SPOSOBY PODZIAŁU KOMÓREK

Amitoza (podział bezpośredni komórki) -  właściwy komórkom prokariotycznym (bakteryjnym); następuje w nim replikacja DNA. Przewęża się cała komórka tworząc 2 potomne. Jest to szybki podział, bo trwa od 20 d0 30 min. Proces taki przydarza się komórkom eukariotycznym starzejącym się, degenerującym i nowotworowym. U orzęsków makronukleus również dzieli się amitotycznie.

Mitoza –podział komórek somatycznych, ale u roślin dotyczy również gamet (soma – komórki ciała, czyli wszystkie poza gametami). Mitozie zawdzięczmy wzrost, regeneracje i rozwój. Mitoza zachodzi w 2 etapach:

I.                    Kariokineza – podział jądra komórkowego

II.                  Cytokineza – podział cytoplazmy

Każdy podział komórki poprzedzony jest interfazą która trwa od kilkunastu do kilkudziesięciu godzin i składa się z 3 etapów:

I.                    Faza G₁ – czas kiedy komórka jest tuż po podziale; odbywają się w niej intensywne syntezy; syntezy dominują nad rozkładem; komórka odbudowuje te wszystkie struktury które w wyniku podziału utraciła.

II.                  Faza S – (najważniejsza) – odbywa się w niej replikacja DNA i synteza histonów (składników chromosomów i chromatyny).

III.                Faza G_2­ – odbywa się w niej synteza białka tubuliny; tu odbywa się powielanie mitochondriów i plastydów, następuje przygotowanie do podziału.

Cały podział komórki trwa około 2 godzin z czego na profazę przypada 45-60 min, na metafazę kilka do kilkunastu minut, anafaza trwa kilkanaście minut i telofaza około 1 godziny.

Profaza – z chromatyny w wyniku jej spiralizacji powstają chromosomy (liczba chromosomów jest stała dla gatunku); zaczyna rozpraszać się błona jądrowa (kariolemma); za sprawą centrioli u zwierząt i mikrotubul u roślin zanika jąderko.

Metafaza – może trwać od kilku do kilkunastu minut; wrzeciona kariokinetyczne łączą się z chromosomami w miejscu centromeru, a dokładnie do kinetochoru; chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej wrzeciona kariokinetycznego tworząc tzw. Płytkę metafazową, czyli płytkę równikową. Jest to moment kiedy chromosomy są w komórce najlepiej widoczne.

Anafaza – pękają centromery, chromatydy siostrzane odciągane są do przeciwległych biegunów komórki; chromatydy siostrzane w momencie osiągnięcia biegunów komórki będą się nazywać chromosomy potomne; anafaza to moment kiedy liczba chromosomów ulega podwojeniu.

Telofaza – nazywana jest odwrotnością profazy; chromosomy rozplątują się (przestają być widoczne) i powstają fibrylle chromatynowe, a później chromatyna; odtwarzana jest błona jądrowa na 2 jądrach potomnych (odtwarzana jest z błon siateczki śródplazmatycznej); odtwarzane są jąderka z satelity, czyli trabanta; w telofazie powstają 2 jądra potomne z niezmienioną liczbą (haploidalne z haploidalnych; diploidalne z diploidalnych).

Skończyła się kariokineza, a teraz następuje cytokineza:  

   ·         W komórce roślinnej po środku powstaje fragmoplast, czyli wrzeciono cytokinetyczne rozpoczyna się odkładanie pektyny na nim i powstaje blaszka środkowa, następnie odkłada się celuloza i buduje się po środku ściana komórkowa która rozdziela komórkę na 2 potomne.

   ·         W komórce zwierzęcej na równiku komórki (po środku komórki) skupiają się elementy cytoszkielet i tworzą tzw. pierścień zaciskowy, skurcz elementów cytoszkieletu prowadzi do powstania bruzdy podziałowej której skurcz prowadzi do rozdzielenia komórki.

Mejoza – do mejozy zdolne są tylko komórki diploidalne, bo mejoza to podział redukcyjny, a celem mejozy jest zrobienie z 1 komórki diploidalnej 2 komórek haploidalnych.

Mejoza wymaga dobierania się chromosomów w homologiczne pary:

Para homologiczna chromosomów – chromosomy mające tę samą długość, tak samo położone centromery, czyli ramiona są takie same, a co najważniejsze w chromosomach tych położone są naprzeciw siebie te same cechy. Parę chromosomów homologicznych tworzy jeden chromosom matczyny i jeden ojcowski, bo mejoza ma miejsce u ludzi i zwierząt przy tworzeniu gamet u roślin zaś przy tworzeniu zarodników.

Mejoza to tworzenie gamet i zachodzi w gonadach, czyli jajnikach i jądrach.

Mejoza to 2 następujące po sobie podziały z których pierwszy to właściwy podział mejotyczny. Drugi podział do którego przystępuje każda z dwóch komórek powstałych w pierwszym podziale ma przebieg jak mitoza.

Mejozę również poprzedza interfaza – poprzedza całą mejozę, a pomiędzy I i II podziałem nie ma już interfazy. Interfaza przed mejozą nie posiada fazy G_2.

2n4c DNA	1n2c	1n1c
		1n1c
	1n2c	1n1c
		1n1c

Pierwszy podział mejotyczny.

W pierwszym podziale mejotyczny są takie etapy jak w mitozie.

Profaza – jest bardzo skomplikowana.

