Definiție diviziune celulară

Diviziunea celulară este procesul prin care trec celulele pentru a se diviza. Există mai multe tipuri de diviziune celulară, în funcție de tipul de organism care se împarte. Organismele au evoluat de-a lungul timpului pentru a avea forme diferite și mai complexe de diviziune celulară. Cele mai multe procariote, sau bacterii, folosesc fisiunea binară pentru a diviza celula. Eucariotele de toate dimensiunile folosesc mitoza pentru a se diviza. Eucariotele cu reproducere sexuală folosesc o formă specială de diviziune celulară numită meioză pentru a reduce conținutul genetic din celulă. Acest lucru este necesar în reproducerea sexuată, deoarece fiecare părinte trebuie să dea doar jumătate din materialul genetic necesar, altfel urmașii ar avea prea mult ADN, ceea ce poate reprezenta o problemă. Aceste tipuri diferite de diviziune celulară sunt discutate mai jos.

Tipuri de diviziune celulară

Diviziune celulară procariotă

Procariotele se replică printr-un tip de diviziune celulară cunoscut sub numele de fisiune binară. Procariotele sunt organisme simple, cu o singură membrană și fără diviziune internă. Astfel, atunci când un procariot se divide, pur și simplu replică ADN-ul și se împarte în două. Procesul este un pic mai complicat decât atât, deoarece ADN-ul trebuie mai întâi să fie derulat de proteine speciale. Deși ADN-ul din procariote există de obicei sub formă de inel, acesta se poate încurca destul de mult atunci când este utilizat de celulă. Pentru a copia eficient ADN-ul, acesta trebuie să fie întins. Acest lucru permite, de asemenea, ca cele două noi inele de ADN create să fie separate după ce sunt produse. Cele două șiruri de ADN se separă în două părți diferite ale celulei procariote. Celula se lungește apoi și se împarte în mijloc. Procesul poate fi văzut în imaginea de mai jos.

ADN-ul este linia încâlcită. Celelalte componente sunt etichetate. Plasmidele sunt mici inele de ADN care, de asemenea, sunt copiate în timpul fisiunii binare și pot fi preluate din mediul înconjurător, de la celulele moarte care se despart. Aceste plasmide pot fi apoi replicate în continuare. În cazul în care un plasmid este benefic, acesta va crește într-o populație. Acesta este, în parte, modul în care apare rezistența la antibiotice la bacterii. Ribozomii sunt mici structuri proteice care ajută la producerea de proteine. Ei sunt, de asemenea, replicați astfel încât fiecare celulă să aibă suficient pentru a funcționa.

Diviziune celulară eucariotă: Mitoza

Organismele eucariote au organite legate de membrană și ADN care există pe cromozomi, ceea ce face ca diviziunea celulară să fie mai dificilă. Eucariotele trebuie să-și reproducă ADN-ul, organitele și mecanismele celulare înainte de a se diviza. Multe dintre organite se divid folosind un proces care este, în esență, fisiune binară, ceea ce îi face pe oamenii de știință să creadă că eucariotele au fost formate de procariote care trăiesc în interiorul altor procariote.

După ce ADN-ul și organitele sunt replicate în timpul interfazei ciclului celular, eucariotul poate începe procesul de mitoză. Procesul începe în timpul profazei, când cromozomii se condensează. Dacă mitoza ar continua fără ca cromozomii să se condenseze, ADN-ul s-ar încurca și s-ar rupe. ADN-ul eucariot este asociat cu multe proteine care îl pot plia în structuri complexe. Pe măsură ce mitoza avansează spre metafază, cromozomii sunt aliniați în mijlocul celulei. Fiecare jumătate de cromozom, cunoscută sub numele de cromatide surori, deoarece sunt copii replicate una de cealaltă, se separă în fiecare jumătate a celulei pe măsură ce mitoza avansează. La sfârșitul mitozei, un alt proces numit citochineză împarte celula în două noi celule fiice.

Toate organismele eucariote folosesc mitoza pentru a-și diviza celulele. Cu toate acestea, numai organismele unicelulare folosesc mitoza ca formă de reproducere. Majoritatea organismelor pluricelulare se reproduc pe cale sexuală și își combină ADN-ul cu cel al unui alt organism pentru a se reproduce. În aceste cazuri, organismele au nevoie de o metodă diferită de diviziune celulară. Mitoza produce celule identice, dar meioza produce celule cu jumătate din informația genetică a unei celule obișnuite, permițând combinarea a două celule de la organisme diferite din aceeași specie.

