Pe scurt
Diviziunea celulară este procesul prin care celulele se multiplică, asigurând creșterea, dezvoltarea și repararea țesuturilor. La eucariote, mitoza produce două celule fiice identice genetic (2n→2n), iar meioza generează patru celule haploide (2n→n) cu variabilitate genetică, esențială pentru evoluție și adaptare.
Mitoza – diviziunea celulelor somatice
Mitoza este diviziunea celulelor somatice, având ca rezultat
două celule fiice identice genetic cu celula mamă (2n → 2n), fiecare având același număr de cromozomi. Durata mitozei este scurtă (aproximativ
1-2 ore la celulele umane), iar erorile pot duce la mutații somatice asociate cu cancerul.
Fazele mitozei
- Profaza: condensarea cromatinei în cromozomi, formarea fusului de diviziune, dispariția membranei nucleare
- Metafaza: cromozomii se aliniază la placa ecuatorială, fiecare având câte doi cromatizi uniți de centromer
- Anafaza: separarea cromatizilor surori spre polii opuși
- Telofaza: decondensarea cromozomilor, reconstituirea membranei nucleare, diviziunea citoplasmei prin citokineza
Exemplu practic – mitoza
O celulă hepatică umană (2n=46) intră în mitoză. După mitoză, se obțin două celule fiice, fiecare cu 46 de cromozomi, identici genetic. În profază, cei 46 de cromozomi (fiecare format din 2 cromatizi) se condensează. În anafază, cei 92 de cromatizi se separă, câte 46 mergând la fiecare pol. La sfârșit, citokineza completează diviziunea.
Meioza – diviziunea celulelor germinale
Meioza, specifică
celulelor germinale (gameți), reduce numărul de cromozomi la jumătate (2n → n), generând
patru celule haploide genetic diferite. Ea implică două diviziuni succesive:
meioza I (reducțională) și
meioza II (ecuațională).
Meioza I
- Profaza I: are loc sinapsa cromozomilor omologi și crossing-over-ul (schimb de segmente între cromatidele non-surori), crescând variabilitatea genetică
- Metafaza I: aliniază perechile de omologi la placa ecuatorială
- Anafaza I: separă cromozomii omologi (nu cromatizii)
- Telofaza I: produce două celule haploide
Meioza II
Meioza II este similară mitozei, dar pornește de la celule haploide, separând
cromatizii surori. La om, meioza la femei produce un ovul și trei corpusculi polari, iar la bărbați patru spermatozoizi.
Exemplu practic – meioza
În timpul meiozei la un bărbat, o spermatogonie (2n=46) suferă meioză. În profaza I, cromozomii omologi se împerechează (23 perechi) și are loc crossing-over, de exemplu între cromozomii 7, schimbând segmente. După meioza I, se obțin două celule haploide (n=23), fiecare conținând câte un cromozom din fiecare pereche, dar recombinați. După meioza II, se produc patru spermatozoizi haploizi, fiecare unic genetic.
Variabilitatea genetică și importanța proceselor
Variabilitatea genetică rezultă din crossing-over și segregarea independentă a cromozomilor, fiind esențială pentru evoluție și adaptare. Înțelegerea detaliată a acestor procese este crucială pentru studiul geneticii, al bolilor ereditare și al biologiei cancerului.
Exemplu practic – efectul colchicinei
O celulă de plantă (2n=16) este tratată cu
colchicină, substanță care inhibă formarea fusului de diviziune. Dacă celula începe mitoza, cromozomii se condensează și se aliniază, dar anafaza nu are loc. Rezultatul este o celulă cu 32 de cromozomi (tetraploidă), deoarece cromozomii nu se separă. Acest fenomen este folosit în ameliorarea plantelor pentru a obține poliploizi cu fructe mai mari.
Concepte cheie
- Mitoza: diviziune celulară somatică, produce 2 celule fiice identice genetic (2n→2n)
- Meioza: diviziunea celulelor germinale, produce 4 gameți haploizi (2n→n) cu variabilitate genetică
- Crossing-over: schimb de segmente între cromatidele non-surori în profaza I, crește diversitatea
- Citokineza: diviziunea citoplasmei, încheie mitoza sau meioza
- Fază cheie: în anafaza I are loc separarea cromozomilor omologi, în anafaza II separarea cromatizilor
Verifică-te!
- Care este diferența principală între anafaza I și anafaza II în ceea ce privește elementele care se separă?
- Ce structuri se formează în profaza I a meiozei și care este rolul lor în variabilitatea genetică?
- Ce se întâmplă cu numărul de cromozomi după mitoză, respectiv după meioză, pornind de la o celulă mamă cu 2n cromozomi?