   1)      leptoten -  z sieci chromatynowej powstają chromosomy

   2)      zygoten – chromosomy homologiczne dobierają się w pary tworząc biwalenty, czyli pary homologiczne chromosomów.

   3)      pachyten – następuje spiralizacja chromosomów homologicznych i w miejscach zwanych chiazmami  może dojść do wymiany fragmentów chromatyd między chromosomami homologicznymi – proces ten to rekombinacja, czyli crossing over, a jest to mieszanie genów.

RYSUNEK

Celem rekombinacji jest zwiększenie różnorodności gatunkowej.

   4)      diploten – w tym etapie toczy się nadal i kończy się proces crossing over.

   5)      diakineza – następuje rozproszenie otoczki jądrowej, rozproszenie jąderka, wytworzenie wrzeciona kariokinetycznego.

Metafaza – w płaszczyźnie równikowej wrzeciona kariokinetycznego ustawiają się zrekombinowane biwalenty.

Anafaza – do przeciwległych biegunów komórki odciągane są całe dwuchromatydowe chromosomy z każdej pary (biwalentu) jeden. Jest to mement redukcji chromosomów.

Telofaza – formują się 2 jądra potomne z liczbą chromosomów o połowę mniejszą, zachodzi cytokineza, a czasem nie ma cytokinezy i komórka przystępuje do 2 podziału, czyli każda z 2 komórek ulega podziałowi zbliżonemu do mitozy.

Porównanie mejozy i mitozy:
MITOZA	MEJOZA
Zachodzi w komórkach somatycznych	Zachodzi w komórkach macierzystych gamet (u zwierząt) i zarodników (u roślin).
Obejmuje jeden cykl podziałowy	Obejmuje dwa cykle podziałowe
Z jednej komórki macierzystej powstają dwie komórki potomne	Z jednej komórki macierzystej powstają cztery komórki potomne
Liczba chromosomów w komórkach potomnych jest taka sama jak w komórce macierzystej	Komórki potomne mają zredukowaną do połowy liczbę chromosomów (najczęściej z 2n do n).
Profaza krótka	Profaza wieloetapowa, długa
Nie zachodzi zjawisko crossing over	Zachodzi zjawisko crossing over
W metafazie w płaszczyźnie równikowej układają się chromosomy składające się z dwóch chromatyd	W metafazie I układają się biwalenty (pary chromosomów homologicznych, w sumie cztery chromatydy w biwalencie)
W anafazie do biegunów komórki rozchodzą się chromatydy siostrzane, które następnie są chromosomami potomnymi	W anafazie I rozchodzą się chromosomy homologiczne (rozejście się chromatyd siostrzanych następuje w anafazie II )
Służy namnażaniu się komórek, co prowadzi do wzrostu organizmu, regeneracji, umożliwia też rozmnażanie wegetatywne organizmów.	Redukuje liczbę chromosomów w gametach lub zarodnikach, co zapewnia stałość liczby chromosomów w kolejnych pokoleniach
Umożliwia przekazywanie nie zmienionej informacji genetycznej(komórki dziedziczą taki sam zestaw niezmienionych chromosomów, a więc i genów)	Jest źródłem zróżnicowania genetycznego potomstwa (dzięki crossing over i niezależnej segregacji chromosomów). Prowadzi do wzrostu zmienności genetycznej.

STRUKTURA	KOMÓRKA
	ROŚLINNA	ZWIERZĘCA
Błona komórkowa	+	+
	Wakuole	Wodniczki
Ściana komórkowa	+	-
Plastydy	+	-
Centriole	-	+
	Nie zróżnicowane kształty	Bardziej zróżnicowane kształty
Wielkość	Większe	Mniejsze
Glikosysomy	+	-
Lizosom	-	+

  

STRUKTURA	KOMÓRKA
	PROKARIOTYCZNA	EUKARIOTYCZNA
Jądro	Brak, jego rolę pełni nukleoid, genofor	+
Rybosomy	Tylko 70s, zawieszone w cytoplazmie	70s i 80s na retikulum i w cytoplazmie
Mitochondria	Nie ma, a są za to mezosomy	+
Plastydy	Nie ma ,a są za to tylakoidy z barwnikami	+
Aparat Golgiego	-	+
Centriole	-	+
Retikulum	-	+
Lizosomy	-	+
	Ulegają amitozie	Ulegają mitozie i mejozie
Wielkość	Od kilku do 100 mikrometrów	Kilkanaście – kilkaset nanometrów
Ściana komórkowa	Z mureiny	Z wielocukrów
Rzęski	Rzęska jest pojedynczą rurką z białka fragelliny	Rzęski zbudowane z 20 mikrotubul (9 par na obwodzie i jedna para centralnie; z białka tubuliny)
	Cytoplazma jest gęsta i nie wykazuje ruchów, nie posiada bowiem cytoszkieletu	Cytoplazma ma cytoszkielet
	Materiały zapasowe gromadzone są w cytoplazmie komórki	Materiały zapasowe gromadzone są w leukoplastach i trochę w wakuolach
	Ściana komórkowa tylko śluzowacieje	Ściana ulega inkrustacji, adkrustacji i maceracji

Podstawowe procesy życiowe przebiegają w podobny sposób np. oddychanie komórkowe, biosynteza białka. W komórce eukariotycznej pierwszy etap biosyntezy białka to transkrypcja i zachodzi w jądrze, a drugi etap to translacja – zachodzi w rybosomach. W komórce prokariotycznej oba te procesy zachodzą obok siebie: transkrypcja na nukleoidzie, a obok są rybosomy które pływają w cytoplazmie i zachodzi w nich translacja.