Diviziunea celulară pe înţelesul tuturor Concepte fundamentale din biologie

Diviziunea celulară este unul din cele mai frecvente procese care au loc în organismul nostru, practic în fiecare secundă unele celule se divid, iar altele mor, fiind înlocuite de altele noi. Pentru mai multe detalii privind diviziunea celulară, citiţi articolul de faţă (video inclus).

 

 

 

 

Corpul nostru este alcătuit din celule, iar o celulă este formată din trei componente principale: o membrană ce o separă de mediul înconjurător (spaţiul interstiţial) şi de alte celule, citoplasma (un mediu lichid, citosolul, în care se găsesc diferite substanţe precum proteine şi diferite structuri - organite celulare - ce îndeplinesc diverse funcţii) şi nucleul. În nucleu se găseşte ADN-ul, moleculă foarte complexă ce îndeplineşte importante funcţii în sinteza proteinelor şi în transmiterea informaţiei genetice către celulele-fiice în urma diviziunii celulare.

1

Structura unei celule

Duplicarea (replicarea) ADN-ului precede fiecare diviziune celulară şi are loc în aşa-numita interfază (perioada dintre două diviziuni celulare succesive). ADN-ul este alcătuit din două lanţuri de nucleotide unite prin legături de hidrogen; el se poate găsi în interiorul nucleului în două forme, în funcţie de perioada din timpul ciclului celular: sub formă de cromatină, adică răsfirat, necondensat (în interfază) sau sub formă de cromozomi, fiind condensat, mai gros, vizibil la microscopul optic (în timpul diviziunii celulare).

2

Cromozomii, aşa cum se văd la microscop când sunt condensaţi, în timpul diviziunii celulare. Mai sus ei au fost aranjaţi pe perechi (cariotip). De asemenea, se observă că fiecare cromozom este format din două cromatide, deci cantitatea de ADN deja s-a dublat, iar ei urmează să se dividă în câte doi cromozomi fiecare.

Replicarea sau dublarea cantităţii de ADN este necesară pentru că dintr-o celulă vor rezulta două celule, care la rândul lor trebuie să conţină aceeaşi cantitate de ADN. Cromozomii cu două cromatide (o cromatidă este un braţ al unui cromozom) sunt formaţi în urma replicării materialului genetic din interfază.

Diviziunile celulare mitotice permit unui ovul fertilizat să se dezvolte într-un organism. De asemenea, contribuie la reînnoirea fiziologică a celulelor şi au rol în regenerarea ţesuturilor după diferite lovituri. Cu excepţia câtorva tipuri de celule (nervoase, musculare cardiace şi musculare scheletice), abilitatea de a se divide este menţinută pe toată durata vieţii lor, cu variaţii în funcţie de tipul de celule. Ca regulă generală, diviziunile mitotice sunt mai puţin comune în ţesuturi înalt diferenţiate (precum cel nervos).

Diviziunea celulară mitotică poate fi împărţită în mai multe etape:- profază (pro=înainte);- metafază (meta=între);- anafază (ana=în sus);- telofază (telo=sfârşit).

 

 

3

Fazele mitozeicredit: http://kvhs.nbed.nb.ca

La începutul profazei celulele devin rotunde, iar cromozomii devin vizibili, membrana nucleului dispare; centriolii (organite celulare cu rol în diviziune) vor forma fusul de diviziune.

La începutul metafazei, centriolii se deplasează către cei doi poli ai celulei, dezvoltându-se fusul de diviziune (care e alcătuit din mai mulţi microtubuli). Cromozomii migrează către planul ecuatorial al celulei şi se ataşează la microtubulii fusului.

În anafază, cele două cromatide ce alcătuiau un cromozom se despart şi migrează către polii opuşi ai celulei, formându-se astfel doi cromozomi de acelaşi fel, unul la un pol, altul la celălalt pol.

În telofază, cromatidele care acum formează cromozomii celor două celule-fiice se adună lângă centrioli, se decondensează şi devin invizibile. Se formează membrane nucleare, apoi urmează o diviziune completă a corpului celulă-mamă, rezultând două celule independente. În medie, o mitoză durează aproximativ 60 de minute. Anafaza este cea mai scurtă etapă şi

4

durează aproximativ 3 minute.

Ştiaţi că...

Corpul uman este alcătuit din aproximativ 75x1012 celule (75000 de miliarde de celule), dintre care 25x1012 (25000 de miliarde), adică o treime, sunt hematii (globule roşii) - categoria cea mai comună de celule? Dintre celelalte categorii de celule, 100 de miliarde alcătuiesc sistemul nervos.{jcomments on}

