Delenie a reprodukcia buniek: význam, procesy a rozdiely medzi rozmnožovaním a rastom

portalcenter.cl

Je základom udržania života na Zemi. nový jedinec vzniká splynutím dvoch haploidných pohlavných buniek - gamét . Dochádza k zmene genetickej informácie. Tento spôsob rozmnožovania je zložitejší, zabezpečuje rôznorodosť jedincov druhu a ich prispôsobivosť meniacim sa podmienkam. Organizmus neustále rastie ,vyvíja sa. Je potrebné obnovovať a dopĺňať bunky.

DNA, jej štruktúra a replikácia

Pôvodná molekula DNA je dvojvlákno. K odhaleným vláknam sa postupne začnú priraďovať voľné nukleotidy z cytoplazmy. Pripájanie prebieha podľa pravidla komplementarity. Teda Adenín sa spája s Tymínom a Cytozín sa spája s Guanínom. Obe novovzniknuté molekuly DNA sú opäť dvojvláknové. Z pôvodných jednochromatídových chromozómov vznikajú dvojchromatídové chromozómy, spojené v centromére. Každá dcérska bunka má vďaka replikácií rovnaké chromozómy ako materská. Dcérske bunky sú identické s materskou.

Pri delení dochádza k redukcii počtu chromozómov. Vznikajú špeciálne bunky - pohlavné bunky. Pohlavné bunky sú základom pre vznik nového jedinca, ktorý v sebe nesie gény od oboch rodičov. Nový jedinec má v jadrách svojich buniek dve chromozómové sady. Rozmnožovanie a bunkové delenie sú úzko prepojené s rastom a vývojom organizmu.

Reprodukcia buniek a bunkový cyklus

Rozmnožovanie - reprodukcia každého jedinca a jeho rast sú spojené s delením buniek. Materné bunky sa delia a dávajú vznik novým dcérskym bunkám, ktoré sú geneticky zhodné s materskou bunkou. Výsledkom reprodukcie buniek sú nové generácie buniek. Reprodukcia je teda časť života bunky, v ktorom sa bunky delia, rastú a vyvíjajú podľa genetickej informácie zapísanej v DNA, ktoré získali z materskej bunky. Bunkové delenie zabezpečuje aj regeneráciu poškodených tkanív, resp. pletív, orgánov a náhradu opotrebovaných buniek. Obdobie keď sa bunka nedelí, nazýva sa interfáza. Život bunky, ktorý predstavuje bunkové delenie a interfáza, sa nazýva bunkový cyklus.

• Delenie bunky pozostáva z dvoch od seba nezávislých procesov, a to delenie jadra - karyokinéza a delenie bunky - cytokinéza.
• Chromozóm sa považuje za základnú jednotku bunkového delenia. Pozdĺžne rozdelený chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov, ktoré sú viditeľné ako dvojice paralelných chromonémov, spojených v mieste prvotného delenia - centroméra.
• Chromozómy sú tvorené nukleoproteínovými vláknami. Počet, tvar a veľkosť chromozómov je pre každý druh organizmu charakteristický a reletívne stály. Kompletný súbor chromozómov v bunke sa nazýva sada. V telových bunkách sa chromozómy vyskytujú v pároch, z ktorých jeden pochádza od otca a druhý od matky. Telové bunky sú diploidné - 2n. Obsahujú 46 chromozómov.
• Naopak, pohlavné bunky majú polovičný počet chromozómov, sú haploidné - n.

Typy delenia jadra a meióza

Existujú dva základné spôsoby delenia jadra: mitóza - základný spôsob reprodukcie jadra somatických buniek. Počas nadväzujúcich fáz (profáza, prometafáza, metafáza, anafáza, telofáza) sa rozpadne pôvodný jadrový obal, chromozómy sa zoradia pomocou deliaceho vretienka, sesterské chromatídy sa oddelia a putujú k opačným pólom. Vytvoria sa dva nové jadrové obaly a bunka má v tomto momente dve plnohodnotné jadrá. Meióza - redukčné delenie, vznikajú pohlavné bunky - gaméty. Z jednej diplomatickej bunky (2n) vznikajú štyri haploidné (n).

Meióza pozostáva z dvoch po sebe idúcich delení (Meióza I a Meióza II). V profáze I prebieha crossing-over - výmena častí nesesterských chromatid, čo zabezpečuje genetickú rôznorodosť potomstva. Nebunkové organizmy - Vírusy (Viroly) sú vnútrobunkové parazity. Pri vyššie uvedenom popise súčasných poznatkov nemožno vynechať podrobnosti o prokaryotických organizmoch a ich delení.

