Cell Division: Πώς λειτουργεί;

Περιεχόμενο

• Γιατί χωρίζουν τα κύτταρα;
• Ποιοι είναι οι τύποι διαίρεσης κυττάρων;
• Πώς τα κύτταρα γνωρίζουν πότε πρέπει να χωριστούν;
• Ποια είναι τα στάδια της διαίρεσης Cell Mitosis;
• Ποιες είναι οι βαθμίδες του τμήματος κυτταρικής μείωσης;
• Πώς κατανέμονται τα προκαρυωτικά κύτταρα;
• Τι είναι η Αsexual Cell Division;
• Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι ασεξουαλικών κυτταρικών διαιρέσεων;

Το ανθρώπινο σώμα περιέχει περίπου δύο τρισεκατομμύρια κύτταρα που χωρίζουν κάθε μέρα της ζωής σας. Διαχωρίζουν ή δημιουργούν περισσότερα κύτταρα συνεχώς σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς μέσω διαφόρων διαδικασιών όπως η μεΐωση και η μίτωση. Τα κύτταρα διαιρούνται για να δημιουργήσουν περισσότερα κύτταρα καθώς μεγαλώνει ένα μωρό και επίσης διαιρούνται για να βοηθούν τα όργανα ή τους ιστούς να θεραπεύονται σωστά.

Γιατί χωρίζουν τα κύτταρα;

Τα κελιά χωρίζουν για διάφορους λόγους. Όταν ένα μωρό μεγαλώνει, αυτός ή αυτή χρειάζεται περισσότερα κύτταρα για σωστή ανάπτυξη, και αυτό γίνεται μέσω της διαίρεσης των κυττάρων. Τα μωρά αρχίζουν ως ένα κελί ή αυγό. Τα κύτταρα δεν μεγαλώνουν καθώς τα μωρά μεγαλώνουν, αλλά αντ 'αυτού έχουν περισσότερα κύτταρα στο σώμα τους.

Τα κελιά χωρίζονται επίσης για να σας βοηθήσουν να θεραπεύσετε. Αν έχετε τραυματισμό, όπως το δέρμα του γόνατος, τα κύτταρα σας θα χωριστούν για να αντικαταστήσουν τυχόν λείψανα, παλιά ή κατεστραμμένα κύτταρα στο γόνατό σας και θα θεραπεύσουν την τραυματισμένη περιοχή με νέα κύτταρα. Για το λόγο αυτό, τα κύτταρα του δέρματος διαιρούνται συνεχώς καθώς χάσατε αυτά που πεθαίνουν σε καθημερινή βάση και χρειάζεστε νέα υγιή κύτταρα του δέρματος για να τα αντικαταστήσετε.

Ποιοι είναι οι τύποι διαίρεσης κυττάρων;

Η μίτωση και η μείοσις είναι οι δύο κύριες κατηγορίες κυτταρικής διαίρεσης. Η μίτωση είναι η διαίρεση σωματικών ή μη αναπαραγωγικών κυττάρων όλων των τύπων στο σώμα σας. Αυτοί οι τύποι κυττάρων βρίσκονται στα μαλλιά, το δέρμα, τα όργανα, τους μύες και τους ιστούς του σώματός σας. Η μεΐωση είναι η κατανομή των αναπαραγωγικών κυττάρων στο σώμα σας και περιλαμβάνει τα θηλυκά αυγά ή τα αρσενικά κύτταρα σπέρματος.

Πώς τα κύτταρα γνωρίζουν πότε πρέπει να χωριστούν;

Στην κυτταρική διαίρεση, το γονικό κύτταρο ή το αρχικό κύτταρο χωρίζεται σε δύο ταυτόσημα θυγατρικά κύτταρα. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά, σε αυτό που ονομάζεται κυτταρικός κύκλος. Τα κύτταρα ρυθμίζουν στην πραγματικότητα τη διαίρεσή τους χρησιμοποιώντας χημικά σήματα για να επικοινωνούν μεταξύ τους. Τα σήματα ονομάζονται κυκλίνες και λειτουργούν σαν ένας διακόπτης για να λένε τα κύτταρα όταν πρέπει να χωριστούν και στη συνέχεια να ενεργήσουν ως διακόπτης απενεργοποίησης για να πούμε στα κύτταρα να σταματήσουν να διαιρούνται. Τα κύτταρα πρέπει να σταματήσουν τη διαίρεσή τους στον σωστό χρόνο για σωστή ανάπτυξη και υγεία, αν και όταν τα κύτταρα διαχωρίζουν αφού θα πρέπει να σταματήσουν, δημιουργεί καρκινικά κύτταρα.

