Mitoze un meioze

Šūnas dalās un reproducējas divos veidos: mitoze un meioze. Mitoze ir šūnu dalīšanas process, kura rezultātā no viena vecāka šūnas attīstās divas ģenētiski identiskas meitas šūnas. Mejoze, no otras puses, ir dzimumšūnas dalīšana, kurā tiek iesaistīti divi kodola skaldījumi un kas rada četras gametas jeb dzimuma šūnas, kurām katrai ir puse no sākotnējās šūnas hromosomu skaita.

Mitozi reproducēšanai izmanto vienšūnas organismi; to izmanto arī audu, šķiedru un membrānu organiskai augšanai. Mejoze ir atrodama organismu seksuālajā pavairošanā. Vīriešu un sieviešu dzimuma šūnas (t.i., olšūna un sperma) ir meiozes gala rezultāts; viņi apvieno, lai radītu jaunus, ģenētiski atšķirīgus pēcnācējus.

Salīdzināšanas tabula

Meiozes un mitozes salīdzināšanas tabula

	Mejoze	Mitoze
Reprodukcijas veids	Seksuāls	Aseksuāls
Notiek iekšā	Cilvēki, dzīvnieki, augi, sēnītes.	Visi organismi.
Ģenētiski	Savādāk	Identiski
Pārbraukt pāri	Jā, var notikt hromosomu sajaukšanās.	Nē, šķērsošana nevar notikt.
Definīcija	Šūnu reproducēšanas veids, kurā hromosomu skaits tiek samazināts uz pusi, atdalot homologās hromosomas, iegūstot divas haploīdas šūnas.	Aseksuālas reproducēšanas process, kurā šūna dalās divās daļās un iegūst repliku ar vienādu hromosomu skaitu katrā iegūtajā diploīdā šūnā.
Homologu savienošana pārī	Jā	Nē
Funkcija	Ģenētiskā daudzveidība seksuālās reprodukcijas ceļā.	Šūnu reproducēšana un ķermeņa vispārējā augšana un atjaunošana.
Sadalījumu skaits	2	1
Izgatavoto meitas šūnu skaits	4 haploīdas šūnas	2 diploīdās šūnas
Hromosomu skaits	Samazināts uz pusi.	Paliek tāds pats.
Pakāpieni	(Meioze 1) I fāze, Metafase I, Anaphase I, Telophase I; (Meioze 2) II fāze, II fāze, II anafāze un II telofāze.	Prophase, metafase, Anaphase, Telophase.
Kariokinēze	Notiek I starpfāzē.	Rodas starpfāzē.
Citokinēze	Notiek Telofāzē I un Telofāzē II.	Notiek Telofāzē.
Centromeres Split	Centromeres neatdalās I anafāzes laikā, bet gan II anafāzes laikā.	Centromēri sadalās anafāzes laikā.
Izveido	Tikai dzimumšūnas: sieviešu olšūnas vai vīriešu spermas šūnas.	Padara visu, izņemot seksa šūnas.
Atklāja	Oskars Hertvigs	Walther Flemming

Saturs: mitoze un mejoze

• 1 Mērķa atšķirības
  • 1.1 Mejoze un ģenētiskā daudzveidība
• 2 mitozes un mejozes stadijas
  • 2.1 Mitozes stadijas
  • 2.2 Mejozes stadijas
• 3 atsauces

Mērķa atšķirības

Lai arī abi šūnu dalīšanās veidi ir sastopami daudziem dzīvniekiem, augiem un sēnītēm, mitoze ir biežāka nekā meioze, un tai ir plašāka funkciju dažādība. Mitoze ir ne tikai atbildīga par aseksuālu reprodukciju vienšūnu organismos, bet arī tas, kas ļauj šūnu augšanai un atjaunošanai daudzšūnu organismos, piemēram, cilvēkos. Mitozē šūna pati izveido precīzu klonu. Šis process ir iemesls tam, lai bērni izaugtu par pieaugušajiem, griezumi un sasitumi sadzīst, un pat ādas, ekstremitāšu un piedēkļu atauga tādi dzīvnieki kā geko un ķirzakas.

Mejoze ir specifiskāks šūnu dalīšanās veids (it īpaši dzimumšūnās), kura rezultātā veidojas gametas - olšūnas vai spermatozoīdi -, kas satur pusi no hromosomām, kas atrodamas mātes šūnā. Atšķirībā no mitozes ar daudzajām funkcijām, mejozei ir šaurs, bet nozīmīgs mērķis: palīdzēt seksuālajai reprodukcijai. Tas ir process, kas ļauj bērniem būt savstarpēji saistītiem, bet tomēr atšķirīgiem no diviem vecākiem.