Diviziunea celularaCiclul de viata al unei celule cuprinde doua parti: INTERFAZA ŞI DIVIZIUNEA CELULARĂ. Interfaza este procesul care are loc inainte de fiecare diviziune si in care se realizeaza dublarea cantitatii de ADN, ARN si proteine. Ea are mai multe stadii, in care au loc sinteze complexe, procese de dublare a continutului celulei.La inceputul interfazei are loc un proces special, replicarea semiconservativa (din limba latina: replicare=a repeta; semi=jumatate; conservatio=pastrare, mentinere) a moleculei de ADN. Aceasta decurge in doua faze: cele doua catene ale moleculei de ADN se separa in urma ruperii puntilor de hidrogen si fiecare catena are capacitatea de a-si forma o noua catena, complementara, astfel ca dintr-o molecula de ADN rezulta doua molecule de ADN identice. Dupa replicarea ADN-ului au loc procese biochimice care duc la dublarea proteinelor cromozomiale, rezultand cromozomi-fii sau cromatide surori. Diviziunea celulara este procesul biologic prin care se formeaza doua sau mai multe celule-fiice dintr-o celula-mama. Momentul declansarii diviziunilor este determinat de anumiti factori: temperatura, hrana, substante activatoare, starea de sanatate a celulelor. Diviziunea amitotica (din limba greaca: a=lipsit; mitos=fir, filament, fus de diviziune) sau directa este intalnita

mai ales la procariote. Acest fel de diviziune se poate realiza in doua feluri, cand celula-mama este impartita in doua parti egale printr-un perete, rezultand doua celule-fiice identice sau cand celula-mama se alungeste, se gatuie la mijloc, partea mijlocie a celulei se subtiaza pana cand se rupe, rezultand doua celule fiice.

Sursa: www.referate10.ro

Ciclul de viata al unei celule cuprinde doua parti: INTERFAZA ŞI DIVIZIUNEA CELULARĂ. Interfaza este procesul care are loc inainte de fiecare diviziune si in care se realizeaza dublarea cantitatii de ADN, ARN si

5

proteine. Ea are mai multe stadii, in care au loc sinteze complexe, procese de dublare a continutului celulei.La inceputul interfazei are loc un proces special, replicarea semiconservativa (din limba latina: replicare=a repeta; semi=jumatate; conservatio=pastrare, mentinere) a moleculei de ADN. Aceasta decurge in doua faze: cele doua catene ale moleculei de ADN se separa in urma ruperii puntilor de hidrogen si fiecare catena are capacitatea de a-si forma o noua catena, complementara, astfel ca dintr-o molecula de ADN rezulta doua molecule de ADN identice. Dupa replicarea ADN-ului au loc procese biochimice care duc la dublarea proteinelor cromozomiale, rezultand cromozomi-fii sau cromatide surori. Diviziunea celulara este procesul biologic prin care se formeaza doua sau mai multe celule-fiice dintr-o celula-mama. Momentul declansarii diviziunilor este determinat de anumiti factori: temperatura, hrana, substante activatoare, starea de sanatate a celulelor. Diviziunea amitotica (din limba greaca: a=lipsit; mitos=fir, filament, fus de diviziune) sau directa este intalnita mai ales la procariote. Acest fel de diviziune se poate realiza in doua feluri, cand celula-mama este impartita in doua parti egale printr-un perete, rezultand doua celule-fiice identice sau cand celula-mama se alungeste, se gatuie la mijloc, partea mijlocie a celulei se subtiaza pana cand se rupe, rezultand doua celule fiice.

Sursa: www.referate10.ro

SURSA 03 referate10.ro

Profaza I este foarte lunga, decurge în câteva zile si are loc în mai multe etape: cromozomii omologi bicromatici (cromatidele-surori) se aliniaza centromer cu centromer, acest fenomen se numeste sinaps. Urmeaza o spiralizare accentuata a cromozomilor,acum clivajul este evident, fiecare cromozom omolog fiind format din doua cromatide-surori; apare o tetrada cromozomiala (formata din perechile de cromozomi materni si paterni clivati). Tot acum are loc fenomenul de crossing-over (din limba engleza: cross=încrucisare; over=peste; schimb reciproc între segmente, între cromozomii omologi perechi).Metafaza I este etapa în care cromozomii omologi (tetrada) se dispun în placa ecuatoriala, fiind prinsi de fusul de diviziune prin centromere. Numai un Creator perfect ca Dumnezeu a creat astfel de cromozomi care „stiu” sa se spiralizeze si sa se aseze pe placa metefizica. Urmeaza anafaza I în care se separa cromozomii întregi (bicromatici, paterni sau materni) si înainteaza spre poli. Ultima etapa e telofaza I, unde în jurul cromozomilor ajunsi la poli se formeaza noi anvelope nucleare, se contureaza cei doi nuclei-fii cu n crimozomi, fiecare fiind bicromatici. Tot în aceasta faza are loc fragmentarea citoplasmei, prin care se formeaza doua celule noi haploide n.Dupa o scurta perioada de repaus, numita interchineza, în care nu are loc replicarea ADN, începe meioza II. Si aceasta are tot 4 etape. Profaza meiozei II este de scurta durata. Cromozomii dicromatici sau cromatidele surori nu mai sufera o despicare (clivaj) longitudinala. În metafaza II cromozomii se aseaza în placa ecuatoriala, fiind prinsi de fusul de diviziune prin centromere. Urmeaza un alt proces, numit anafaza II. Aici din fiecare cromozom bicromatic înainteaza spre poli câte o cromatida-sora. Ultima etapa a meiozei II este telofaza II, unde în jurul cromatidelor sosite la poli se formeaza menbrane nucleare, respectiv nuclei noi haploizi. Apoi are loc fragmentarea citoplasmei, în urma careia rezulta patru celule haploide.ConcluziiCiclul biologic al organismelor cu sexualitate este marcat de doua fenomene importante: fecundatia, care dubleaza numarul de cromozomi, si diviziunea reductionala sau meioza, care îl reduce la jumatate. Cele doua procese împart ciclul vital al unui organism în doua faze (perioade sau generatii) distincte. Prima e faza haploida (haplofaza), care începe cu meioza si se încheie cu fecundatia, iar pentru ca reprezentantii ei produc organe si celule sexuale se mai numeste faza sexuata, notându-se cu 2n. A doua faza este faza diploida (diploza), ce se noteaza cu n si începe cu fecundatia si se încheie cu meioza si se mai numeste faza asexuata.La plante se disting constant cele doua generatii: diplofaza, numita si spofit, si haplofaza, numita gametofit.La animale, generatia haploida si cea diplofida pot fi mai mult sau mai putin diferentiate.Scopul celor doua faze, haploida si diploida, este mentinerea constanta a numarului de cromozomi la om. Putem deduce din aceasta constatare intentia Creatorului de a mentine specia umana ca unitate bine finalizata.