Το ανθρώπινο σώμα χάνει περίπου 50 εκατομμύρια κύτταρα την ημέρα σε ολόκληρο το σώμα. Τα κύτταρα του δέρματος αναπαράγονται συνεχώς με ρυθμό 30.000 έως 40.000 κύτταρα ημερησίως, όπως συμβαίνει και με τα κύτταρα τρίχας λόγω της καθημερινής απώλειας αυτών των τύπων κυττάρων. Απλά η πράξη του ντους και το βούρτσισμα των μαλλιών επιτρέπει στα παλιά κύτταρα του δέρματος να αφαιρεθούν για να κάνουν χώρο για νέα υγιή κύτταρα, και κάποια τρίχα είναι στο πινέλο σας κάθε μέρα για να κάνουν τον δρόμο για περισσότερα κύτταρα τρίχας ή θυλάκια. Άλλοι τύποι κυττάρων στα όργανα, στα νεύρα και στον εγκέφαλο χωρίζονται πολύ λιγότερο συχνά, καθώς αυτοί οι τύποι δεν πεθαίνουν τόσο γρήγορα.

Ποια είναι τα στάδια της διαίρεσης Cell Mitosis;

Η μίτωση είναι η διαδικασία αναπαραγωγής των σωματικών κυττάρων. Τα σωματικά κύτταρα είναι όλα τα κύτταρα που δεν είναι κύτταρα αναπαραγωγής, όπως τα μαλλιά, το δέρμα και όλα τα κύτταρα του ιστού και των οργάνων σας. Το πιο σημαντικό πράγμα που πρέπει να θυμόμαστε για τη μίτωση είναι τα δύο θυγατρικά κύτταρα που δημιουργούνται στη διαίρεση θα έχουν ακριβώς το ίδιο DNA και χρωμοσώματα όπως το γονικό κύτταρο. Τα δύο θυγατρικά κύτταρα που δημιουργούνται ονομάζονται επίσης διπλοειδή κύτταρα καθώς έχουν δύο πλήρεις σειρές χρωμοσωμάτων. Αυτή η ακριβής αλληλεπικάλυψη δεν δημιουργεί γενετική ποικιλομορφία στα διαιρεμένα κύτταρα.

Η κυτταρική διαίρεση Mitosis περιλαμβάνει αρκετά διαφορετικά στάδια πριν την ολοκλήρωση. Αυτή η διαδικασία είναι για ευκαρυωτικά που έχουν πυρήνα ή πυρήνες που συνδέονται με μεμβράνη σε ζωντανούς οργανισμούς όπως ζώα, ανθρώπους, φυτά και μύκητες. Ξεκινάει στο σταδιακό στάδιο όπου κάθε κύτταρο ξοδεύει το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου του καθώς συγκεντρώνει ενέργεια και θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για να υποστούν διαίρεση.

Αυτό το στάδιο είναι επίσης όταν το γονικό κύτταρο δημιουργεί ένα αντίγραφο του DNA του, το οποίο θα μοιραστεί εξίσου μεταξύ των δύο κυττάρων στα οποία διαχωρίζεται, τα αποκαλούμενα θυγατρικά κύτταρα. Πριν από τη σύνθεση του DNA, το κύτταρο αυξάνεται σε μέγεθος και μάζα. Στη συνέχεια, το κύτταρο συνθέτει το DNA σε ένα μικρό χρονικό διάστημα. Το κύτταρο που θα χωρίσει τότε συνθέτει τις πρωτεΐνες για να μοιραστεί με τα δύο θυγατρικά κύτταρα και επίσης συνεχίζει να αυξάνεται σε μέγεθος. Στο τελευταίο τμήμα του σταδίου ενδιάμεσης φάσης, το κύτταρο έχει ακόμα νουκλεόλες στο οποίο ο πυρήνας περιβάλλεται από ένα φάκελο και τα χρωμοσώματα αντιγράφονται με τη μορφή χρωματίνης.