Mejoze un ģenētiskā daudzveidība

Seksuālā reprodukcija izmanto mejozes procesu, lai palielinātu ģenētisko daudzveidību. Pēcnācēji, kas radīti aseksuālās reprodukcijas (mitozes) ceļā, ir ģenētiski identiski viņu vecākiem, bet meiozes laikā izveidotās dzimumšūnas atšķiras no vecāku šūnām. Dažas mutācijas bieži notiek meiozes laikā. Turklāt dzimumšūnām ir tikai viens hromosomu komplekts, tāpēc, lai pēcnācējiem izveidotu pilnīgu ģenētiskā materiāla komplektu, ir vajadzīgas divas dzimumšūnas. Tāpēc pēcnācēji spēj mantot gēnus no abiem vecākiem un abiem vecvecāku kopumiem.

Ģenētiskā daudzveidība padara iedzīvotājus noturīgākus un pielāgojamākus videi, kas palielina izdzīvošanas un evolūcijas iespējas ilgtermiņā.

Mitoze kā vienšūnu organismu reprodukcijas veids radās pašā dzīvē, apmēram pirms 3,8 miljardiem gadu. Tiek uzskatīts, ka mejoze parādījās apmēram pirms 1,4 miljardiem gadu.

Mitozes un mejozes stadijas

Šūnas apmēram 90% savas eksistences pavada posmā, kas pazīstams kā starpfāze. Tā kā šūnas darbojas efektīvāk un uzticamāk, kad ir mazas, lielākā daļa šūnu veic regulārus metabolisma uzdevumus, sadala vai mirst, nevis vienkārši palielinās starpfāzē. Šūnas "sagatavojas" dalīšanai, replicējot DNS un atkārtojot uz olbaltumvielām balstītus centrolus. Kad sākas šūnu dalīšana, šūnas nonāk mitotiskā vai meiotiskā fāzē.

Mitozē galaprodukts ir divas šūnas: sākotnējā mātes šūna un jauna, ģenētiski identiska meitas šūna. Meioze ir sarežģītāka un iet cauri papildu fāzēm, veidojot četras ģenētiski atšķirīgas haploīdās šūnas, kurām pēc tam ir iespēja apvienot un veidot jaunu, ģenētiski daudzveidīgu diploīdu pēcnācēju..

Diagramma, kurā parādītas atšķirības starp meiozi un mitozi. Attēls no OpenStax koledžas.

Mitozes stadijas

Ir četras mitotiskas fāzes: propāze, metafāze, anafāze un telofāze. Augu šūnām ir papildu fāze, pirmsfāze, kas notiek pirms fāzes.

• Mitotikas laikā propāze, kodola membrāna (dažreiz saukta par "aploksni") izšķīst. Starpfāzu hromatīns cieši satinās un kondensējas, līdz tas kļūst par hromosomām. Šīs hromosomas sastāv no diviem ģenētiski identiskiem māsu hromatīdiem, kurus savstarpēji savieno centromērs. Centrosomas attālinās no kodola pretējos virzienos, atstājot aiz vārpstas aparāta.

• Iekšā metafāze, motorās olbaltumvielas, kas atrodamas hromosomu centromēru abās pusēs, palīdz pārvietot hromosomas atbilstoši pretējo centrosomu vilkšanai, galu galā novietojot tās vertikālā līnijā lejup pa šūnas centru; to dažreiz sauc par metafāzes plāksne vai vārpstas ekvators.

• Vārpstas šķiedras sāk saīsināties laikā anafāze, izvelkot māsu hromatīdus savās centromērās. Šīs sadalītās hromosomas tiek vilktas virzienā uz centrosomām, kas atrodas šūnas pretējos galos, padarot daudzus hromatīdus īslaicīgi "V" formā. Šūnas divas sadalītās daļas šūnas cikla brīdī oficiāli sauc par “meitas hromosomām”.

• Telofāze ir mitotisko šūnu dalīšanās pēdējā fāze. Telofāzes laikā meitas hromosomas piestiprinās pie attiecīgajiem mātes šūnas galiem. Iepriekšējās fāzes tiek atkārtotas, tikai apgriezti. Vārpstas aparāts izšķīst, un ap atdalītajām meitas hromosomām veidojas kodolu membrānas. Šajos jaunizveidotajos kodolos hromosomas atdalās un atgriežas hromatīna stāvoklī.