Mitoza se produce in celulele somatice (2n) din care vor rezulta doua celule fiice cu acelasi numar de cromozomi.

Mitoza cuprinde patru faze succesive:

1. profaza : membrana nucleara si nucleolii dispar;se individualizeaza cromozomii,se divide centrul celular si pe fusul de diviziune se fixeaza cromozomii;

6

2. metafaza : cromozomii se aseaza in plan ecuatorial,se despart cromatidele si apar doi cromozomi monocromatidici;

3. anafaza : cromozomii monocromatidici migreaza spre cei doi poli ai celulei prin contractia filamentelor fusului;

4. telofaza : dispare fusul nuclear,apare membrana nucleara,doi nuclei cu nucleoli,membrana celulara,deci cele doua celule fiice.

    In interfaza,celulele noi asimileaza activ,dublandu-si cantitatea de ADN.

Galerie de imagini

     

MITÓZĂ, mitoze, s. f. Diviziune celulară caracterizată prin apariția cromozomilor. –

MeiozăDe la Wikipedia, enciclopedia liberă

Meioza este tipul de diviziune celulară care permite formarea celulelor reproducătoare. Ea se desfășoară în organele reproducătoare, în celulele somatice, și se finalizează cu formarea celulelor reproducătoare asexuate (spori) sau sexuate (gameți). Meioza se desfășoară în două faze: o primă fază reducțională urmată de o fază ecvațională (sau ecuațională).

Cuprins

1 Etapa reducțională sau meioza I 2 Etapa ecvațională sau meioza II

7

3 Importanța meiozei 4 Referințe și note 5 Vezi și 6 Legături externe

Etapa reduc ională sau meioza Iț

Din celula-mamă (ce contine 2n cromozomi bicromatidici) rezultă două celule haploide (cu n cromozomi bicromatidici), numărul cromozomilor devenind jumătate din cel al celulei-mamă. Etapa reducțională constă din patru faze: profaza, metafaza, anafaza, respectiv telofaza.

Profaza: devin vizibili cromozomii prin condensarea cromatinei. Cromozomii omologi se apropie și se asociaza formând perechi de cromozomi omologi numite bivalenți. Deoarece fiecare pereche de cromozomi omologi are patru cromatide, aceste structuri se numesc și tetrade cromatidiene. Asocierea cromozomilor perechi face posibil schimbul reciproc de material genetic între cromozomii omologi la nivelul chiasmelor, schimb numit recombinare intracromozomală sau crossing-over. De asemenea, se dezorganizează membrana nucleară și se formează fusul de diviziune.

Profaza I are următoarele subfaze:

1. Leptonem (lepton = subtire; nema= fir)2. Zigonem (zigosis = unire)3. Pachinem (pachis = gros)4. Diplonem (diplos = dublu)5. Diakinezis (dia = divergent).

Metafaza: cromozomii bicromatidieni dispuși în tetrade sau bivalenți formează placa metafazică.

Anafaza: se produce numai separarea cromozomilor perechi, nu și separarea cromatidelor, și începe migrarea lor spre polii fusului de diviziune. Astfel, fiecare cromozom bicromatidic dintr-o pereche migrează către unul din poli. Migrarea cromozomilor este aleatorie: fiecare din cromozomii de origine maternă sau paternă va migra spre unul din poli, în mod independent de migrarea celorlalți cromozomi. Astfel, la fiecare din poli se vor regăsi câte 23 (în cazul celulelor umane) de cromozomi bicromatidici, câte unul din fiecare pereche, cu origine fie maternă, fie paternă. Acest proces, ce asociază fenomenele de împerechere, schimb și apoi separare, este denumit recombinare genetică intercromozomică sau „dansul cromozomilor”.

Telofaza: în telofază cromozomii migrează spre poli, se despiralizează și se pregătesc de interfază, iar nucleul se reface progresiv.

Etapa ecva ională sau meioza IIț

Etapa ecvațională (ecuațională) sau diviziunea homeotipică este mai puțin spectaculoasă și se desfășoară ca o mitoză obișnuită, concomitent în cele două diade. Și la această diviziune se deosebesc patru faze: profaza II, metafaza II, anafaza II și telofaza II.

8

Profaza II. După scurta interfază în care cromozomii și-au pierdut individualitatea, aceștia încep să se individualizeze iarăși în citoplasmă căpătînd, în general, aspectul de X sau Y. Urmează apoi apariția fusului de diviziune și dispariția membranei nucleare.

Metafaza II. Cromozomii bicromatidieni se asociază, la nivelul kinetocorilor, cu fibrele fusului de diviziune și migrează în regiunea ecuatorială a fusului de diviziune.

