Mitoza și meioza

Diferențe de scop

Deși ambele tipuri de diviziune celulară se întâlnesc la multe animale, plante și ciuperci, mitoza este mai frecventă decât meioza și are o varietate mai mare de funcții. Nu numai că mitoza este responsabilă pentru reproducerea asexuată în organismele unicelulare, dar este, de asemenea, cea care permite creșterea și repararea celulară în organismele multicelulare, cum ar fi oamenii. În cadrul mitozei, o celulă face o clonă exactă a ei însăși. Acest proces este cel care stă la baza creșterii copiilor în adulți, a vindecării tăieturilor și vânătăilor și chiar a regenerării pielii, a membrelor și a apendicelor la animale precum geckos și șopârle.

Meipoza este un tip mai specific de diviziune celulară (a celulelor germinale, în special) care are ca rezultat gameții, fie ovule, fie spermatozoizi, care conțin jumătate din cromozomii găsiți într-o celulă mamă. Spre deosebire de mitoză, cu numeroasele sale funcții, meioza are un scop restrâns, dar semnificativ: asistarea reproducerii sexuale. Este procesul care permite copiilor să fie înrudiți, dar totuși diferiți de cei doi părinți ai lor.

Meiioza și diversitatea genetică

Reproducerea sexuală folosește procesul de meioză pentru a crește diversitatea genetică. Descendenții creați prin reproducere asexuată (mitoză) sunt identici din punct de vedere genetic cu părinții lor, dar celulele germinale create în timpul meiozei sunt diferite de celulele părinților lor. Unele mutații apar frecvent în timpul meiozei. În plus, celulele germinale au un singur set de cromozomi, astfel încât sunt necesare două celule germinale pentru a crea un set complet de material genetic pentru urmași. Prin urmare, urmașul este capabil să moștenească gene de la ambii părinți și de la ambele seturi de bunici.

Diversitatea genetică face ca o populație să fie mai rezistentă și mai adaptabilă la mediu, ceea ce crește șansele de supraviețuire și de evoluție pe termen lung.

Mitoza ca formă de reproducere a organismelor unicelulare a luat naștere odată cu viața însăși, în urmă cu aproximativ 3,8 miliarde de ani. Se crede că meioza a apărut în urmă cu aproximativ 1,4 miliarde de ani.

Etapele mitozei și meiozei

Celeulele își petrec aproximativ 90% din existență într-un stadiu cunoscut sub numele de interfază. Deoarece celulele funcționează mai eficient și mai fiabil atunci când sunt mici, majoritatea celulelor îndeplinesc sarcini metabolice obișnuite, se divid sau mor, mai degrabă decât să crească pur și simplu mai mari în interfază. Celulele se „pregătesc” pentru diviziune prin replicarea ADN-ului și prin duplicarea centriolilor pe bază de proteine. Atunci când începe diviziunea celulară, celulele intră fie în faza mitotică, fie în cea meiotică.

În mitoză, produsul final este format din două celule: celula mamă originală și o celulă fiică nouă, identică din punct de vedere genetic. Meioza este mai complexă și trece prin faze suplimentare pentru a crea patru celule haploide diferite din punct de vedere genetic, care au apoi potențialul de a se combina și de a forma un nou descendent diploid, divers din punct de vedere genetic.

Faze ale mitozei

Există patru faze mitotice: profaza, metafaza, anafaza și telofaza. Celulele vegetale au o fază suplimentară, preprofaza, care are loc înainte de profază.

• În timpul profazei mitotice, membrana nucleară (numită uneori „înveliș”) se dizolvă. Cromatina din interfază se înfășoară strâns și se condensează până când devine cromozomi. Acești cromozomi sunt formați din două cromatide surori identice din punct de vedere genetic care sunt unite între ele de un centromer. Centromerii se îndepărtează de nucleu în direcții opuse, lăsând în urmă un aparat fusiform.

• În metafază, proteinele motorii care se găsesc de o parte și de alta a centromerilor cromozomilor ajută la deplasarea cromozomilor în funcție de atracția centrozomilor opuși, plasându-i în cele din urmă într-o linie verticală în josul centrului celulei; acest lucru este uneori cunoscut sub numele de placa metafazică sau ecuatorul fusului.

• Fibrele fusului încep să se scurteze în timpul anafazei, trăgând cromatidele surori în afară la centromerii lor. Acești cromozomi despărțiți sunt trași spre centrozomii care se găsesc la capetele opuse ale celulei, ceea ce face ca multe dintre cromatide să apară pentru scurt timp în formă de „V”. Cele două porțiuni divizate ale celulei sunt cunoscute oficial ca „cromozomi fiice” în acest punct al ciclului celular.