• Pēdējais process-citokinēze-ir nepieciešama meitai hromosomas kļūt par meitu šūnas. Citokinēze ir nē Šūnu dalīšanas procesa daļa, bet tas iezīmē šūnu cikla beigas un ir process, kurā meitas hromosomas sadalās divās jaunās, unikālās šūnās. Pateicoties mitozei, šīs divas jaunās šūnas ir ģenētiski identiskas viena otrai un sākotnējai vecāku šūnai; viņi tagad nonāk katrs patstāvīgos starpposmos.

Meiozes stadijas

Ir divi primārie mejozes posmi, kuros notiek šūnu dalīšanās: meioze 1 un meioze 2. Abiem primārajiem posmiem ir četras savas stadijas. Mejozei 1 ir 1. fāze, 1. metafāze, 1. anafāze un 1. teofāze, savukārt 2. mejozei ir 2., 2. un 2. metafāze, 2. teofāze un 2. Meitozei ir arī citokinēze; tomēr, tāpat kā mitozē, tas ir atsevišķs process no pašas meiozes, un citokinēze parādās citā dalījuma vietā.

Mejoze I pret mejoze II

Lai iegūtu sīkāku skaidrojumu, skatiet 1. meiosis un 2. meiosis.

1. mejozes gadījumā dzimumšūna sadalās divās haploīdās šūnās (hromosomu skaita samazināšana uz pusi samazina procesā), un galvenā uzmanība tiek pievērsta līdzīga ģenētiskā materiāla (piemēram, matu gēna; apmaiņai; skatīt arī genotips vs fenotips) apmaiņai. Meiozes 2 gadījumā, kas ir diezgan līdzīgs mitozei, divas diploīdās šūnas tālāk sadalās četrās haploīdās šūnās.

I mejozes posmi

• Pirmā meiotiskā fāze ir 1. fāze. Tāpat kā mitozē, kodola membrāna izšķīst, no hromatīna veidojas hromosomas, un centrosomas izstumj, izveidojot vārpstas aparātu. Abu vecāku homologās (līdzīgās) hromosomas savienojas un apmainās ar DNS procesā, ko sauc par šķērsošanu. Tā rezultātā rodas ģenētiskā daudzveidība. Šīs sapārotās hromosomas - divas no katra vecāka - sauc par tetradām.

• Iekšā 1. metafāze, dažas vārpstas šķiedras pievienojas hromosomu centromēriem. Šķiedras ievelk tetradus vertikālā līnijā gar šūnas centru.

• 1. anafāze ir tad, kad tetradas tiek atdalītas viena no otras, ar pusi pāriem dodoties uz vienas šūnas pusi, bet otru pusi uz pretējo. Ir svarīgi saprast, ka šajā procesā pārvietojas veselas hromosomas, nevis hromatīdi, kā tas ir mitozes gadījumā.

• Kādā brīdī starp 1. Posma beigām un 1. teofāze, citokinēze sāk šūnas sadalīšanu divās meitas šūnās. Teofāzē 1 vārpstas aparāts izšķīst, un ap hromosomām, kas tagad atrodas mātes šūnas / jauno šūnu pretējās pusēs, veidojas kodolmembānas..

II mejozes posmi

• Iekšā 2. fāze, centrosomas veidojas un atdalās divās jaunajās šūnās. Attīstās vārpstas aparāts, un šūnu kodolplēves izšķīst.

• Vārpstas šķiedras savienojas ar hromosomu centromēriem 2. metafāze un līnijas hromosomas augšpusē gar šūnu ekvatoru.

• Laikā 2. anafāze, hromosomu centromēri sabojājas, un vārpstas šķiedras atdala hromatīdus. Šūnas divas sadalītās porcijas šajā brīdī oficiāli sauc par “māsu hromosomām”.

• Tāpat kā 1. teofāzē, 2. teofāze To veicina citokinēze, kas atkal sadala abas šūnas, iegūstot četras haploīdas šūnas, kuras sauc par gametām. Šajās šūnās attīstās kodolenerģijas membrānas, kuras atkal nonāk pašu starpposmos.

Atsauces

• Mitoze - Encyclopædia Britannica
• Mejoze - Encyclopædia Britannica
• Mitoze - avārijas kursa bioloģija - YouTube
• Meioze - avārijas kursa bioloģija - YouTube
• Kā šūnas sadalās - PBS (skatiet arī interaktīvo Flash animāciju)
• Šūnu cikla un mitozes apmācība - Hartnela koledžas bioloģija
• Šūnu dalīšana, mitoze un meioze - Ilinoisas Universitātes Čikāgas bioloģija
• Mitoze un meioze - Bioloģijas tīmeklis
• Centrioles pašizveidotais skaistums - Nautilus
• Wikipedia: šūnu dalīšana
• Wikipedia: mejoze
• Wikipedia: mitoze