מיטוזה, מיוזה ומחזור התא

שתי צורות של חלוקה גרעינית מפיצות כרומוזומים לתאים חדשים: מיטוזה מעתיקה סט שלם לכל תא בת, בעוד שמיוזה חוצה את הסט ליצירת גמטות, ובכך מייצרת שונות גנטית.

Definition

מיטוזה היא החלוקה המייצרת שני גרעיני בת זהים גנטית, מיוזה היא החלוקה הרדוקציונית הדו-שלבית המייצרת גמטות הפלואידיות, ומחזור התא הוא רצף האירועים המבוקר שדרכו תא גדל, משכפל את ה-DNA שלו ומתחלק.

Scope

נושא זה מכסה את שלבי מחזור התא ונקודות הבקרה שלו, את שלבי המיטוזה המייצרים שני תאי בת זהים גנטית, את שתי החלוקות של המיוזה המפחיתות את מספר הכרומוזומים בחצי, את זיווג ההומולוגים והשחלוף במיוזה I, ואת האופן שבו אירועים מיוטיים מספקים את הבסיס הפיזי לחוקי מנדל. הוא עוסק בהפצה מסודרת של כרומוזומים; שגיאות בתהליך זה מכוסות תחת אנאופלואידיה.

Core questions

• מהם שלבי מחזור התא, וכיצד נקודות בקרה מווסתות את ההתקדמות?
• כיצד מיטוזה מבטיחה שכל תא בת יקבל סט כרומוזומים שלם?
• כיצד שתי החלוקות של המיוזה חוצות את מספר הכרומוזומים?
• כיצד זיווג הומולוגים ושחלוף במיוזה עומדים בבסיס חוקי מנדל?

Key concepts

• שלבי מחזור התא ונקודות בקרה
• שלבי המיטוזה
• מיוזה I ומיוזה II
• זיווג הומולוגים ושחלוף
• חלוקה רדוקציונית ויצירת גמטות

Mechanisms

DNA משוכפל בשלב S, ובחלוקה כישור נקשר לצנטרומרים כדי להפריד חומר גנטי; במיטוזה כרומטידות אחיות נפרדות כדי ליצור תאים זהים, בעוד שבמיוזה כרומוזומים הומולוגיים מזדווגים תחילה ומחליפים מקטעים באמצעות שחלוף ולאחר מכן נפרדים, ואחריהם חלוקה שנייה המפרידה כרומטידות אחיות, חוצה את מספר הכרומוזומים ומערבבת אללים.

Clinical relevance

האירועים המיוטיים של הפרדת הומולוגים מסבירים כיצד רקומבינציה והפרדה בלתי תלויה מייצרות מגוון גמטות, בעוד שכשלים בבקרת מחזור התא עומדים בבסיס סרטן ושגיאות בהפרדה מיוטית גורמות לאנאופלואידיות הנראות בהפלות ובמצבים כמו תסמונת דאון.

History

פלמינג תיאר את המיטוזה בשנות ה-80 של המאה ה-19 והמיוזה אופיינה זמן קצר לאחר מכן; ההכרה שהתנהגות כרומוזומלית מיוטית משקפת הפרדה מנדלית ביססה את התיאוריה הכרומוזומלית, והבקרות המולקולריות של מחזור התא הובהרו בסוף המאה העשרים, עבודה שזכתה להכרה בפרס נובל לשנת 2001.

Key figures

• Walther Flemming
• Theodor Boveri
• Paul Nurse

Seminal works

• klug2019

Frequently asked questions

מהו ההבדל העיקרי בין מיטוזה למיוזה?

מיטוזה מייצרת שני תאי בת זהים גנטית לתא ההורה וזה לזה, בעוד שמיוזה כוללת שתי חלוקות החוצות את מספר הכרומוזומים, ובאמצעות שחלוף והפרדה בלתי תלויה, מייצרת ארבע גמטות מגוונות גנטית.

מדוע מיוזה חשובה לשונות גנטית?

מיוזה מערבבת אללים בשתי דרכים: שחלוף מחליף מקטעים בין כרומוזומים הומולוגיים, והפרדה בלתי תלויה מפיצה באופן אקראי כרומוזומים אימהיים ואבהיים, כך שכל גמטה נושאת שילוב ייחודי של אללים.