Anafaza II. În această fază cromozomii din placa ecuatoriala se scindează în cele două cromatide, care devin cromozomii fii și care se deplasează către polii celulei.

Telofaza II. Ajunși la poli, cromozomii suferă un proces de despiralizare și își pierd individualitatea. Se formează patru nuclei haploizi care, înconjurați de citoplasmă și, ulterior, de pereții celulari, devin patru celule haploide care alcătuiesc ceea ce se cheamă „tetrade”. Acestea vor forma gameții fără alte diviziuni, cum este cazul la animalele metazoare, sau vor suferi alte diviziuni mitotice pentru a se forma gameții, cum este cazul la plantele superioare.

Importan a meiozeiț

Importanța meiozei constă în faptul că permite menținerea unui număr identic de cromozomi la descendenți comparativ cu părinții, deci permite păstrarea numărului de cromozomi caracteristici speciei de-a lungul generațiilor.

Diviziunea meiotică este un proces obligatoriu și necesar organismelor care se înmulțesc pe cale sexuală.

Rezultate Căutare

1.

9

10

11

12

13

14

15

16

Anatomia și fiziologia corpului uman

Vizitarea site-ului implică acceptarea cookies-urilor. Citește mai multe

Înscrie un cabinet sau clinică Înscrie o firmă medicală

Despre ROmedic

Linkuri utile Contact ROmedic

BIBLIOTECA MEDICALĂ GHID DE SĂNĂTATE FORUM MEDICAL ȘTIRI ȘI EVENIMENTE INDEX MEDICAL LOGARE ÎN CONT

Boli și afecțiuni Semne și simptome Anatomie și fiziologie Medicamente Proceduri medicale Dicționar medical

SUNTEȚI AICI:

Anatomie și fiziologie Genetica

Diviziunea celulara - mitoza si meioza

Autor: Dr. Dolfi Alexandra

Ciclul celular reprezintă totalitatea evenimentelor prin care o celulă a organismului crește, își dublează cromozomii și se divide, rezultând astfel 2 celule identice. Un ciclu celular are 2 perioade: interfaza și ciclul mitotic (pentru celulele somatice) sau meiotic (pentru celulele gametice/sexuale). Diviziunea mitotică este cea pe baza căreia se realizează creșterea organismului. Aceasta debutează prin diviziunea nucleului sau cariochineză și se termină cu diviziunea citoplasmei sau citochineză. Originea multiplicării celulare stă în replicarea ADN-ului cromozomial, care are loc în stadiul S al interfazei. Meioza are loc la organismele cu reproducere sexuată, fiind un tip particular de diviziune în care se pornește de la celule diploide și se ajunge la celule haploide sau gameți, prin unirea cărora rezultă zigotul diploid (celula unică) de la care pornește dezvoltarea unui nou organism pluricelular complex. Celulele fiice rezultate în urma mitozei au un număr egal de cromozomi (material ereditar), repartizat uniform în nucleul celular. Această diviziune asigură creșterea continuă, diferențierea celulară și

17

continuitatea genotipului, având loc în celulele somatice aflate în plină creștere și în țesutul embrionar.

Mitoza(gr. mitos = fir) Este tipul de diviziune celulară prin care celula somatică se multiplică, ducând la creșterea organismelor pluricelulare. Cuprinde diviziunea nucleară și diviziunea citoplasmatică, rezultând astfel două celule fiice identice. Mitoza este un proces continuu, dar pentru ușurarea înțelegerii succesiunii fenomenelor, ea a fost împărțită didactic în 4 faze: profaza, metafaza, anafaza și telofaza. Intefaza, sau etapa metabolică, nu este o parte a mitozei, deși este frecvent inclusă în descrierea procesului de diviziune, fiind plasata înaintea profazei. Ea este însă o fază a ciclului celular și este împărțită în stadiile G1, S și G2. Diviziunea celulară este baza reproducerii organismului. Perioada dintre 2 diviziuni mitotice se numește ciclu celular. Acesta cuprinde interfaza și diviziunea celulară împărțite în următoarele etape: G1- perioada pesintetică, S-perioada sintetică, G2- perioada postsintetică, M- mitoza (diviziunea).

Interfaza

Este perioada ce are loc înaintea diviziunii nucleului, etapă în care celula se pregătește pentru mitoză. Alcătuită din fazele G1, S și G2, ea este etapa dintre 2 mitoze consecutive. În această fază celula are cea mai ridicată activitate metabolică din ciclul celular, deoarece acum au loc procese importante care preced mitoza. Nucleul este vizualizat la microscopul optic ca fiind o structură uniformă, iar cromozomii sunt despiralizați. Vizibili sunt doar nucleolii și au loc modificări ale cromatinei nucleare (materialului genetic). În perioada G1 cantitatea de ADN este constantă (2n în celulele somatice, n în cele gametice). Are loc sinteza intensivă de ARN pe matriță ADN, proteine și enzime. Se acumulează ATP în celulă (adenozin trifosfat- sursă importantă de energie, baza procesului de respirație celulară) și crește numărul de organite celulare. G1 se desfășoară pe durata a 4-10 ore (25- 50% din interfază). În perioada S are loc replicarea ADN-ului prin mecanism semiconservativ, cantitatea de ADN crescând la 4n în celulele somatice și la 2n în celulele gametice. Cromozomii sunt de asemena replicați datorită replicării ADN-ului pentru ca, apoi, în timpul fazei M (mitoza) să fie duplicați și segregați în cele 2 celule fiice, iar fiecare celulă fiică va conține aceeași cantitate de informație genetică (același număr de cromozomi și aceeași cantitate de ADN) ca și celula mamă. Sinteza de ARN continuă paralel. Durata acestei perioade este de 5-8 ore (35-40% din interfază). În perioada G2 continuă sinteza de ARN și proteine și se acumulează în celulă cantități mari de tubulină, actină și miozină, structuri proteice esențiale pentru diviziunea celulară. Durata este de 3-5 ore (25-35% din interfază). După terminarea interfazei începe mitoza, care asigură continuitatea vieții prin creșterea, multiplicarea, diferențierea și regenerarea țesuturilor organismului. Mitoza ocupă 10% din ciclul celular și poate dura între câteva minute și câteva ore, în funcție de tipul celulelor care se divid.