• Telofaza este faza finală a diviziunii celulare mitotice. În timpul telofazei, cromozomii fiică se atașează la capetele lor respective din celula mamă. Fazele anterioare se repetă, numai că în sens invers. Aparatul fusiform se dizolvă, iar membranele nucleare se formează în jurul cromozomilor fiice separate. În cadrul acestor nuclee nou formate, cromozomii se dezarhivează și revin la starea de cromatină.

• Un ultim proces – citochineza – este necesar pentru ca cromozomii fiice să devină celule fiice. Citocineza nu face parte din procesul de diviziune celulară, dar marchează sfârșitul ciclului celular și este procesul prin care cromozomii fiice se separă în două celule noi, unice. Datorită mitozei, aceste două celule noi sunt identice din punct de vedere genetic una cu cealaltă și cu celula mamă inițială; ele intră acum în propriile lor interfaze individuale.

Etapele meiozei

Există două etape primare ale meiozei în care are loc diviziunea celulară: meioza 1 și meioza 2. Ambele etape primare au patru etape proprii. Meioza 1 are profaza 1, metafaza 1, anafază 1 și telofaza 1, în timp ce meioza 2 are profaza 2, metafaza 2, anafază 2 și telofaza 2. Citocineza joacă și ea un rol în meioză; cu toate acestea, ca și în mitoză, este un proces separat de meioza propriu-zisă, iar citocineza se manifestă într-un alt punct al diviziunii.

Meioza I vs. Meioza II

Pentru o explicație mai detaliată, vezi Meioza 1 vs. Meioza II. Meiosis 2.

În meioza 1, o celulă germinală se divide în două celule haploide (înjumătățind numărul de cromozomi în acest proces), iar accentul principal este pus pe schimbul de material genetic similar (de ex, o genă de păr; a se vedea și genotip vs. fenotip). În meioza 2, care este destul de asemănătoare mitozei, cele două celule diploide se împart în continuare în patru celule haploide.

Faze ale meiozei I

• Prima fază meiotică este profaza 1. Ca și în mitoză, membrana nucleară se dizolvă, cromozomii se dezvoltă din cromatină, iar centrosomii se depărtează, creând aparatul fusiform. Cromozomii omologi (similari) de la ambii părinți se împerechează și fac schimb de ADN în cadrul unui proces cunoscut sub numele de crossing over. Acest lucru duce la diversitate genetică. Acești cromozomi împerecheați – doi de la fiecare părinte – se numesc tetrade.

• În metafaza 1, unele dintre fibrele fusiforme se atașează la centrii cromozomilor. Fibrele trag tetradele într-o linie verticală de-a lungul centrului celulei.

• Anafaza 1 este momentul în care tetradele sunt îndepărtate una de cealaltă, jumătate din perechi mergând spre o parte a celulei și cealaltă jumătate spre partea opusă. Este important de înțeles că în acest proces se deplasează cromozomi întregi, nu cromatide, așa cum este cazul în mitoză.

• La un moment dat, între sfârșitul anafazei 1 și evoluțiile din telofaza 1, începe citochineza care împarte celula în două celule fiice. În telofaza 1, Aparatul fusiform se dizolvă, iar membranele nucleare se dezvoltă în jurul cromozomilor care se găsesc acum în părțile opuse ale celulei mamă / celulelor noi.

Etapele meiozei II

• În profaza 2, se formează centrosomii și se depărtează în cele două celule noi. Se dezvoltă un aparat fusiform, iar membranele nucleare ale celulelor se dizolvă.

• Fibrele fusiforme se conectează la centromerii cromozomilor în metafaza 2 și aliniază cromozomii de-a lungul ecuatorului celulei.

• În timpul anafazei 2, centromerii cromozomilor se rup, iar fibrele fusiforme trag cromatidele în afară. Cele două porțiuni divizate ale celulelor sunt cunoscute oficial ca „cromozomi surori” în acest moment.

• Ca și în telofaza 1, telofaza 2 este ajutată de citochineză, care împarte din nou ambele celule, rezultând patru celule haploide numite gameți. Membranele nucleare se dezvoltă în aceste celule, care intră din nou în propriile lor interfaze.

• Mitoza – Encyclopædia Britannica
• Meiosis – Encyclopædia Britannica
• Mitoza – Crash Course Biology – YouTube
• Meiosis –
• Meiosis – Crash Course Biology – YouTube
• How Cells Divide – PBS (Vezi și animația Flash interactivă)
• Cell Cycle and Mitosis Tutorial – Hartnell College Biology
• Cell Division, Mitoza și meioza – Biologie la Universitatea din Illinois-Chicago
• Mitoza și meioza – The Biology Web
• Frumusețea de sine stătătoare a centriolei – Nautilus
• Wikipedia: Diviziunea celulară
• Wikipedia: Meioza
• Wikipedia: Mitoza