Mitoza, mejoza i stanični ciklus

Dva oblika diobe jezgre raspoređuju kromosome u nove stanice: mitoza kopira cijeli skup u svaku stanicu kćer, dok mejoza prepolovljuje skup kako bi stvorila gamete i, čineći to, stvara genetsku varijaciju.

Definition

Mitoza je dioba koja proizvodi dvije genetski identične jezgre kćeri, mejoza je dvostupanjska redukcijska dioba koja proizvodi haploidne gamete, a stanični ciklus je regulirani slijed događaja kroz koje stanica raste, replicira svoju DNA i dijeli se.

Scope

Ova tema obuhvaća faze staničnog ciklusa i njegove kontrolne točke, stadije mitoze koji proizvode dvije genetski identične stanice kćeri, dvije diobe mejoze koje smanjuju broj kromosoma za polovicu, sparivanje homolognih kromosoma i crossing over u mejozi I, te način na koji mejotički događaji pružaju fizičku osnovu za Mendelove zakone. Obrađuje urednu distribuciju kromosoma; pogreške u tom procesu obrađene su pod aneuploidijom.

Core questions

• Koje su faze staničnog ciklusa i kako kontrolne točke reguliraju napredovanje?
• Kako mitoza osigurava da svaka stanica kćer primi potpuni skup kromosoma?
• Kako dvije diobe mejoze prepolovljuju broj kromosoma?
• Kako sparivanje homolognih kromosoma i crossing over u mejozi leže u osnovi Mendelovih zakona?

Key concepts

• Faze staničnog ciklusa i kontrolne točke
• Stadiji mitoze
• Mejoza I i mejoza II
• Sparivanje homolognih kromosoma i crossing over
• Redukcijska dioba i stvaranje gameta

Mechanisms

DNA se replicira u S fazi, a pri diobi se vreteno veže za centromere kako bi odvojilo genetski materijal; u mitozi se sestrinske kromatide odvajaju dajući identične stanice, dok se u mejozi homologni kromosomi prvo spare i izmjenjuju segmente crossing overom, a zatim se odvajaju, nakon čega slijedi druga dioba koja odvaja sestrinske kromatide, prepolovljujući broj kromosoma i miješajući alele.

Clinical relevance

Mejotički događaji odvajanja homolognih kromosoma objašnjavaju kako rekombinacija i neovisno razvrstavanje stvaraju raznolikost gameta, dok propusti u kontroli staničnog ciklusa leže u osnovi raka, a pogreške u mejotičkom odvajanju uzrokuju aneuploidije koje se vide kod spontanih pobačaja i stanja poput Downovog sindroma.

History

Flemming je opisao mitozu 1880-ih, a mejoza je karakterizirana ubrzo nakon toga; prepoznavanje da mejotičko ponašanje kromosoma odražava Mendelovu segregaciju učvrstilo je kromosomsku teoriju, a molekularne kontrole staničnog ciklusa razjašnjene su krajem dvadesetog stoljeća, rad prepoznat Nobelovom nagradom 2001. godine.

Key figures

• Walther Flemming
• Theodor Boveri
• Paul Nurse

Seminal works

• klug2019

Frequently asked questions

Koja je glavna razlika između mitoze i mejoze?

Mitoza proizvodi dvije stanice kćeri genetski identične roditeljskoj stanici i međusobno, dok mejoza uključuje dvije diobe koje prepolovljuju broj kromosoma i, putem crossing overa i neovisnog razvrstavanja, proizvode četiri genetski različite gamete.

Zašto je mejoza važna za genetsku varijaciju?

Mejoza miješa alele na dva načina: crossing overom se izmjenjuju segmenti između homolognih kromosoma, a neovisnim razvrstavanjem se nasumično raspoređuju majčinski i očinski kromosomi, tako da svaka gameta nosi jedinstvenu kombinaciju alela.