Mitoza, mejoza i ćelijski ciklus

Dva oblika nuklearne deobe raspodeljuju hromozome u nove ćelije: mitoza kopira ceo set u svaku ćerku ćeliju, dok mejoza prepolovljuje set da bi stvorila gamete i, pri tome, generiše genetsku varijaciju.

Definition

Mitoza je deoba koja proizvodi dva genetski identična ćerka jedra, mejoza je dvostepena redukciona deoba koja proizvodi haploidne gamete, a ćelijski ciklus je regulisani niz događaja kroz koje ćelija raste, replicira svoju DNK i deli se.

Scope

Ova tema obuhvata faze ćelijskog ciklusa i njegove kontrolne tačke, stadijume mitoze koji proizvode dve genetski identične ćerke ćelije, dve deobe mejoze koje smanjuju broj hromozoma za polovinu, uparivanje homologa i krosing over u mejozi I, kao i način na koji mejotički događaji pružaju fizičku osnovu za Mendelove zakone. Obrađuje se uredna distribucija hromozoma; greške u ovom procesu su obuhvaćene pod aneuploidijom.

Core questions

• Koje su faze ćelijskog ciklusa i kako kontrolne tačke regulišu progresiju?
• Kako mitoza obezbeđuje da svaka ćerka ćelija dobije kompletan set hromozoma?
• Kako dve deobe mejoze prepolovljuju broj hromozoma?
• Kako uparivanje homologa i krosing over u mejozi leže u osnovi Mendelovih zakona?

Key concepts

• Faze ćelijskog ciklusa i kontrolne tačke
• Stadijumi mitoze
• Mejoza I i mejoza II
• Uparivanje homologa i krosing over
• Redukciona deoba i formiranje gameta

Mechanisms

DNK se replicira u S fazi, a pri deobi vreteno se vezuje za centromere da bi razdvojilo genetski materijal; u mitozi se sestrinske hromatide razdvajaju dajući identične ćelije, dok se u mejozi homologni hromozomi prvo uparuju i razmenjuju segmente putem krosing overa, a zatim se razdvajaju, nakon čega sledi druga deoba koja razdvaja sestrinske hromatide, prepolovljujući broj hromozoma i premeštajući alele.

Clinical relevance

Mejotički događaji razdvajanja homologa objašnjavaju kako rekombinacija i nezavisno razvrstavanje generišu raznolikost gameta, dok neuspesi u kontroli ćelijskog ciklusa leže u osnovi raka, a greške u mejotičkom razdvajanju uzrokuju aneuploidije koje se vide kod pobačaja i stanja kao što je Daunov sindrom.

History

Fleming je opisao mitozu 1880-ih, a mejoza je karakterisana ubrzo nakon toga; prepoznavanje da mejotičko ponašanje hromozoma odražava Mendelovsku segregaciju učvrstilo je hromozomsku teoriju, a molekularne kontrole ćelijskog ciklusa razjašnjene su krajem dvadesetog veka, 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 dve ćerke ćelije genetski identične roditeljskoj ćeliji i jedna drugoj, dok mejoza uključuje dve deobe koje prepolovljuju broj hromozoma i, putem krosing overa i nezavisnog razvrstavanja, proizvode četiri genetski raznolika gameta.

Zašto je mejoza važna za genetsku varijaciju?

Mejoza premešta alele na dva načina: krosing over razmenjuje segmente između homolognih hromozoma, a nezavisno razvrstavanje nasumično raspoređuje majčinske i očinske hromozome, tako da svaki gamet nosi jedinstvenu kombinaciju alela.