Profaza

Cromozomii se răsucesc puternic spiralizându-se și se condensează devenind vizibili. Aceștia sunt alcătuiți fiecare din 2 cromatide (sunt dicromatidici) răsucite una în jurul celeilalte, ambele fiind

18

cuplate la nivelul centromerului. Nucleolul și membrana nucleară se degradează și dispar la sfârșitul profazei și apar centrii mitotici. Succesiunea temporală a proceselor care se petrec în această etapă este: migrarea centriolilor dublați încă din interfază spre polii celulei, evidențierea optică a cromozomilor datorită condensării cromatinei, degradarea nucleolilor și a membranei nucleare și formarea fusului de diviziune cu amestecul carioplasmei (substanța fundamentală a nucleului alcătuită din proteine, enzime și acid ribonucleic) și hialoplasmei (zona periferică a citoplasmei celulare). Profaza ocupă 30 de minute (50% din mitoză). Fusul de diviziune este alcătuit din filamente care leagă centriolii situați la polii celulei mitotice.

Metafaza

Cromozomii bine constituiți și delimitați se așează în regiunea ecuatorială (centrală) a nucleului, formând placa metafazică sau placa ecuatorială. Datorită bunei delimitări a cromozomilor, această etapă este cea mai potrivită pentru analiza cariotipului uman. Cromozomii se atașează de fibrele fusului de diviziune cu ajutorul centromerului, prin kinetocor (component al ultrastructurii centromerului), cele 2 cromatide ale fiecărui cromozom fiind așezate una lângă alta și unite prin centromer. Astfel cromozomii sunt dispuși în formă de stea (cu centromerul spre centru). La sfârșitul metafazei are loc diviziunea centromerilor, cromozomii devenind monocromatidici. Metafaza are durata de 8 minute, constituind 13 % din mitoză.

Anafaza

Are loc clivarea cromozomilor pe axul longitudinal și rezultă 2 cromozomi fii monocromatidici care sunt atașați printr-un centromer propriu de placa ecuatorială. Cromozomii monocromatidici încep să migreze spre polii celulei, prin glisarea pe axul longitudinal al fibrelor de tubuluină ale fusului de diviziune. Prin urmare, la polii celulari se formează 2 seturi de cromozomi, câte un set la fiecare pol, fiecare cromozom monocromatidic de la 1 pol fiind o copie identică a celui de la polul opus, cele 2 copii având aceeași informație genetică și constituție ca și cromozomul mamă care a fost clivat. La polii celulari are loc segregarea celor 2 copii identice ale fiecărui cromozom. Anafaza durează 4 minute (7% din mitoză). Se consideră că deplasarea cromozomilor către polii celulari se face ca urmare a contracțiilor proteinelor contractile (actina și miozina) din alcătuirea microtubulilor fusului de diviziune.

Telofaza

Are loc decondensarea și despiralizarea cromozomilor cu formarea câte unui nou nucleu la fiecare pol celular, care devine omogen din punct de vedere optic. Fiecare pol conține un număr diploid (2n) de cromozomi. Se formează membrana nucleară în jurul fiecărui grup de cromozomi și la sfârșitul telofazei apar și nucleolii. Fusul de diviziune se degradează și masa citoplasmatică se separă în două jumătăți odată cu repartiția organitelor citoplasmatice în cele 2 celule fiice identice genetic, morfologic și funcțional cu celula mamă. Citokineza (kytos-cavitate, kinesis-mișcare) reprezintă diviziunea citoplasmei și a tuturor organitelor citoplasmatice și a membranei celulare. Este stadiul final al mitozei, diviziune la finalul căreia, dintr-o celulă somatică diploidă (2n) rezultă 2 celule fiice tot diploide.

19

Există anumite tipuri de mitoză caracterizate prin existența unor diferențe între celula mamă și celulele fiice. Astfel sunt: - mitoza homotipică - celulele fiice sunt identice între ele dar mai mature decât celula mamă. Caracteristică diferențierii celulare (din celula stem rezultă celule specializate ce caracterizează un anumit țesut al organismului) - mitoza homoheterotipică - una din celulele fiice este identică celulei mamă, iar cealaltă este diferită - mitoza de diferențiere - tipică pentru limfocite, celulele fiice fiind mai tinere decât celula mamă. Funcțiile mitozei sunt: asigurarea unui număr constant de cromozomi, deci responsabilă de constanța materialului ereditar de la celula mamă la celulele fiice, asigură integritarea structurală și funcțională a țesuturilor (înlocuirea celulelor distruse sau bătrâne), asigură creșterea și dezvoltarea organismului precum și regenerarea țesuturilor și organelor.

