Tyto mechanismy dědičnosti jsou ty, které řídí průchod genů nebo genetických vlastností z rodičů na děti a dochází prostřednictvím buněčného cyklu, během fází, které odpovídají mitózy a meiózy.
Všechny organismy jsou tvořeny buňkami a buněčná teorie navrhuje, aby se každá buňka narodila z jiné buňky, která již existuje, stejným způsobem, že zvíře se může narodit pouze z jiného zvířete, rostliny z jiné rostliny atd.
Životní cyklus zvířecí buňky nastínil (Zdroj: Kelvinsong přes Wikimedia Commons)
Kroky, kterými se nová buňka rodí z jiné buňky, tvoří tzv. Buněčný cyklus, který je nejdůležitějším procesem reprodukce živých, jednobuněčných a mnohobuněčných bytostí.
Během buněčného cyklu buňky „kopírují“ všechny informace uvnitř nich, které jsou ve formě speciální molekuly zvané kyselina deoxyribonukleová nebo DNA, aby je předaly nové vytvořené buňce; Buněčný cyklus je tedy vše, co se děje mezi jednou divizí a druhou.
V průběhu buněčného cyklu produkují jednobuněčné bytosti, když se dělí, úplného jedince, zatímco buňky mnohobuněčných organismů se musí mnohokrát dělit, aby vytvořily tkáně, orgány a systémy, které tvoří například zvířata a rostliny..
Mitóza a meióza
Mnohobuněčné organismy mají dva typy buněk: somatické buňky a gamety nebo sexuální buňky. Somatické buňky se množí mitózou a sexuální buňky meiózou.
Prokaryoty a jednodušší eukaryotické organismy se reprodukují mitózou, ale „vyšší“ eukaryoty se pohlavně reprodukují díky meióze.
Buněčný cyklus a mitóza
Somatické buňky jsou ty, které se v organismu dělí, aby vytvořily buňky, které budou tvořit celé jeho tělo, a proto, když k tomu dojde, je nutné, aby všechny informace uvnitř byly věrně zkopírovány, aby bylo možné vytvořit další identickou buňku, a to Vyskytuje se prostřednictvím buněčného cyklu, který má čtyři fáze:
- Fáze M
- G1 fáze
- S fáze
- G2 fáze
M fáze (M = mitóza) je nejdůležitějším buněčným cyklem a v něm dochází k mitóze a cytokineze, což je kopie genetického materiálu (jaderné dělení) a oddělení nebo dělení buněk, které z toho vyplývají ("mateřská" buňka a dcera buňka).
Rozhraní je doba mezi jednou M fáze a druhý. Během této doby, která zahrnuje všechny ostatní výše uvedené fáze, buňka pouze roste a vyvíjí se, ale nedělí se.
S fáze (S = syntéza) sestává ze syntézy a duplikace DNA, která je uspořádána ve formě chromozomů uvnitř jádra (velmi důležitá organela nalezená uvnitř eukaryotických buněk).
G1 fáze (G = mezera nebo interval) je doba, která uplyne mezi fází M a fází S a fáze G2 je čas mezi fází S a další fází M. V těchto dvou fázích cyklu buňky pokračují roste a připravuje se na rozdělení.
Buněčný cyklus je regulován hlavně na úrovni intervalových fází (fáze G1 a G2), protože vše musí být v dobrém stavu, aby se buňka mohla dělit (množství živin, stresorů a dalších).
Fáze mitózy
Takže právě během mitózy zdědí buňka od své dcery vše, co potřebuje, aby byla „buňkou“, a to se nachází v kopii jejích úplných chromozomů. Pokud se počítá cytokineza, mitóza se dělí do 6 fází: profáza, prometafáza, metafáza, anafáza, telopáza a cytokineza.
1-DNA je kopírována během S fáze buněčného cyklu a během profázi tyto kopie kondenzují nebo se stanou viditelnými uvnitř jádra jako chromozomy. V této fázi je také vytvořen systém „trubic“ nebo „kabelů“, který bude sloužit k oddělení kopií „původních“ molekul (mitotické vřeteno).
2-Membrána jádra, kde jsou chromozomy, se během prometafázy rozpadá, a když k tomu dojde, chromozomy přicházejí do styku s mitotickým vřetenem.
3 - Před oddělením kopií chromozomů od původních jsou zarovnány ve středu buněk ve fázi známé jako metafáza.
4-V anafáze je, když se duplikované chromozomy oddělují, některé směrem k jednomu pólu buňky a druhý směrem k druhému, a to se nazývá „segregace“ chromozomů.
5 - Po zdvojení a oddělení se v buňce, která se chystá dělit, vytvoří dvě jádra, každá sada chromozomů v období známém jako telophase.
6- Cytokineze je, když se cytoplazma a plazmatická membrána „progenitorové“ buňky dělí, což vede ke dvěma nezávislým buňkám.
Buněčný cyklus a meióza
Mitóza je mechanismus, kterým jsou vlastnosti zděděny v somatických buňkách, ale meióza je to, co tvoří sexuální buňky, které jsou odpovědné za předávání informací z jednoho úplného mnohobuněčného jedince druhému pohlavní reprodukcí..
Somatické buňky jsou produkovány mitotickým dělením speciální buňky: zygota, která je výsledkem spojení mezi dvěma pohlavními buňkami (gamety) pocházejícími z „zárodečné linie“, produkovaná meiózou a pocházejícími ze dvou různých jedinců: matka a otec.
Fáze meiózy
V buněčném cyklu buněk zárodečné linie se meióza skládá ze dvou buněčných divizí, které se nazývají meióza I (redukční) a meióza II (podobná mitóze). Každý je rozdělen na profázi, metafázi, anafázu a telopházu. Proroctví meiózy I (profáze I) je nejsložitější a nejdelší.
1-Během profáze I se chromosomy kondenzují a mísí se navzájem (rekombinují) v buňkách každého z rodičů, kteří vstupují do meiózy.
2-V metafáze I jaderná membrána zmizí a chromozomy se zarovná ve středu buňky.
3-Jako v mitotické anafáze, během anafázy I meiózy se chromozomy oddělují směrem k opačným pólům buňky.
4 - Telophase I spočívá v určitých organismech v rekonstrukci jaderné membrány a ve tvorbě nové membrány mezi výslednými buňkami, které mají poloviční počet chromozomů jako původní buňka (haploid).
5-Meiosis II začíná okamžitě a v profázi II jsou pozorovány kondenzované chromozomy. Během metafázy II jsou umístěny ve středu buňky, stejně jako v mitóze.
6-Chromozomy jsou separovány směrem k oběma pólům buňky během anafázy II, díky složkám mitotického vřetena a během telopházy II se tvoří nová jádra a oddělují se 4 dceřiné buňky (gamety).
Každá gameta, která je produkována meiózou, obsahuje kombinaci veškerého genetického materiálu organismu, ze kterého pochází, pouze v jediné kopii. Když se spojí dva gamety z různých organismů (rodiče), materiál se smíchá a obě kopie se obnoví, ale jedna od jednoho rodiče a druhá od druhé.
Reference
- Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Základní buněčná biologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. a Walter, P. (2008). Molekulární biologie buňky (5. vydání). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Úvod do genetické analýzy (8. vydání). Freeman, WH & Company.
- Pierce, B. (2012). Genetika: koncepční přístup. Freeman, WH & Company.
- Rodden, T. (2010). Genetika pro figuríny (2. vydání). Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.