Diviziunea celulara (mitoza, meioza)

Pe scurt

Diviziunea celulară reprezintă procesul prin care o celulă mamă se divide pentru a forma celule fiice. În organismele eucariote, există două tipuri principale de diviziune: mitoza și meioza. Mitoza asigură creșterea și repararea țesuturilor, iar meioza este esențială pentru reproducerea sexuală și variabilitatea genetică.

Mitoza – diviziunea celulelor somatice

Mitoza este diviziunea celulelor somatice, având ca rezultat două celule fiice identice genetic cu celula mamă, fiecare cu același număr de cromozomi (2n). Ea asigură creșterea, repararea țesuturilor și regenerarea.

Mitoza cuprinde patru faze: profaza, metafaza, anafaza și telofaza, precedate de interfază (în care are loc replicarea ADN-ului).

• Profaza: cromatina se condensează în cromozomi vizibili, membrana nucleară se descompune, iar fusul de diviziune se formează
• Metafaza: cromozomii se aliniază la placa ecuatorială, iar fibrele fusului se atașează de centromeri
• Anafaza: cromatidele surori se separă și sunt trase către polii opuși ai celulei
• Telofaza: cromozomii ajung la poli, membrana nucleară se reformează, iar citoplasma se divide prin citokineza, rezultând două celule fiice

Exemplu: O celulă hepatică umană (2n=46) suferă mitoză. După interfază, celula are 46 de cromozomi, fiecare format din două cromatide surori (46 de cromozomi, 92 de cromatide). În anafaza mitotică, cromatidele se separă, iar fiecare pol primește 46 de cromozomi (fiecare cu o cromatidă).

La final, cele două celule fiice au fiecare 46 de cromozomi și sunt identice genetic. Numărul de cromozomi rămâne constant (2n=46), iar ADN-ul se păstrează neschimbat, cu excepția mutațiilor rare.

Meioza – diviziunea celulelor germinale

Meioza este diviziunea celulelor germinale (gameți) și reduce numărul de cromozomi la jumătate (n), producând patru celule fiice genetic distincte. Meioza constă în două diviziuni consecutive: meioza I (reducțională) și meioza II (ecuațională).

Meioza I

Include profaza I, metafaza I, anafaza I și telofaza I.

• Profaza I: are loc sinapsa cromozomilor omologi și crossing-over (schimb de fragmente cromozomiale), care crește variabilitatea genetică
• Metafaza I: perechile de cromozomi omologi se aliniază la placa ecuatorială
• Anafaza I: cromozomii omologi se separă, nu cromatidele

Meioza II

Seamănă cu o mitoză, dar începe cu celule haploide.

• Profaza II: cromozomii se recondensează
• Metafaza II: cromozomii se aliniază
• Anafaza II: cromatidele surori se separă
• Telofaza II: se formează patru celule haploide

Exemplu: În spermatogeneza umană, o celulă germinală primară (2n=46) intră în meioză. După meioza I, cele două celule fiice au fiecare 23 de cromozomi (n), dar fiecare cromozom este format din două cromatide (23 cromozomi, 46 cromatide). După meioza II, fiecare dintre cele patru spermatide are 23 de cromozomi cu o singură cromatidă. Numărul de cromozomi se înjumătățește (de la 2n la n), iar prin crossing-over, fiecare spermatidă are o combinație unică de gene.

Crossing-over și variabilitatea genetică

Crossing-over în profaza I a meiozei: Doi cromozomi omologi, unul de la mamă și unul de la tată, fac schimb de fragmente între cromatidele ne-surori. De exemplu, gena pentru culoarea ochilor (albastru pe cromozomul matern, maro pe cel patern) poate fi schimbată, rezultând cromatide hibride (un fragment cu alela albastră pe cromozomul patern și invers). Aceasta crește diversitatea genetică și este importantă pentru evoluție. Crossing-over are loc după sinapsă, în profaza I; frecvența de schimb este proporțională cu distanța dintre gene.

Meioza este esențială pentru reproducerea sexuală și asigură variabilitatea genetică prin crossing-over și segregarea aleatoare a cromozomilor.

Concepte cheie

• Mitoza: diviziune ecuațională, celule fiice identice, 2n → 2n
• Meioza: diviziune reducțională, celule fiice haploide, 2n → n (patru celule)
• Fazele mitozei: profază, metafază, anafază, telofază
• Fazele meiozei: meioza I (profaza I, metafaza I, anafaza I, telofaza I) și meioza II (profaza II, metafaza II, anafaza II, telofaza II)
• Crossing-over în profaza I: schimb de fragmente între cromatide ne-surori, crește variabilitatea genetică
• Separarea cromatidelor: în anafaza mitotică și anafaza II; separarea omologilor: în anafaza I
• Importanța: mitoza pentru creștere și reparare, meioza pentru reproducere sexuală și diversitate genetică

Verifică-te!

1. Care sunt cele patru faze ale mitozei și ce se întâmplă în fiecare dintre ele?
2. Ce diferență există între separarea cromozomilor în anafaza I a meiozei și anafaza mitozei?
3. Prin ce mecanism crossing-over-ul din profaza I crește variabilitatea genetică?