Interfáza, bunkový cyklus a regulačné mechanizmy

Interfáza je najdlhšia fáza bunkového cyklu. Bunka v nej intenzívne rastie, plní svoje bežné metabolické funkcie a fyziologicky sa chystá na delenie. Začína sa bezprostredne po vzniku novej bunky. Bunka v nej intenzívne rastie, syntetizuje RNA, bielkoviny a dopĺňa si bunkové organely. Prebieha tu tvorba zásoby nukleotidov a enzýmov nevyhnutných pre neskoršie zdvojenie DNA. Na konci G1-fázy sa nachádza hlavný kontrolný uzol. Ak bunka opustí aktívny cyklus, vstupuje do G0-fázy, ktorá sa označuje aj ako pracovné obdobie. Bunka v tomto štádiu žije, plní svoje špecifické funkcie v organizme, morfologicky sa diferencuje, ale nedelí sa.

V mnohobunkových organizmoch sa v G1 fáze nachádza drvivá väčšina buniek (napríklad neuróny alebo svalové bunky). Ak bunka úspešne prejde kontrolným uzlom, vstupuje do energeticky mimoriadne náročnej S-fázy. Prebieha v nej replikácia (syntéza DNA), ktorej výsledkom je presné zdvojnásobenie genetického materiálu. Každý chromozóm je na konci tejto fázy tvorený dvomi identickými sesterskými chromatídami, ktoré sú fyzicky spojené v mieste centroméry. Bunka je v tomto momente fyziologicky tetraploidná (2 × 2n = 4n).

Záverečná časť interfázy, v ktorej sa bunka finálne chystá na delenie. Podobne ako v G1 fáze, aj tu pokračujú syntetické procesy - najvýraznejšie sa syntetizuje RNA a bielkoviny (napríklad tubulín, nevyhnutný pre stavbu deliaceho vretienka). Zároveň prebieha delenie semiautonómnych organel (mitochondrií a plastidov), čomu predchádza replikácia ich vlastnej mimojadrovej DNA. Z časového hľadiska predstavuje samotné delenie bunky zhruba 10 % celkového trvania cyklu.

Pri bežnej reči sa pojmom mitóza často zjednodušene označuje celé delenie bunky. Z hľadiska presnej terminológie však mitóza pomenúva výlučne delenie jadra a genetického materiálu. Cieľom karyokinézy je prísne rovnomerné rozdelenie zdvojeného genetického materiálu z materského jadra do dvoch budúcich dcérskych jadier. Existujú dva základné typy delenia jadra: mitóza a meióza.

Meióza a jej špecifiká

Meióza má dve po sebe idúce fázy: Meióza I a Meióza II. Profáza I zahŕňa párovanie homologických chromozómov a možný crossing-over. Výsledkom sú dve dcérske bunky s polovičným počtom chromozómov po prvom delení. Pri homeotypickom delení sa chromozómy pozdĺžne delia a vznikajú jednochromatidové chromozómy. Výsledkom sú štyri haploidné bunky po druhej meióze.

Virové a prokaryotické organizmy

Nebunkové organizmy - vírusy sú vnútrobunkové parazity, ktoré stavajú na hranici medzi živou a neživou prírodou. Podľa hostiteľa: baktérii, rastlinné a živočíšne, ľudské. Podľa typu NK: DNA vírusy a RNA vírusy. Priebeh vírusovej infekcie zahŕňa adsorpciu, penetráciu, eklipsu, replikáciu, maturáciu a elúciu. Retrovírusy, ako HIV, majú schopnosť prepisovať svoju RNA do DNA hostiteľa pomocou reverznej transkriptázy.

Prokaryotické organizmy - baktérie a sinice majú rôzne tvary (koky, bacily, vibriá, spirily, spirochéty). Tieto organismy sa deleniajne nepohlavne a ich mechanizmy sú rôzne podľa prítomnosti bunkovej steny a typu organizmu.

Zhrnutie kľúčových pojmov

Regularita bunkového cyklu, interfáza, G1, S, G2, M-fáza, profáza, metafáza, anafáza, telofáza, karyokinéza, cytokinéza, mitóza, meióza, gaméty, zygota, haploidný a diploidný počet chromozómov - sú základné stavebné kamene opisu procesu delenia a reprodukcie buniek u eukaryotov a ich rodu.

tags: #delenie #reprodukcia #buniek