Свака ћелија започиње свој живот кадаодваја се од мајке и завршава постојање, дајући прилику да се појави за своје ћерке ћелије. Природа предвиђа више од једног начина поделе њиховог језгра, у зависности од њихове структуре.
Методе дељења ћелија
Нуклеарна подела зависи од врсте ћелије:
- Бинарна фисија (налази се у прокарионима).
- Амитоза (директна метода деобе).
- Митоза (пронађена у еукариотима).
- Мејоза (намењена за поделу полних ћелија).
Врсте нуклеарне деобе одређене су природом и одговарају структури ћелије и функцији коју она врши у макроорганизму или сама по себи.
Бинарни фисија
Најчешће се овај тип јавља упрокариотске ћелије. Састоји се у удвостручавању кружног молекула ДНК. Бинарна подела језгра назива се тако јер се две матичне ћелије исте величине појављују из матичне ћелије.
Након генетског материјала (молекула ДНКили РНК) припрема се на одговарајући начин, односно удвостручује се, од ћелијског зида почиње да се ствара попречни септум, који постепено сужава и дели цитоплазму ћелије на два приближно једнака дела.
Други поступак поделе назива се пупољком.или неравномерна бинарна подела. У овом случају, на делу ћелијског зида појављује се испупчење, које постепено расте. Након што су величина "бубрега" и матичне ћелије изједначене, раздвајају се. И део ћелијског зида се поново синтетише.
Амитоза
Ова нуклеарна фисија слична је горе описаној саразлика је у томе што нема дуплирања генетског материјала. Ову методу је први описао биолог Ремак. Овај феномен се јавља у патолошки измењеним ћелијама (туморска дегенерација), а такође је физиолошка норма за ткиво јетре, хрскавицу и рожњачу.
Процес нуклеарне фисије назива се амитоза, јерда ћелија задржава своје функције, и не губи их, као током митозе. Ово објашњава патолошка својства својствена ћелијама овим методом деобе. Поред тога, директна подела језгра се одвија без вретена за поделу, па је хроматин у ћеркама ћелијама неравномерно распоређен. После тога, такве ћелије не могу користити митотски циклус. Понекад амитоза резултира стварањем вишедјеличних ћелија.
Митоза
Ово је индиректна нуклеарна фисија.Најчешће се налазе у еукариотским ћелијама. Главна разлика између овог процеса је у томе што ћелије ћерке и ћелије мајке садрже исти број хромозома. Због тога се у телу одржава потребан број ћелија, као и процеси регенерације и раста. Флемминг је први описао митозу у животињској ћелији.
У овом случају, процес нуклеарне деобе подељен је на интерфазу и саму митозу. Интерфаза је стање мировања ћелије у интервалу између подела. У њему се може разликовати неколико фаза:
1. Пресинтетички период - ћелија расте, у њој се акумулирају протеини и угљени хидрати, активно се синтетише АТП (аденозин трифосфат).
2. Синтетички период - генетски материјал је удвостручен.
3. Постинтетички период - ћелијски елементи су удвостручени, појављују се протеини који чине вретено деобе.
Фазе митозе
Подела језгра еукариотске ћелије јепроцес који захтева формирање додатног органела - центросома. Налази се поред језгра, а његова главна функција је да формира нову органелу - вретено деобе. Ова структура помаже равномерној расподели хромозома између ћелија ћерки.
Постоје четири фазе митозе:
1. Профаза: хроматин у језгру кондензује се у хроматиде, које се сакупљају у близини центромере, паром формирајући хромозоме. Нуклеоли се распадају, центриоли се разилазе на половима ћелије. Настаје фисионо вретено.
2. Метафаза: хромозоми су распоређени у линији кроз центар ћелије, формирајући метафазну плочу.
3. Анафаза: хроматиде од центра ћелије се разилазе до полова,а затим се центромера дели на два дела. Ово кретање је могуће захваљујући фисионом вретену, чије се нити сабијају и истежу хромозоме у различитим правцима.
4. Телофаза: формирају се кћерка језгра. Хроматиде се поново претварају у хроматин, формира се језгро и у њему језгра. Све се завршава поделом цитоплазме и формирањем ћелијског зида.
Ендомитоза
Повећање генетског материјала који то нијеукључује поделу језгра, која се назива ендомитоза. Налази се у биљним и животињским ћелијама. У овом случају нема уништавања цитоплазме и мембране језгра, већ се хроматин претвара у хромозоме, а затим поново деспирализује.
Овај поступак омогућава добијање полиплоидајезгра у којима је повећан садржај ДНК. Ово се дешава у ћелијама црвене коштане сржи које формирају колоније. Поред тога, постоје случајеви када се молекули ДНК удвостручују, али број хромозома остаје исти. Зову се политени и могу се наћи у ћелијама инсеката.
