Mitóza - jednoduše vysvětleno!

Co je mitóza?

Mitóza popisuje proces dělení buněk. Buněčné dělení začíná zdvojnásobením DNA a končí odštěpením nové buňky. Tímto způsobem jsou vytvořeny dvě identické dceřiné buňky z mateřské buňky, které obsahují stejnou genetickou informaci. Během celé mitózy mají jak mateřská buňka, tak dvě dceřiné buňky, které vzniknou, dvojitý (diploidní) Sada chromozomů. Kromě mezifáze je mitóza součástí buněčného cyklu a používá se k množení buněk těla, jako jsou buňky kůže. Mitózu lze rozdělit do různých fází a vždy probíhá stejným způsobem.

Opuštění mitózy

Úkolem mitózy je buněčné dělení a tím i množení buněk těla. Předpokladem procesu mitózy je předchozí mezifáze, ve které je DNA zdvojnásobena. Mateřská buňka s dvojitou (diploidní) sadou chromozomů vede ke dvěma identickým dceřiným buňkám v procesu, který je vždy stejný. Mají také dvojitou sadu chromozomů, která se však skládá pouze z jednoho chromatidu. Zdvojnásobení DNA se odehrává opět v mezifázi. Mitóza však neprobíhá ve všech buňkách v našem těle. Rozlišuje se mezi tělními buňkami a zárodečnými buňkami, které nejsou vytvářeny mitózou, ale meiózou. Výsledkem meiózy jsou čtyři dceřiné buňky s jednoduchou (haploidní) sadou chromozomů, které jsou připraveny k oplodnění. Další speciální funkcí jsou buňky, které dosáhly vysoce specializované formy a poté se již nedělí. Patří sem například nervové buňky nebo červené krvinky. Mitóza však hraje nesmírně důležitou roli v buňkách, které omezují povrchy, jako jsou kožní buňky nebo povrchové buňky (epiteliální buňky) v gastrointestinálním traktu. Tyto buňky je třeba pravidelně obnovovat, což je úkolem mitózy. Konstantní proces mitózy v různých fázích a několik kontrolních bodů v mezifázi zajišťuje, že během dělení buněk nedojde k žádným chybám.

Přečtěte si také: DNA - to byste měli vědět!

Jaké jsou fáze mitózy?

Buněčný cyklus, který je zodpovědný za dělení buněk, a tedy i za reprodukci buněk, lze rozdělit na mezifázi a mitózu. V mezifáze je DNA zdvojnásobena a buňka je připravena na nadcházející mitózu. Tato fáze buněčného cyklu může mít různou délku a velmi se liší v závislosti na typu buňky. Mitóza je druhou fází buněčného cyklu a zahrnuje dělení genetického materiálu a tvorbu dvou identických dceřiných buněk ze společné mateřské buňky. Tento proces dělení buněk lze rozdělit do různých fází, ve kterých vždy probíhají charakteristické procesy. V závislosti na zdroji se rozlišuje mezi čtyřmi až šesti stupni.

Na začátku je profáza, ve které dva chromozomy kondenzují a také vzniká vřetenový aparát. Dále se dva maximálně kondenzované chromozomy seřadí v rovníkové rovině, která je popsána jako metafáze. Mezi těmito dvěma fázemi někteří autoři zmiňují fázi promety. Dále jsou dvě sesterské chromatidy odděleny v anafázi. Nakonec se v telofázi vytvoří nová jaderná membrána a chromozomy se znovu uvolní. V některých knihách je takzvaná cytokineze stále považována za samostatnou fázi. Během cytokineze se nové buněčné tělo stahuje, takže se nakonec vytvoří dvě identické dceřiné buňky.

Mohlo by vás také zajímat: Funkce buněčného jádra

Co je to metafáze?

