Γιατί τα κύτταρα πρέπει να διαιρούνται

Οι οργανισμοί, είτε μονοκύτταροι είτε πολυκύτταροι, αποτελούνται από κύτταρα. Ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των κυττάρων είναι η διαίρεση. Τα κύτταρα διαιρούνται για πολλούς λόγους, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης, της επισκευής και της αναγέννησης και της αναπαραγωγής. Οι δύο τύποι μηχανισμών κυτταρικής διαίρεσης είναι η μίτωση και η μείωση. Κατά την ανάπτυξη ενός οργανισμού, παράγονται νέα κύτταρα με μίτωση. Τα κατεστραμμένα κύτταρα στους ιστούς αντικαθίστανται επίσης από μίτωση. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί παράγουν γαμέτες με μείωση. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί αναπαράγονται ασεξουαλικά με μίτωση.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η κυτταρική διαίρεση
     – Ορισμός, Τύποι
2. Γιατί τα κύτταρα πρέπει να διαιρούνται
     – Σημασία της κυτταρικής διαίρεσης

Βασικοί όροι:κυτταρική διαίρεση, ανάπτυξη, μείωση, μίτωση, αναγέννηση, επιδιόρθωση, αναπαραγωγή

Τι είναι η κυτταρική διαίρεση

Η κυτταρική διαίρεση είναι ο διαχωρισμός ενός γονικού κελιού σε θυγατρικά κελιά. Ανάλογα με την επίδραση στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο γονικό κύτταρο κατά την κυτταρική διαίρεση, μπορούν να αναγνωριστούν δύο τύποι κυτταρικής διαίρεσης. Είναι η μίτωση και η μείωση. Η κυτταρική διαίρεση φαίνεται στην εικόνα 1.

Εικόνα 1:Διαίρεση κυττάρων

Μίτωση

Η μίτωση είναι ένας τύπος κυτταρικής διαίρεσης, που οδηγεί σε δύο θυγατρικά κύτταρα που είναι πανομοιότυπα με το γονικό κύτταρο. Αυτό σημαίνει ότι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στον πυρήνα ενός συγκεκριμένου οργανισμού παραμένει αμετάβλητος κατά τη μίτωση. Η μίτωση εμφανίζεται στα σωματικά κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών. Εμφανίζεται επίσης σε μονοκύτταρους οργανισμούς.

Μείωση

Η μεΐωση είναι ο άλλος τύπος κυτταρικής διαίρεσης, που οδηγεί σε τέσσερα θυγατρικά κύτταρα. Κάθε θυγατρικό κύτταρο έχει το μισό αριθμό χρωμοσωμάτων του είδους. Επομένως, η μείωση εμφανίζεται στα βλαστικά κύτταρα κατά την παραγωγή γαμετών.

Τόσο η μίτωση όσο και η μείωση εμφανίζονται σε τέσσερα στάδια γνωστά ως πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση.

Γιατί τα κύτταρα πρέπει να διαιρούνται

Σύμφωνα με τη θεωρία των κυττάρων, νέα κύτταρα προκύπτουν από υπάρχοντα κελιά. Η κυτταρική διαίρεση είναι η διαδικασία, υπεύθυνη για την παραγωγή νέων κυττάρων από υπάρχοντα κύτταρα. Τα κύτταρα πρέπει να διαιρεθούν για τρεις λόγους. Είναι η ανάπτυξη, η επισκευή και η αναπαραγωγή οργανισμών.

Ανάπτυξη

Για να μεγαλώσουν σε μέγεθος, οι οργανισμοί απαιτούν νέα κύτταρα. Ο αριθμός των σωματικών κυττάρων στο σώμα μπορεί να αυξηθεί με μιτωτικές διαιρέσεις. Στα πρώτα στάδια της ζωής των πολυκύτταρων οργανισμών, η κυτταρική διαίρεση με μίτωση συμβαίνει με επιταχυνόμενους ρυθμούς για να αυξηθεί το μέγεθος του οργανισμού. Η μίτωση δεν αλλάζει τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στον πυρήνα κατά τη διάρκεια των γενεών. Η μίτωση στους ιστούς φαίνεται στην εικόνα 2.

Εικόνα 2:Μίτωση σε ιστούς

Επισκευή και αναγέννηση

Η μίτωση εμπλέκεται στην παραγωγή νέων κυττάρων όταν τραυματίζονται οι ιστοί πολυκύτταρων οργανισμών. Είναι επίσης υπεύθυνο για την αναγέννηση των ιστών αντικαθιστώντας τα νεκρά κύτταρα από νέα κύτταρα.

Αναπαραγωγή

Τόσο η μίτωση όσο και η μείωση εμπλέκονται στην αναπαραγωγή των οργανισμών. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς, οι γαμέτες παράγονται με μείωση των κυττάρων της γεννητικής σειράς. Οι γαμέτες είναι γενικά απλοειδείς και περιέχουν το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων του οργανισμού. Η σύντηξη γαμετών παράγει ένα νέο άτομο. Αυτός ο τύπος αναπαραγωγής ονομάζεται σεξουαλική αναπαραγωγή. Η παραγωγή γαμετών φαίνεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3:Σχηματισμός γαμετών

Στους μονοκύτταρους οργανισμούς, η αναπαραγωγή πραγματοποιείται κυρίως μέσω της κυτταρικής διαίρεσης με μίτωση. Τα βακτήρια και άλλοι μονοκύτταροι οργανισμοί αναπαράγονται με δυαδική σχάση στην οποία ο κύριος μηχανισμός κυτταρικής διαίρεσης είναι η μίτωση. Αυτός ο τύπος μεθόδων αναπαραγωγής ονομάζεται ασεξουαλική αναπαραγωγή.

Συμπέρασμα

Τα κελιά διαιρούνται για να παράγουν νέα κελιά. Η κυτταρική διαίρεση είναι σημαντική για τρία στάδια του κύκλου ζωής ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Είναι η ανάπτυξη, η επισκευή και η αναπαραγωγή. Κατά την ανάπτυξη ενός πολυκύτταρου οργανισμού, ο αριθμός των κυττάρων στο σώμα αυξάνεται λόγω της μίτωσης. Τα νεκρά ή τραυματισμένα κύτταρα αντικαθίστανται επίσης από μίτωση. Τέλος, οι πολυκύτταροι οργανισμοί αναπαράγονται με την παραγωγή γαμετών με μείωση ενώ οι μονοκύτταροι οργανισμοί αναπαράγονται μέσω της μίτωσης.

Αναφορά:

"Κυτταρική διαίρεση." Καζιλέκ , Arizona State Universoty, 3 Φεβρουαρίου 2014, askabiologist.asu.edu/cell-division.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1 "Cell division" by Zappys Technology Solutions από cat.nash (CC BY 2.0) μέσω Flickr 
2." Mitosis (261 13) Pressed; ριζικό μερίστωμα του κρεμμυδιού (κύτταρα σε προφάση, μετάφαση, ανάφαση, τελοφάση)» από το Έγγρ. RNDr. Josef Reischig, CSc. – Αρχείο συγγραφέα (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia 
3. "Production of Gametes" από το cat.nash (CC BY 2.0) μέσω Flickr