Вредност митозе
Митотска нуклеарна подела је начин одржавања константног скупа хромозома. Ћерке-ћелије имају исти скуп гена као и мајка и све карактеристике које су јој својствене. Митоза је потребна за:
- раст и развој вишећелијског организма (из фузије полних ћелија);
- кретање ћелија из доњих слојева у горње, као и замена крвних зрнаца (еритроцити, леукоцити, тромбоцити);
- обнављање оштећених ткива (код неких животиња способност регенерације је предуслов за преживљавање, на пример код морских звезда или гуштера);
- несполно размножавање биљака и неких животиња (бескичмењаци).
Мејоза
Механизам поделе језгара полних ћелија је неколикоразликује се од соматских. Као резултат, добијају се ћелије које имају упола генетичке информације од својих претходника. Ово је неопходно како би се одржао константан број хромозома у свакој ћелији тела.
Мејоза се одвија у две фазе:
- фаза редукције;
- екуатионал стаге.
Тачан ток овог процеса је могућсамо у ћелијама са уједначеним сетом хромозома (диплоидни, тетраплоидни, хексапроидни итд.). Наравно, остаје могућност проласка мејозе у ћелијама са непарним скупом хромозома, али тада се потомство може показати неисплативим.
Управо овај механизам осигурава стерилност умеђуврсте бракова. С обзиром да полне ћелије садрже различите скупове хромозома, то им отежава спајање и појаву одрживог или плодног потомства.
Прва подела мејозе
Назив фаза понавља оне у митози: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Али постоји низ значајних разлика.
1. Профаза: удвостручени сет хромозома пролази кроз низ трансформација, пролазећи кроз пет фаза (лептотен, зиготен, пахитен, диплотен, диакинеза). Све се ово догађа услед коњугације и преласка.
Коњугација Да ли је конвергенција хомолошких хромозома. У лептотену се између њих формирају танке нити, затим се у зиготену хромозоми повезују у паровима и као резултат добијају се структуре од четири хроматиде.
Цроссовер - процес унакрсне размене хроматидних регионаизмеђу сестринских или хомолошких хромозома. Ово се дешава у фази пахитина. Формирају се раскрснице (хијазме) хромозома. Таква размена особа може да има од тридесет пет до шездесет шест. Резултат овог процеса је генетска хетерогеност добијеног материјала или варијабилност полних ћелија.
Када се догоди стадијум диплотена, комплекси четири хроматиде се уништавају и сестрински хромозоми одбијају. Дијакинеза завршава прелазак из профазе у метафазу.
2. Метафаза: хромозоми се поређају у близини екватора ћелије.
3. Анапхасе: хромозоми, још увек састављени од две хроматиде, разилазе се према половима ћелије.
4. Телофаза: вретено деобе је уништено, што је резултирало стварањем две ћелије са хаплоидним сетом хромозома, који имају удвостручену количину ДНК.
Друга подела мејозе
Овај процес се назива и „митоза мејозе“.У тренутку између две фазе, не долази до удвостручавања ДНК, а ћелија улази у другу профазу са истим скупом хромозома који су остали после телофазе 1.
1. Профаза: хромозоми се кондензују, подвргавају се раздвајањућелијски центар (његови остаци се разилазе до полова ћелије), нуклеарна мембрана се уништава и формира се вретено за поделу, смештено окомито на вретено из првог дела.
2. Метафаза: хромозоми се налазе на екватору, формира се метафазна плоча.
3. Анапхасе: хромозоми су подељени на хроматиде, који се разилазе у различитим правцима.
4. Телофаза: језгро се формира у ћеркама ћелијама, хроматиде се деспирализују у хроматин.
На крају друге фазе из једне матичне ћелијеимамо четири ћерке са половином комплета хромозома. Ако се мејоза догоди заједно са гаметогенезом (односно стварањем полних ћелија), тада се подела дешава нагло, неравномерно и формира се једна ћелија са хаплоидним сетом хромозома и три редукциона тела која не носе потребне генетске информације. Они су неопходни како би се само половина генетског материјала родитељске ћелије задржала у јајашцу и сперми. Поред тога, овај облик нуклеарне деобе омогућава појаву нових комбинација гена, као и наслеђивање чистих алела.
У праживотињама постоји варијанта мејозе, кадасамо једна подела се дешава у првој фази, а прелазак се дешава у другој. Научници сугеришу да је овај облик еволутивни претеча нормалне мејозе у вишећелијским организмима. Можда постоје и други начини цепања којих научници још увек нису свесни.