Meioza(gr. meion = mai mic) Este tipul particular de diviziune, în urma căreia are loc formarea celulelor haploide din celule diploide. Are loc numai în cadrul gametogenezei fiind diviziunea indirectă specifică celulelor germinale (spermatozoidul și ovocitul de ordinul II) cu formarea celulelor sexuale (gameți). Meioza se produce doar în organismele care se produc sexuat și care produc gameți. Gameții au un număr înjumătățit sau haploid de cromozomi (n) caracteristic fiecărei specii. Meioza este practic un mod de menținere a constanței numărului de cromozomi de la părinți la urmași, deoarece dacă aceasta nu ar avea loc, numărul de cromozomi s-ar dubla la fiecare generație. În cadrul meiozei au loc două diviziuni nucleare succesive care preced formarea gameților: 1. Diviziunea reducțională sau meioza primară 2. Diviziunea ecuațională sau meioza secundară, aceasta fiind similară mitozei Meioza primară este precedată de interfază, în faza S a acesteia ADN-ul replicându-se doar o dată cu formarea cromatidei soră a fiecărui cromozom, având ca rezultat final cromozomii bicromatidici. Între diviziunea 1 și 2 poate exista o etapă intermediară- interchineza, fără sinteză suplimentară de ADN. Fiecare dintre cele 2 etape ale meiozei cuprinde 4 faze: profază, metafază, anafază, telofază.

Diviziunea reducțională

Aceasta reduce la jumătate numărul de cromozomi ai unei celule diploide (2n) cu formarea a 2 celule fiice haploide (n). Profaza I este cea mai complexă și cea mai lungă etapă, în care au loc modificări ale cromozomilor cu semnificație genetică deosebită fiind subdivizată la rândul ei în 5 stadii succesive: 1. Leptoten (leptos - subțire, tainia - panglică) - începe condensarea cromatinei nucleare, forma cromozomilor devenind vizibilă, aceștia fiind alcătuiți din filamente subțiri și 2 cromatide. Ei sunt organizați într-o rețea numită spirem 2. Zigoten (zygotos - împreună) - cromozomii omologi matern și patern se asociază pe axul longitudinal pe toată lungimea lor, de la telomer către centromer, alinierea lor formând complexul sinaptonemal. Asocierea începe într-un anumit punct și se extinde similar unui fermoar, iar locii omologi corespund. Dacă pe parcursul celor 2 cromozomi bivalenți există necorespondențe de loci, ei se nu se unesc în acele porțiuni, alipindu-se doar în segmentele omoloage. Formarea complexului sinaptonemal este caracteristică meiozei. Funcția complexului este de a menține legați cromozomii omologi și de a asigura crossing-over-ul.

20

3. Pahiten (pachys - gros) - cromozomii se spiralizează și se condensează, fiecare cromozom fiind vizibil și format din 2 cromatide surori, deci fiecare bivalent fiind alcătuit din 2 cromozomi bicromatidici omologi, rezultând astfel o structură alcătuită din 4 cromatide numită tetradă. Procesul de crossing-over se desfășoară între cromatidele non-surori ale cromozomilor omologi, astfel are loc schimbul reciproc de segmente cromatidice prin care se formează noi combinații de gene în gameți. Crossing-over-ul reprezintă una dintre sursele variabilității umane. 4. Diploten (diploos - dublu) - apar forțe de respingere între cromozomii omologi care au fost supuși crossing-over-ului, cu dispariția complexului sinaptonemal. Se produce separarea cromozomilor unui bivalent, care începe la nivelul centromerului. Astfel, cromozomii omologi mai sunt uniți doar prin cele 4 cromatide la nivelul unor puncte de contact numite chiasmata. 5. Diakinesis (dia - divergent, kinesis - mișcare) - cromozomii ating maximul de condensare, cromozomii omologi fiind uniți doar prin câteva chiasme. Aceștia se separă complet până la sfârșitul etapei deoarece chiasmata (punctele de contact dintre omolgi) sunt împinse de forțe electrostatice către extremitățile bivalenților. Începe să se formeze fusul de diviziune.

Prometafaza este o fază scurtă în care are loc dispariția membranei nucleare și a nucleolului, iar fusul de diviziune își definitivează formarea. Metafaza I – bivalenții migrează către zona ecuatorială a fusului de diviziune formând placa metafazică la ecuatorul celulei. Cromozomii omologi sunt dispuși simetric pe fus: unul este orientat spre un pol al celulei iar altul spre celălalt pol, iar prin forțele de respingere dintre cei 2 centromeri ai bivalentului are loc îndepărtarea cromozomilor omologi unul de celălalt.

Anafaza I – chiasmata dispare și cromozomii omologi bicromatidici migrează fiecare către un pol al celulei. Centromerii nu se divid, prin urmare, către poli migrează doar jumătate din numărul inițial de cromozomi. Are loc segregarea independentă a cromozomilor omologi, aceștia fiind repartizați întâmplător la polii celulari opuși, indiferent de originea maternă sau paternă pe care o au. La finalul anafazei I, la fiecare pol al celulei există câte un set haploid de cromozomi bicromatidici combinați variat.