Το στάδιο προφανούς είναι το επόμενο, στο οποίο η χρωματίνη στο κύτταρο συμπυκνώνεται σε χρωμοσώματα. Οι ίνες της ατράκτου εξέρχονται από τα κεντροσώματα. Ο φάκελος του πυρήνα αρχίζει να διασπάται και τα χρωμοσώματα κινούνται προς τις αντίθετες πλευρές του κυττάρου. Οι ίνες χρωμοτίνης είναι μια μάζα ϋΝΑ και πρωτεϊνών που συμπυκνώνονται για να σχηματίσουν χρωμοσώματα με κάθε χρωμόσωμα να περιέχει δύο χρωματοειδή και να ενώνουν σε ένα κεντρομερές ή στο κέντρο της περιοχής.

Το στάδιο της προμεταφάσης ή το στάδιο της όψιμης προφανούς ταυτοποιείται από τα χρωμοσώματα που συνεχίζουν να συμπυκνώνονται ενώ τα κινοτόρια (εξειδικευμένες ίνες στα εκατοστά των χρωμοσωμάτων) εμφανίζονται στα κεντρομερή και οι μιτωτικές ίνες της ατράκτου συνδέονται με τα κινετοφόρα.

Στο στάδιο μετάφασης τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται επί της πλάκας μετάφασης στο κέντρο του κυττάρου ενώ κάθε αθροιστικά κύτταρα χρωατιδίου προσαρτώνται σε μία ίνα της ατράκτου στα αντίθετα άκρα ή πόλους του κυττάρου. Τα χρωμοσώματα κρατούνται στη θέση τους από τις δυνάμεις των πολικών ινών που ωθούν τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων. Αυτή η ενέργεια κρατά τα δύο θυγατρικά κελιά διαχωρισμένα μεταξύ τους.

Στο στάδιο αναφάσεων, τα κεντρομερή χωρίζονται σε δύο και τα χρωματιστά αδέρφια γίνονται πλέον χρωμοσώματα καθώς αυτά έλκονται στους δύο χωριστούς πόλους. Οι ίνες της ατράκτου προκαλούν την επιμήκυνση των δύο νέων κυττάρων. Στο τέλος αυτού του σταδίου, κάθε πόλος έχει ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων. Η διαίρεση του αρχικού κυτταροπλάσματος των κυττάρων που ονομάζεται κυτοκίνη, αρχίζει και συνεχίζεται καθ 'όλη αυτή τη φάση.

Το στάδιο τελοφάσης είναι επόμενο και είναι όταν τα χρωμοσώματα φθάνουν στα αντίθετα άκρα του κυττάρου και αρχίζουν να υποβαθμίζονται καθώς σχηματίζεται ένα νέο πυρηνικό περίβλημα γύρω από τα δύο αδελφά κύτταρα. Οι ίνες της ατράκτου γύρω από κάθε νέα κυψέλη τις απομακρύνουν. Οι πυρηνίδες επανεμφανίζονται επίσης και οι ίνες χρωματίνης των χρωμοσωμάτων σε κάθε αποκόλληση θυγατρικών κυττάρων. Σε αυτό το σημείο, τα γενετικά περιεχόμενα του γονικού κυττάρου διαιρούνται εξίσου σε δύο νέα θυγατρικά κύτταρα.