Metafáze je součástí mitózy a je tedy fází dělení buněk v těle. Je to třetí fáze mitózy a následuje fázi promety. Po kondenzaci chromozomů a rozpuštění jaderné membrány je dvojitá sada chromozomů uspořádána v rovníkové rovině. Metafáze je také jedinou fází mitózy, ve které jsou chromozomy jasně viditelné pod mikroskopem. Je to proto, že DNA získala v této fázi buněčného dělení svoji nejkompaktnější formu. Dva 2-chromatidové chromozomy jsou nyní vedle sebe v rovníkové rovině buňky. Tato rovina je přibližně stejná vzdálenost od obou pólů buňky. Tuto pozici zaručuje vestavěný vřetenový aparát, který v dalším průběhu mitózy odděluje sesterské chromatidy od sebe.

Co je to anafáze?

Anafáza je čtvrtá fáze mitózy, a tedy krok v buněčném dělení jaderných buněk. Poté, co se chromozomy zkondenzovaly a uspořádaly v metafázi v rovníkové rovině, následuje anafáze. V tomto kroku jsou sesterské chromatidy od sebe odděleny vřetenovým aparátem a přitahovány k opačným pólům buněk. Skutečné dělení chromozomů tedy začíná v anafáze. Tímto způsobem se z původní mateřské buňky vytvoří dvojitá sada chromozomů s dvojitou sadou 2 chromatidových chromozomů. Toto se však nyní skládá pouze ze dvou 1-chromatidových chromozomů. Po anafáze následuje telofáza.

Přečtěte si také: Sada lidských chromozomů

Co je to telofáza?

Telophase popisuje poslední krok mitózy, ve kterém je sdílena genetická informace jaderných buněk, aby se buňky mohly množit. Telofáze sleduje anafázi. Sesterské chromatidy byly taženy z rovníkové roviny na opačné póly buněk pomocí vřetenového aparátu. V telofázi dosáhly chromozomy každý svého buněčného pólu a vřetenový aparát se rozpustil. Zároveň se z fragmentů rozpadlé jaderné membrány vytvoří nový jaderný obal. Po tomto rozdělení chromozomů následuje v dalším kroku cytokineze. Tělo buňky se zde stahuje, takže jsou vytvořeny dvě nezávislé, ale identické dceřiné buňky.

Mohlo by vás také zajímat: Funkce buněčného jádra

Trvání mitózy

Mitóza trvá v průměru asi hodinu, takže lze hovořit o rychlém dělení buněk. Ve srovnání s mezifází trvá mitóza relativně málo času. Kromě toho může v závislosti na typu buňky trvat mezifáze několik hodin až několik měsíců nebo dokonce let. Za to jsou zvláště zodpovědné fáze G1 a G0 v mezifázi. Ve fázi G1 se produkují různé proteiny a buněčné organely a ve fázi G0 buňka přechází do jakési spánkové podoby. Mnoho buněk zůstává ve fázi G0 po celá léta nebo dokonce desetiletí.

Jaká je mitotická rychlost?

Rychlost, s jakou se buňky dělí, lze popsat pomocí mitotické rychlosti. To umožňuje vyvodit závěry o rychlosti reprodukce určitých tkání. Mitotická rychlost se stanoví pomocí mikroskopu. U určitého počtu buněk, například 1 000 buněk, se určuje, kolik z nich je v mitotickém stádiu. Mitotická rychlost je uvedena v procentech, a je tedy relativní. Tkáň, která se obnovuje zvláště často, má vysokou mitotickou frekvenci. Patří mezi ně kostní dřeň, kůže (epidermis) a sliznice tenkého střeva. Kostní dřeň je zodpovědná za tvorbu krve a neustále produkuje nové krvinky. Pravidelně se také obnovuje kůže a sliznice gastrointestinálního traktu, takže zde lze nalézt také vysokou mitotickou frekvenci. Vysoká míra mitózy však může také naznačovat maligní nádory, které rychle rostou. Tyto degenerované buňky se vyhýbají kontrolním bodům v mezifáze a mitóze a mohou nerušeně růst. Zvýšená mitotická rychlost může být také použita jako terapeutický přístup, protože rychle rostoucí nádory jsou obzvláště citlivé na inhibitory mitózy a lze je léčit s vyšší pravděpodobností uzdravení.

Přečtěte si více k tématu: Nádor - to byste měli vědět!

Co jsou inhibitory mitózy?