Diviziune celulară eucariotă: Meioza

La animalele care se reproduc pe cale sexuală, este de obicei necesară reducerea informației genetice înainte de fertilizare. Unele plante pot exista cu prea multe copii ale codului genetic, dar la majoritatea organismelor este foarte dăunător să existe prea multe copii. Oamenii care au chiar și o copie în plus a unui cromozom pot suferi modificări dăunătoare pentru organismul lor. Pentru a contracara acest lucru, organismele care se reproduc pe cale sexuală trec printr-un tip de diviziune celulară cunoscut sub numele de meioză. Ca și înainte de mitoză, ADN-ul și organitele sunt replicate. Procesul de meioză conține două diviziuni celulare diferite, care au loc spate în spate. Prima meioză, meioza I, separă cromozomii omologi. Cromozomii omologi prezenți într-o celulă reprezintă cele două alele ale fiecărei gene pe care le are un organism. Aceste alele sunt recombinate și separate, astfel încât celulele fiice rezultate au doar o singură alelă pentru fiecare genă și nu mai există perechi de cromozomi omologi. Cea de-a doua diviziune, meioza II, separă cele două copii ale ADN-ului, la fel ca în mitoză. Rezultatul final al meiozei într-o singură celulă este de 4 celule, fiecare cu o singură copie a genomului, ceea ce reprezintă jumătate din numărul normal.

Organismele împachetează de obicei aceste celule în gameți, care pot călători în mediul înconjurător pentru a găsi alți gameți. Atunci când doi gameți de tipul potrivit se întâlnesc, unul îl va fertiliza pe celălalt și va produce un zigot. Zigotul este o singură celulă care va fi supusă mitozei pentru a produce milioanele de celule necesare pentru un organism mare. Astfel, majoritatea eucariotelor folosesc atât mitoza, cât și meioza, dar în etape diferite ale ciclului lor de viață.

Etapele diviziunii celulare

În funcție de tipul de diviziune celulară pe care îl folosește un organism, etapele pot fi ușor diferite.

Etapele mitozei

Mitoza începe cu profaza în care cromozomul este condensat. Celula trece la metafază în care cromozomii sunt aliniați pe placa de metafază. Apoi cromozomii sunt separați în anafază și citoplasma celulei este ciupită în timpul telofazei. Citocineza este procesul final care rupe membrana celulară și împarte celula în două.

Etapele meiozei

Etapele meiozei sunt asemănătoare cu mitoza, dar cromozomii acționează diferit. Meioza are două faze, care includ două diviziuni celulare separate, fără ca ADN-ul să se reproducă între ele. Meioza I și meioza II au aceleași 4 etape ca și mitoza: profaza, metafaza, anafaza și telofaza. Citocineza încheie ambele cicluri de meioză.

În profaza I, cromozomii sunt condensați. În metafaza I, cromozomii se aliniază vizavi de perechile lor omoloage. Când sunt separați în anafază I și în telofaza I, există o singură formă a fiecărei gene în fiecare celulă, cunoscută sub numele de diviziune de reducere. Meioza II se desfășoară în același mod ca și mitoza, care cromatidele surori se împart pe placa de metafază. Până la telofaza II, există 4 celule, fiecare având jumătate din alele ca și celula mamă și doar o singură copie a genomului. Celulele pot deveni acum gameți și pot fuziona între ele pentru a crea noi organisme.

Quiz

1. Celulele somatice sunt celule care umplu organismul și care trebuie să se reproducă pentru a repara daunele. Celulele gametice sunt celule care produc gameți. Ce tip de diviziune celulară suferă fiecare tip de celulă?
A. Somatică= mitoză; Gametică= meioză
B. Somatică= mitoză; Gametică= meioză și mitoză
C. Somatică= mitoză și meioză; Gametică= meioză și mitoză

2. Mitocondriile sunt organite din celule care creează ATP, o moleculă utilizată pentru energie. Mitocondriile trebuie să se reproducă în interiorul celulei, separat de mitoză sau de meioză, pentru a regla cantitatea de energie furnizată. În mitocondrii, există un inel de ADN care controlează metabolismul mitocondrial. Acest ADNmt este replicat, mitocondria se alungește și se împarte în două. Ce tip de diviziune celulară este aceasta?
A. Fisiunea binară
B. Mitoza
C. Meioza

3. Evoluția depinde de replicarea cu succes a ADN-ului. De fapt, tot ADN-ul de pe Pământ provine din doar una sau două celule originale, iar majoritatea organismelor sunt înrudite între ele. Ce este responsabil pentru diferitele forme de viață?
A. Mutația
B. Recombinarea genetică
C. Ambele

.