Οι κυτοκίνες είναι το τελικό στάδιο της διαίρεσης όταν τα ζωικά κύτταρα αρχίζουν να διαχωρίζονται με μια διάσπαση μεταξύ των δύο θυγατρικών κυττάρων. Στα φυτικά κύτταρα, μια κυτταρική πλάκα διαχωρίζει τα θυγατρικά κύτταρα για να σχηματίσει ένα κυτταρικό τοίχωμα σε έκαστο. Τα θυγατρικά κύτταρα ονομάζονται επίσης διπλοειδή κύτταρα, που σημαίνει ότι το καθένα περιέχει την πλήρη και ακριβώς ίδια ποσότητα χρωμοσωμάτων μεταξύ τους και ως το γονικό κύτταρο.

Ποιες είναι οι βαθμίδες του τμήματος κυτταρικής μείωσης;

Υπάρχουν μόνο δύο στάδια της κυτταρικής διαίρεσης της μείωσης και της μείωσης II. Κάθε νέο κελί θα περιέχει μοναδικό DNA. Αυτό δίνει τη μεγάλη ποικιλία στη γενετική που μπορεί να δει όταν δύο παιδιά με τους ίδιους δύο γονείς φαίνονται πολύ διαφορετικά μεταξύ τους. Η μέαιση συμβαίνει όταν μια μικρή μερίδα από κάθε ένα από τα χρωμοσώματα σε ένα κύτταρο σπάσει και προσκολλάται σε ένα άλλο χρωμόσωμα. Αυτό ονομάζεται γενετικός ανασυνδυασμός ή διέλευση.

Η μεϊόση I χωρίζει τα χρωμοσώματα στο μισό για να διασχίσει. Η μείοσις II διαιρεί την ποσότητα της γενετικής στο μισό σε κάθε χρωμόσωμα σε κάθε κύτταρο. Το τελικό αποτέλεσμα της κυτταρικής διαίρεσης είναι τέσσερα θυγατρικά κύτταρα, αντί των δύο στην διαίρεση της μίτωσης. Κάθε ένα από αυτά τα θυγατρικά κύτταρα έχει μόνο το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων ως αρχικό μητρικό κύτταρο.

Πώς κατανέμονται τα προκαρυωτικά κύτταρα;

Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι μονοκύτταροι βακτηριακοί οργανισμοί χωρίς πυρήνα. Είναι μικροσκοπικοί οργανισμοί που πρέπει να χωριστούν για να υπάρχουν.Η διαδικασία διαίρεσης ονομάζεται δυαδική σχάση, στην οποία ένα κύτταρο γίνεται δύο. Το πρώτο βήμα στη δυαδική σχάση είναι όταν αντιγράφεται το DNA στο κύτταρο και αντιγράφονται μικρά κομμάτια DNA που ονομάζονται πλασμίδια, και στη συνέχεια τα δύο αντιγραφή και η αρχική κίνηση στα αντίθετα άκρα του κυττάρου. Το κύτταρο αναπτύσσεται και επιμηκύνεται και στη συνέχεια σχηματίζεται ένας δακτύλιος διαφραγμάτων στη μέση του κυττάρου που το χωρίζει σε δύο κύτταρα.

Αυτή η διαδικασία διαίρεσης είναι η ίδια ιδέα της κοπής μαλακού τυριού με το οδοντικό νήμα στο μισό. Τα μαλακά τυριά είναι δύσκολο να κοπούν καθαρά με ένα μαχαίρι λόγω της μαλακής σύστασης. Αν ρυθμίσετε το μαλακό τυρί σε ένα πιάτο, μπορείτε να το κόψετε μισό ομοιόμορφα με οδοντικό νήμα για να δημιουργήσετε δύο κομμάτια τα οποία είναι πανομοιότυπα και ίσα σε μέγεθος.

Τι είναι η Αsexual Cell Division;

Η ασεξουαλική κυτταρική διαίρεση χρησιμοποιείται για την αναπαραγωγή στην οποία παράγονται νέα κύτταρα με διαίρεση του γονικού κυττάρου σε δύο θυγατρικά κύτταρα με δυαδική σχάση. Όλα τα κύτταρα που έχουν διαιρεθεί έχουν την ίδια γενετική ταυτότητα με το γονικό κύτταρο. Αυτό επιτρέπει στους οργανισμούς να αναπαράγονται πολύ γρήγορα όπως σε βακτήρια, φύκια, ζύμες, πικραλίδες και επίπεδες ρίζες. Τα νέα μεμονωμένα κύτταρα ονομάζονται κλώνοι επειδή είναι ακριβή αντίγραφα των γονικών κυττάρων.