Telofaza I – după ce cromozomii au ajuns la polii celulei începe formarea unei noi membreane nucleare la fiecare pol celular și astfel rezultă 2 nuclee haploide urmate de citochineză cu formarea a 2 celule fiice. Fiecare celulă fiică are un număr haploid de cromozomi bicromatidici, iar cele 2 cromatide ale fiecărui cromozom sunt diferite între ele ca urmare a crossing-over-ului. Urmează interchineza, în care numărul de cromozomi nu se modifică, la finalul acesteia începând meioza ecuațională.

Diviziunea ecuațională

Este similară mitozei cu diferența că aici se divid 2 celule haploide care au cromozomi bicromatidici și rezultă 4 celule haploide, fiecare având cromozomi monocromatidici (formați dintr-o singură cromatidă). Este similară mitozei având loc diviziunea centromerilor cu migrarea cromatidelor surori către polii opuși ai celulei. Diferența este că în mitoză, dintr-o celulă mamă diploidă rezultă două celule fiice diploide. Are tot 4 faze:profaza II, metafaza II, anafaza II, telofaza II.

Profaza II - filamentele de cromatină ale cromozomilor se condensează și membrana nucleară se

21

degradează. Începe să se formeze fusul de diviziune. Metafaza II - se finalizează formarea fusului de diviziune, iar cromozomii migrează către planul ecuatorial al celulei formând placa metafazică sau ecuatorială. Ei se prind de fus cu ajutorul centromerului. Anafaza II - are loc divizarea centromerilor cu separarea cromatidelor surori, fiecare migrând către un pol al celulei. Telofaza II - se produce despiralizarea și decondensarea cromozomilor ajunși la cei doi poli, cu formarea unei noi membrane nucleare în jurul fiecărui set haploid de cromozomi. Prin citochineză rezultă 4 celule haploide care au un număr de cromozomi monocromatidici de 2 ori mai mic decât celula mamă. Cele 4 celule formează o tetradă, fiind precursorii gameților.

Meioza, la toate mamiferele are loc doar în gonade. La masculi, toate cele 4 celule ale tetradei vor deveni gameți masculi (spermatozoizi la om) în urma procesului de spermatogeneză. La femele, 3 dintre cele 4 celule avortează, ultima transformându-se în gamet-femelă (ovocit la femeie) în urma procesului de ovogeneză. În concluzie, meioza este responsabilă de constanța numărului de cromozomi prin reducerea la jumătate a numărului de cromozomi al celulelor sexuale, care vor forma zigotul în urma procesului de reproducere. De asemenea asigură variabilitatea și diversitatea trăsăturilor umane, schimbului de material genetic produs ca urmarea crossing-over-ului, multe aberații cromozomiale și mutații genetice fiind rezultatul erorilor din cadrul meiozei datorită proceselor de crossing-over inegal și a non-disjuncției cromozomilor.

GametogenezaEste procesul în urma căreia rezultă gameții haploizi capabili să intre în fecundație. Gameții reprezentați de spermatozoid la bărbat și de ovocitul de ordin II la femeie sunt produși numai în gonadele masculine, respectiv feminine. Celulele epiteliului germinal al gonadelor fiecărui sex suferă procese de diviziune, citodiferențiere și maturare care au rezultat producerea gameților maturi. Structurile specifice în care se produce gametogeneza sunt foliculul ovarian pentru ovocitul de ordin II și tubul seminifer contort pentru spermatozoid. Stadiile gametogenezei: 1. Multiplicare celulară - celulele germinale primitive diploide (2n) sunt supuse unor mitoze succesive care produc spermatogoniile (2n) la bărbat și ovogoniile (2n) la femeie. 2. Creștere - rezultă spermatocitele primare (2n) și ovocitele primare (2n) sau ovocitele de ordin I, pregătite pentru meioză 3. Maturație - spermatocitele și ovocitele primare sunt implicate în diviziunea reducțională și diviziunea ecuațională urmate de diferențierea celulelor haploide și producerea gameților maturi. Gameții sunt celule haploide care conțin 23 de cromozomi (n) din care 22 sunt autozomi și unul este cromozom sexual sau gonozom și este reprezentat fie de cromozomul X, fie de cromozomul Y. Prin urmare gameții au cariotip 23, X sau 23, Y. Aceștia sunt diferiți de celulele somatice sau diploide care conțin 46 de cromozomi (2n) dintre care 44 sunt autozomi și 2 sunt gonozomi. Celulele diploide au cariotip 46, XX sau 46, XY. Sigura funcție a gameților este aceea de a fecunda și de a produce un nou organism. În lipsa fecundației, gameții involuează și dispar în 24 de ore. Linia celulară de la care pornește producția de gameți se numește linie gametogenă.

