσωμάτων. Τα ανθρώπινα κύτταρα είναι διπλοειδή. Παίρνουμε ένα αντίγραφο από τον πατέρα μας και ένα από τη μητέρα μας. Ωστόσο, οι γαμέτες ή τα σεξουαλικά κύτταρα είναι απλοειδή.

Απλοειδή και διπλοειδή χρωμοσώματα (Piture Credit – Ehamberg/Wikimedia Commons)

Τέλος, πρέπει να γνωρίζουμε το κυτταρικό οργανίδιο που παίζει σημαντικό ρόλο στη μίτωση/μείωση. Είναι κεντροσώματα. Τα κεντροσώματα αποτελούνται από μικροσωληνίσκους και κεντρόλες. Οι μικροσωληνίσκοι σχηματίζουν τις ίνες της ατράκτου και οι κεντρόλες βοηθούν στην οργάνωση της ατράκτου στον σωστό σχηματισμό.

Τώρα μπορούμε να δώσουμε προσοχή στη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης. Και οι δύο έχουν τις ίδιες φάσεις, δηλαδή, πρόφαση, προμετάφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση και κυτταροκίνηση.

Τι είναι η μίτωση – Η εξισωτική διαίρεση

Το κύτταρο αναπτύσσεται και προετοιμάζεται για τη μιτωτική διαίρεση στη μεσοφάση του. Αυτό περιλαμβάνει διπλασιασμό κεντροσωμάτων, χρωμοσωμάτων και άλλων κυτταρικών οργανιδίων. Τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται και σχηματίζουν αδελφές χρωματίδες που ενώνονται στο κέντρο μέσω κεντρομερών. Αυτές οι χρωματίδες θα χωριστούν κατά τη διάρκεια της μίτωσης και δύο θυγατρικά κύτταρα θα λάβουν ένα το καθένα. Αυτή η αντιγραφή και η ίση διαίρεση των χρωμοσωμάτων είναι ο λόγος για τον όρο «εξισωτική διαίρεση».

• Πρόφαση – Η χρωματίνη αρχίζει να συμπυκνώνεται και τα κεντρόλια κινούνται προς τα αντίθετα άκρα. Οι ίνες των μικροσωληνίσκων διασχίζουν το κύτταρο για να σχηματίσουν μιτωτική άτρακτο.
• Προμεταφάση – Ξεκινά με τη διάλυση της πυρηνικής μεμβράνης. Οι πρωτεΐνες προσκολλώνται στα κεντρομερή και σχηματίζουν κινετοχώρες και οι ίνες προσκολλώνται σε αυτά. Οι κινετοχώρες είναι μία ανά χρωματίδα. Βρίσκονται στο κέντρο των χρωμοσωμάτων. Μόλις συνδεθούν, τα χρωμοσώματα αρχίζουν να κινούνται προς το κέντρο.
• Μεταφάση – Οι ίνες της ατράκτου βοηθούν στην ευθυγράμμιση των χρωμοσωμάτων σε ευθεία γραμμή στο κέντρο του κυττάρου. Αυτή η γραμμή ονομάζεται πλάκα μετάφασης. Μια τέτοια ευθυγράμμιση βοηθά στον σωστό διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων και διασφαλίζει ότι κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει ένα αντίγραφο των χρωμοσωμάτων.
• Ανάφαση – Σε αυτή τη φάση, οι χρωματίδες διαχωρίζονται στην κινετοχώρη. Μετά τον χωρισμό αρχίζουν να κινούνται σε αντίθετα άκρα. Η κίνηση είναι αποτέλεσμα της δράσης kinetochore κατά μήκος των ινών και της φυσικής αλληλεπίδρασης των πολικών μικροσωληνίσκων.
• Τελόφαση – Τα χρωμοσώματα φτάνουν στα αντίθετα άκρα και διαστέλλονται. Αρχίζει επίσης ο σχηματισμός πυρηνικής μεμβράνης. Τελικά οι ίνες της ατράκτου εξαφανίζονται και αρχίζει η κυτταροκίνηση.
• Κυτταροκίνηση – Αυτή η διαδικασία είναι ο διαχωρισμός των δύο θυγατρικών κυττάρων. Ένας ινώδης δακτύλιος που αποτελείται από ακτίνη (πρωτεΐνη) σχηματίζεται γύρω από το κέντρο του κυττάρου και πιέζει το κύτταρο για να το κάνει να χωριστεί σε δύο διπλοειδή (46 χρωμοσώματα) θυγατρικά κύτταρα.

Στάδια της μίτωσης (Προστασία φωτογραφίας:Ali Zifan / Wikimedia Commons)

Τι είναι η Meiosis – Η αναγωγική διαίρεση

Η μείωση χρησιμοποιείται για την παραγωγή γαμετών ή σεξουαλικών κυττάρων. Παρόλο που οι φάσεις που εμπλέκονται είναι παρόμοιες με αυτές της μίτωσης, υπάρχουν λίγα πράγματα που είναι μοναδικά. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε δύο μέρη.

• Μείωση Ι – Αυτή η διαδικασία μας δίνει δύο απλοειδή θυγατρικά κύτταρα.
• Πρόφαση Ι – Μετά την αντιγραφή του DNA και το σχηματισμό αδελφών χρωματιδών, ομόλογα χρωμοσώματα ζευγαρώνονται και σχηματίζουν σύναψη. Αυτά τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα είναι γνωστά ως δισθενή. Σχηματίζεται Chiasmata που προκαλεί γενετικό ανασυνδυασμό καθώς ανταλλάσσεται το γενετικό περιεχόμενο. Αυτό το βήμα είναι σημαντικό καθώς οδηγεί σε γενετική μεταβλητότητα.
• Προμεταφάση Ι – Η πυρηνική μεμβράνη εξαφανίζεται και σχηματίζεται κινετοχώρη. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια κινετοχώρα αντί για κάθε χρωματίδιο. Οι ίνες της ατράκτου συνδέονται και τα χρωμοσώματα μετακινούνται προς τη μέση.
• Μεταφάση I – Τα δισθενή ευθυγραμμίζονται σε ευθεία γραμμή στην πλάκα μετάφασης. Ο προσανατολισμός των χρωμοσωμάτων είναι τυχαίος καθώς οποιοδήποτε από τα γονικά ομόλογα μπορεί να είναι και στις δύο πλευρές.
• Ανάφαση Ι – Τα χρωμοσώματα, το καθένα με δύο χρωματίδες διαχωρίζονται και κινούνται στους αντίθετους πόλους.
• Τελόφαση I – Εμφανίζονται οι πυρηνικοί φάκελοι και ξεκινά η κυτταροκίνηση. Αυτό μας δίνει δύο απλοειδή θυγατρικά κύτταρα αλλά με δύο αδελφές χρωματίδες.

Stage of Meiosis (Photo Credit :Ali Zifan / Wikimedia Commons)

Στη μείωση δύο, δεν υπάρχει φάση S, δηλαδή δεν υπάρχει διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων. Η διαδικασία είναι παρόμοια με τη μίτωση καθώς οι δύο αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται και τα δύο απλοειδή θυγατρικά κύτταρα σχηματίζουν τέσσερα απλοειδή (23 χρωμοσώματα) κύτταρα με απλή χρωματίδα. Αυτή η μείωση του αριθμού του αριθμού των χρωμοσωμάτων είναι ο λόγος για την ονομασία της μείωσης ως «αναγωγική» διαίρεση.