U mehanizmi nasljeđivanja su oni koji kontroliraju prolaz gena ili genetske karakteristike s roditelja na djecu i dogodi, kroz stanični ciklus, u fazama odgovaraju mitoze i mejoze.
Svi organizmi su sastavljeni od stanica, a stanična teorija predlaže da se svaka stanica rodi iz druge stanice koja već postoji, na isti način da životinja može biti rođena samo od druge životinje, biljka iz druge biljke i tako dalje.
Nacrt životnog ciklusa životinjske stanice (Izvor: Kelvinsong putem Wikimedia Commons)
Koraci kroz koje nova stanica nastaje iz druge stanice čine ono što je poznato kao stanični ciklus, što je najvažniji proces za razmnožavanje živih, jednoćelijskih i višećelijskih bića.
Tijekom staničnog ciklusa, stanice "kopiraju" sve informacije unutar njih, što je u obliku posebne molekule koja se naziva deoksiribonukleinska kiselina ili DNK, kako bi je prenijeli u novu stanicu koja će se formirati; Dakle, stanični ciklus je sve što se događa između jedne i druge podjele.
Kroz stanični ciklus jednoćelijska bića kada se dijele proizvode kompletnu jedinku, dok se stanice višećelijskih organizama moraju mnogo puta podijeliti da bi tvorile tkiva, organe i sustave koji čine, na primjer, životinje i biljke,
Mitoza i mejoza
Višećelijski organizmi imaju dvije vrste stanica: somatske stanice i gamete ili spolne stanice. Somatske stanice umnožavaju se mitozom, a seksualne stanice mejozom.
Prokarioti i jednostavniji eukariotski organizmi razmnožavaju se mitozom, ali "viši" eukarioti razmnožavaju se seksualno zahvaljujući mejozi.
Stanični ciklus i mitoza
Somatske ćelije su one koje se u organizmu dijele i proizvode stanice koje čine cijelo njegovo tijelo, pa je, kad se to dogodi, potrebno da se svi podaci unutar njega vjerno kopiraju, tako da se može formirati još jedna identična stanica. Nastaje kroz stanični ciklus koji ima četiri faze:
- Faza M
- G1 faza
- S faza
- G2 faza
M faza (M = mitoza) je najvažnija u staničnom ciklusu, a u njoj se događaju mitoza i citokineza, koji su kopija genetskog materijala (nuklearna dioba) i odvajanje ili podjela stanica koje rezultiraju (ćelija "majka" i ćelija kći).
Sučelje je razdoblje između jedne M fazi i drugi. Za to vrijeme, koje obuhvaća sve ostale gore spomenute faze, stanica samo raste i razvija se, ali se ne dijeli.
S faza (S = sinteza) sastoji se od sinteze i umnožavanja DNA koja je organizirana u obliku kromosoma unutar jezgre (vrlo važna organela koja se nalazi unutar eukariotskih stanica).
G1 faza (G = jaz ili interval) je vrijeme koje protekne između M faze i S faze, a G2 faza je vrijeme između S faze i sljedeće faze M. U ove dvije faze ciklusa stanice se nastavljaju raste i priprema se za podjelu.
Stanični ciklus regulira se uglavnom na razini intervalnih faza (faze G1 i G2), jer sve mora biti u dobrom stanju da bi se stanica podijelila (količina hranjivih tvari, stresori i druge).
Faze mitoze
Dakle, upravo tijekom mitoze stanica nasljeđuje od svoje kćeri sve što joj je potrebno da "bude" stanica, a to se nalazi u kopiji njezinih kompletnih kromosoma. Ako se broji citokineza, mitoza se dijeli na 6 stadija: profaza, prometnafaza, metafaza, anafaza, telofaza i citokineza.
1-DNA se kopira tijekom S faze staničnog ciklusa, a tijekom profaze se te kopije kondenziraju ili postaju vidljive unutar jezgre kao kromosomi. U ovoj se fazi formira i sustav "cijevi" ili "kablova" koji će služiti za odvajanje kopija "originalnih" molekula (mitotičko vreteno).
2-Membrana jezgre, gdje su kromosomi, raspada se tijekom prometne faze, a kada se to dogodi, tada kromosomi dolaze u kontakt s mitotičkim vretenom.
3-Prije odvajanja kopiranja kromosoma od izvornih, oni su poredani u središtu stanica u fazi poznatoj kao metafaza.
4 -U anafazi je kada se umnoženi kromosomi razdvoje, neki prema jednom polu ćelije, a drugi prema drugom, i to je poznato kao "segregacija" kromosoma.
5 - Nakon umnožavanja i odvajanja, unutar stanice koja će se dijeliti formiraju se dvije jezgre, svaka skupina kromosoma u periodu poznatom kao telofaza.
6- Citokineza je kada se citoplazma i plazma membrana stanice "praroditelja" dijele, što rezultira u dvije neovisne stanice.
Stanični ciklus i mejoza
Mitoza je mehanizam pomoću kojeg se karakteristike nasljeđuju u somatskim stanicama, ali mejoza je ono što formira spolne stanice koje su odgovorne za prenošenje informacija od jedne cjelovite višećelijske jedinke do druge spolnom reprodukcijom, Somatske ćelije nastaju mitotičkim podjelama posebne ćelije: zigote, koja je produkt spoja između dviju spolnih ćelija (gameta) iz "klice linije", proizvedenih mejozom, a potječu od dvije različite jedinke: a majka i otac.
Faze mejoze
U staničnom ciklusu staničnih stanica, mejoza se sastoji od dvije stanične podjele, koje se nazivaju mejoza I (redukcijska) i mejoza II (slična mitozi). Svaka se dijeli na profazne, metafazne, anafazne i telofazne. Profaza mejoze I (profaza I) je najsloženija i najduža.
1-Tijekom profaze I, kromosomi se kondenziraju i miješaju jedan s drugim (rekombiniraju) u stanicama svakog roditelja koji uđu u mejozu.
2-U metafazi I, nuklearna membrana nestaje i kromosomi se usredavaju u središtu stanice.
3-Kao u mitotičkoj anafazi, tijekom anafaze I mejoze kromosomi se odvajaju prema suprotnim polovima stanice.
4- Telofaza I sastoji se od određenih organizama u rekonstrukciji nuklearne membrane i stvaranju nove membrane između rezultirajućih stanica koje imaju polovinu broja kromosoma kao izvorne stanice (haploidne).
5-mejoza II započinje odmah i u profazi II se opažaju kondenzirani kromosomi. Tijekom metafaze II nalaze se u sredini stanice, kao u mitozi.
6-kromosomi su odvojeni prema oba pola stanice tijekom anafaze II, zahvaljujući komponentama mitotskog vretena, a tijekom telofaze II, formiraju se nove jezgre i odvojene su 4 kćeri stanice (gamete).
Svaka gameta koja nastaje mejozom sadrži kombinaciju cjelokupnog genetskog materijala organizma iz kojeg je potekla, samo u jednom primjerku. Kad se dvije gamete različitih organizama (roditelja) spajaju, taj se materijal miješa i dvije kopije se obnavljaju, ali jedna od jednog roditelja i druga od druge.
Reference
- Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Bitna stanična biologija. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molekularna biologija stanice (5. izd.). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
- Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., i Miller, J. (2005). Uvod u genetsku analizu (8. izd.). Freeman, WH & Company.
- Pierce, B. (2012). Genetika: konceptualni pristup. Freeman, WH & Company.
- Rodden, T. (2010). Genetika za lutke (2. izd.). Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.