22

SpermatogenezaEste procesul prin care se formează gameții masculini sau spermatozoizii. Producția acestora începe la pubertate, când testiculele încep să secrete testosteron în cantități mari, acest hormon stimulând dezvoltarea caracterelor sexuale secundare, maturarea tubilor seminifer și inițierea spermatogenezei care are 4 etape: 1. Diferențierea și proliferarea - spermatogoniile de tip A aflate în tubii seminiferi contorți sunt celule stem care se înmulțesc prin mitoze succesive în urma cărora 50% dintre celulele fiice devin spermatogonii de tip A, celelalte 50% devenind spermatogonii de tip B. Cele de tip B suferă din nou mitoze și după ce se vor multiplica suficient de mult ele se vor diferenția formân spermatocitele primare. 2. Creșterea - are loc la pubertate. Se produce diferențierea și maturarea spermatocitelor de tip B, cu formarea spermatocitelor primare cu cariotip 46, XY 3. Meioza (diviziunea de maturație) - fiecare spermatocit primar suferă meioza primară cu reducerea la jumătate a numărului său de cromozomi, rezultând 2 celule haploide numite spermatocite secundare (una cu cariotip 23, X cealaltă 23, Y). Spermatocitele secundare suferă meioza secundară sau ecuațională formându-se astfel 4 celule haploide numite spermatide care au tot 23 de cromozomi, din fiecare spermatocit secundar rezultă două spermatide cu cariotip 23, X și două spermatide cu cariotip 23, Y. 4. Spermiogeneza - are loc transformarea spermatidelor în spermatozoizi, rezultând două tipuri de spermatozoizi, cu cromozom X și cu cromozom Y, care pătrund în tubul seminifer contort. Diferențierea de la spermatie la spermatozoid durează 64 de zile, procesele având loc astfel: 16 zile mitozele spermatogoniilor, 8 zile meioza primară a spermatocitului primar, 16 zile meioza secundară a spermatocitului secundar și 24 de zile durează spermiogeneza.

OvogenezaEste un proces similar spermatogenezei dar care se desfășoară diferit în timp, cu formarea și dezvoltarea ovulului. Gametul feminin este localizat în foliculii ovarieni și tot aici se desfășoară ovogeneza. Procesul de formare al ovulului cuprinde : meioza ovocitelor, vitelogeneza și formarea membranelor ovulului. În viața intrauterină, când ovarul nu este complet diferențiat are loc diviziunea mitotică a celulelor germinale în urma căreia se formează ovogoniile. Ovogoniile se divid mitotic după săptămâna 12 intrauterină și rezultă ovocitele primare sau de ordin I. O parte dintre ovocitele primare încep meioza reducțională dar se opresc în profaza primei diviziuni meiotice și rămân inactive până la prima ovulație care poate avea loc oricând, de la pubertate la menopauză. Stadiul inactiv în care se blochează meioza primară a ovocitelor se numește dictioten, perioadă încadrată între diploten și diakinesis. Dictiotenul este caracterizat de prezența cromozomilor bivalenți care sunt parțial condensați. În momentul în care hormonul numit LH atinge peak-ul preovulator și foliculul ovarian ajunge în stadiul preovulator se reia meioza (în general la pubertate, dar prima ovulație poatea apărea și mai târziu). Ovocitul primar aflat în dictioten este acoperit până la pubertate de un strat de celule foliculare, formându-se astfel foliculul primordial. Foarte puțini folicului primordiali ajung să se matureze la pubertate, deoarece mulți degenerează. Lunar, începând cu pubertatea, o parte dintre ovocitele primare intră în procesul de diferențiere dar, doar un singur ovocit va deveni matur sau ovocit de ordin II. Prima diviziune meiotică este pornită din nou cu puțin înainte de ovulație și rezultă celule fiice care au însă o cantitate diferită de citoplasmă, una din ele fiind ovocitul de ordin II cu cariotip 23,

23

X și a doua fiind primul globul polar, tot 23, X. În momentul în care este expulzat din foliculul ovarian, ovocitul secundar se află în metafaza II, meioza reducțională fiind terminată în trompa uterină, numai dacă are loc procesul de fecundație. În urma meiozei II rezultă ovulul matur și al doilea globul polar, ambele cu cariotip 23, XX.

Fecunda iațEste procesul prin care cele 2 celule sexuale fuzionează cu formarea celulei ou sau zigot, cu număr diploid de cromozomi (2n) care rezultă din contopirea celor 2 celule haploide (n). Fecundația are loc în treimea laterală a trompei Fallopio și durează 24 de ore. Ovocitul de ordinul II trebuie fecundat la 24 de ore după ce a fost eliberat din foliculul ovarian, altfel suferă procesul de apoptoză (moarte celulară programată). Zigotul nou format va avea material genetic de la ambii părinți datorită combinației de gene rezultate de la fiecare dintre aceștia. Etapele fecundației: 1. capacitația - procesul prin care spermatozoizii se activează pentru a pătrunde în ovocitul de ordinul II 2. penetrarea zonei pellucida a ovocitului de ordin II, strat celular complex, cu numeroase legături intermembranare. Enzimele conținute în acrozomul spermatozoidului asigură modificarea permeabilității stratului celular al zonei pellucida cu penetrarea acestuia. 3. formarea de pronucleilor masculin și feminin - odată spermatozoidul pătruns în ovocitul de ordin II, are loc terminarea meiozei reducționale a ovocitului, rezultând ovulul și al doilea globul polar. Nucleul ovulului matur se numește pronucleu feminin iar nucleul spermatozoidului se numește pronucleu masculin. Aceștia se contopesc și are loc replicarea ADN-ului. Se formează fusul de diviziune între cei 2 centrioli, fus de care cromozomii matern și patern se atașează cu ajutorul centromerului și numărul cromozomilor devine diploid (2n), 46, XX sau 46, XY în funcție de cariotipul spermatozoidului care a fecundat ovocitul de ordin II. 4. Formarea celulei ou sau zigot cu număr diploid de cromozomi, care va suferi procese succesive de diviziune mitotică în urma cărora va lua naștere embrionul uman.

IMAGINI ȘI SCHEME:

24