Inhibitory mitózy jsou látky, které inhibují proces mitózy. Inhibitory mitózy zabraňují dělení jádra a následně zastavují množení buněk. Tyto toxiny se používají jako cytostatika při léčbě nádorů. Na tuto formu chemoterapie dobře reagují zejména lymfomy a leukémie. Mechanismus inhibitoru mitózy spočívá ve vazbě na tubulin, který je nezbytný pro vytvoření vřetenového aparátu. Tubulin je protein, ze kterého jsou složeny mikrotubuly vřetenového aparátu. Pokud tento protein není k dispozici kvůli vazbě inhibitoru mitózy, nelze vytvořit vřetenový aparát a buněčné jádro se nedělí. Inhibitory mitózy, jako jsou vinka alkaloidy nebo taxany, však mohou mít nebezpečné vedlejší účinky, které mohou poškodit zejména nervový systém.

Přečtěte si více k tématu: Nádor - to byste měli vědět!

Jaký je rozdíl mezi mitózou a meiózou?

Jak mitóza, tak meióza jsou zodpovědné za základní rozdělení, přičemž oba procesy se liší svým průběhem a výsledkem. Mitóza vytváří dvě identické dceřiné buňky s dvojitou (diploidní) sadou chromozomů z mateřské buňky. Na rozdíl od meiózy je nutné pouze jedno rozdělení chromozomů. Celkově má ​​mitóza funkci distribuce celé genetické informace ve formě DNA mezi dvě identické buňky, a je proto nezbytná pro reprodukci buněk. Naproti tomu meióza je důležitá pro tvorbu zárodečných buněk pro sexuální reprodukci. Protože zárodečné buňky mají jednoduchou (haploidní) sadu chromozomů, vyžaduje meióza dvě jaderné dělení. V první meióze se vytvoří dvojitá sada chromozomů. Druhé ekvivalentní rozdělení nyní odděluje sesterské chromatidy od sebe navzájem, takže máme celkem čtyři dceřiné buňky, každá s jednoduchou sadou chromozomů. Mitóza a meióza se tedy liší v počtu dělení, v počtu a typu dceřiných buněk a v jejich trvání. Mitóza trvá asi hodinu. Na druhé straně meióza trvá mnohem déle. Samotná profáza meiózy trvá asi 24 hodin (tvorba spermií) u mužů a několik let až desetiletí (tvorba a zrání vaječných buněk) u žen.

Přečtěte si také: Sada lidských chromozomů

Co je to mezifáze?

Kromě mitózy je interfáza druhou částí buněčného cyklu. Vždy leží mezi dvěma mitotickými divizemi a má různé úkoly. Během mezifáze se DNA na polovinu v mitóze opět zdvojnásobí. Kromě toho dochází k obecnému buněčnému růstu dvou dceřiných buněk a jsou připraveny na obnovenou mitózu. Stejně jako mitóza lze i mezifázi rozdělit do několika fází. Bezprostředně po mitóze následuje fáze G1 mezifázi. Dvojitá sada chromozomů v dceřiných buňkách sestává pouze z jedné chromatidy. V této fázi rostou dceřiné buňky a produkuje se mnoho bílkovin a enzymů. Další fází je takzvaná S-fáze (fáze syntézy). Zde je DNA zdvojnásobena, takže stále máme dvojitou sadu chromozomů, která nyní také sestává ze dvou chromatidů. V poslední fázi mezifáze, fázi G2, obě dceřiné buňky znovu rostou a připravují se na nadcházející mitózu. Dvě dceřiné buňky nyní vytvořily nové mateřské buňky, které lze rozdělit na mitózu. Mezifáze trvá v průměru asi 18 hodin, a proto trvá mnohem více času než mitóza (doba trvání asi jedné hodiny). V mezifáze jsou důležité dva kontrolní body, které se nacházejí na přechodu z fáze G1 do fáze S a z fáze G2 do mitózy. Zde se kontrolují buňky a zejména genetické informace, zda neobsahují možné chyby. Pokud je chyba nalezena, je nejdříve opravena, než se buňka rozdělí. Pokud by chyba nebyla rozpoznána a odstraněna, pokračovala by v reprodukci v mnoha buňkách prostřednictvím mitózy.

Mohlo by vás také zajímat: Mutace chromozomu