Τα βακτήρια αναπαράγουν ασεξουαλικά και διπλασιάζουν τους αριθμούς τους πολύ γρήγορα σε περίπου 20 λεπτά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι εκρήξεις βακτηριδίων μπορούν να είναι πολύ σοβαρές και να αναπτυχθούν τόσο γρήγορα. Τα κύτταρα των βακτηριδίων έχουν επίσης υψηλό ποσοστό θνησιμότητας για να αντισταθμίσουν τη μέθοδο γρήγορης αναπαραγωγής.

Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι ασεξουαλικών κυτταρικών διαιρέσεων;

Τα προϊόντα ζυμομυκήτων αναπαράγονται ασυμπτωματικά από τη διαδικασία εκβλάστησης αλλά μπορούν επίσης να αναπαραχθούν σεξουαλικά. Η εκκολαπτική διαδικασία περιλαμβάνει μια διόγκωση που σχηματίζεται στην εξωτερική άκρη του κυττάρου και στη συνέχεια συμβαίνει πυρηνική διαίρεση. Ένας από τους πυρήνες μετακινείται στον οφθαλμό, και στη συνέχεια σπάει το γονικό κύτταρο. Η αναπαραγωγή ασφυκτικά από τον εκκολαπτόμενο είναι επίσης το πώς οι πλατύσκαλες σπάζουν σε δύο ξεχωριστά τμήματα και αναγεννούνται για να κάνουν δύο πλήρεις πλατύσκονες.

Μερικά έντομα όπως τα μυρμήγκια, οι σφήκες και οι μέλισσες μπορούν να αναπαραχθούν είτε σεξουαλικά είτε ασεβικά. Όταν τα κύτταρα διαιρούνται σε ασήμαντη διαίρεση σε αυτά τα έντομα, χρησιμοποιούν τη διαδικασία της παρθενογένεσης στην οποία αναπαράγονται νέα έντομα από αυγά που δεν γονιμοποιούνται. Σε ορισμένα από τα είδη που μπορούν να αναπαραχθούν τόσο σεξουαλικά όσο και ασεβικά, τα μη γονιμοποιημένα αυγά παράγουν αρσενικά έντομα και τα γονιμοποιημένα αυγά παράγουν θηλυκά έντομα.

Όταν τα φυτά αναπαράγονται ασεβικά, ονομάζεται αγενή πολλαπλασιασμό και αυτή η μέθοδος προτιμάται από τους αγρότες καθώς παράγει όμοια φυτά με το μητρικό φυτό. Μερικές φορές αυτή η μέθοδος προτιμάται επειδή μερικοί σπόροι είναι δύσκολο να βλαστήσουν.

Για παράδειγμα, οι οφθαλμοί πατάτας ή οι περιοχές ριζοβολίας φυτεύονται για να παράγουν περισσότερα φυτά πατάτας τα οποία είναι πανομοιότυπα με τα φυτά πατάτας ή μητρικού σπόρου. Τα φυτά μπανάνας αναπαράγονται διαχωρίζοντας τα φυτά κοτόπουλου που μεγαλώνουν από τη βάση του μητρικού φυτού και φυτεύοντας το καθένα για ένα ολόκληρο νέο φυτό. Οι θάμνοι βατόμουρου μπορούν να αναπαραχθούν κάνοντας κάποιους από τους κατώτερους κλάδους προς το έδαφος και καλύπτοντάς τους με χώμα. Οι κλάδοι θα αναπτύξουν το δικό τους ριζικό σύστημα και θα αναπαράγουν αρκετές νέες μονάδες που τελικά θα μπορούν να χωριστούν και να φυτευτούν ξεχωριστά για μια νέα καλλιέργεια.