Ląstelių dalijimasis: ląstelių ciklas

Organizmo augimas vyksta dėl ląstelių skaičiaus padidėjimo dalijimosi būdu. Pagrindiniai ląstelių dalijimosi būdai žmogaus organizme yra mitozė ir mejozė. Šių ląstelių dalijimosi būdų metu vykstantys procesai vyksta vienodai, tačiau duoda skirtingus rezultatus.

Mitozinis ląstelių dalijimasis (mitozė) lemia ląstelių skaičiaus padidėjimą ir organizmo augimą. Šis metodas užtikrina ląstelių atsinaujinimą joms susidėvėjus arba žūstant. Šiuo metu žinoma, kad epidermio ląstelės gyvena 10–30 dienų, eritrocitai – iki 4–5 mėnesių. Nervų ir raumenų ląstelės (skaidulos) gyvena visą žmogaus gyvenimą.

Visos ląstelės dauginimosi (dalijimosi) metu patiria pokyčius, kurie atitinka ląstelės ciklo struktūrą. Ląstelės ciklas – tai pavadinimas, suteikiamas procesams, vykstantiems ląstelėje nuo dalijimosi iki dalijimosi arba nuo dalijimosi iki ląstelės mirties (mirties). Ląstelės ciklas skiria ląstelės pasiruošimą dalijimuisi (interfazę) ir mitozę (ląstelės dalijimosi procesą).

Interfazėje, kuri trunka maždaug 20–30 valandų, padidėja biosintezės procesų greitis, padidėja organelių skaičius. Šiuo metu ląstelės ir visų jos struktūrinių komponentų, įskaitant centrioles, masė padvigubėja.

Vyksta nukleorūgščių molekulių replikacija (kartojimas, dvigubėjimas). Tai yra pirminėje DNR saugomos genetinės informacijos perdavimo procesas, tiksliai ją atkartojant dukterinėse ląstelėse. Pirminės DNR grandinė tarnauja kaip šablonas dukterinės DNR sintezei. Dėl replikacijos kiekviena iš dviejų dukterinių DNR molekulių susideda iš vienos senos ir vienos naujos grandinės. Mitozės pasiruošimo laikotarpiu ląstelėje sintetinami baltymai, būtini ląstelių dalijimuisi. Interfazės pabaigoje branduolyje esantis chromatinas kondensuojasi.

Mitozė (iš graikų kalbos mitos – siūlas) yra laikotarpis, kai motininė ląstelė dalijasi į dvi dukterines ląsteles. Mitozinis ląstelių dalijimasis užtikrina tolygų ląstelės struktūrų, jos branduolio medžiagos – chromatino – pasiskirstymą tarp dviejų dukterinių ląstelių. Mitozės trukmė yra nuo 30 minučių iki 3 valandų. Mitozė skirstoma į profazę, metafazę, anafazę, telofazę.

Profazėje branduolėlis palaipsniui suyra, o centriolės diverguojasi link ląstelės polių. Centriolių mikrovamzdeliai nukreipti į pusiaują, o pusiaujo srityje jie persidengia.

Metafazėje branduolio membrana suyra, chromosomų siūlai nukreipiami į polius, išlaikydami ryšį su pusiaujo ląstelės sritimi. Endoplazminio tinklo ir Goldžio komplekso struktūros suyra į mažus burbuliukus (pūsleles), kurie kartu su mitochondrijomis pasiskirsto abiejose dalijančios ląstelės pusėse. Metafazės pabaigoje kiekviena chromosoma pradeda skilti į dvi naujas dukterines chromosomas išilginiu plyšiu.

Anafazėje chromosomos atsiskiria viena nuo kitos ir juda link ląstelės polių iki 0,5 μm/min greičiu. Anafazės pabaigoje plazminė membrana įsiveržia išilgai ląstelės pusiaujo statmenai jos išilginei ašiai, sudarydama dalijimosi vagą.

Telofazėje chromosomos, kurios išsiskyrė į ląstelės polius, dekondensuojasi, tampa chromatinu ir prasideda RNR transkripcija (gamyba). Susiformuoja branduolio membrana ir branduolėlis, greitai formuojasi būsimų dukterinių ląstelių membraninės struktūros. Ląstelės paviršiuje, išilgai jos pusiaujo, susiaurėjimas gilėja, ir ląstelė dalijasi į dvi dukterines ląsteles.

Dėl mitozinio dalijimosi dukterinės ląstelės gauna chromosomų rinkinį, identišką motinos chromosomoms. Mitozė užtikrina genetinį stabilumą, ląstelių skaičiaus padidėjimą ir, atitinkamai, organizmo augimą, taip pat regeneracijos procesus.

Lytinėse ląstelėse stebima mejozė (iš graikų k. mejozė – redukcija). Dėl šių ląstelių dalijimosi susidaro naujos ląstelės su vienu (haploidiniu) chromosomų rinkiniu, kuris yra svarbus genetinės informacijos perdavimui. Kai viena lytinė ląstelė susilieja su priešingos lyties ląstele (apvaisinimo metu), chromosomų rinkinys padvigubėja, tampa pilnas, dvigubas (diploidinis). Diploidinėje (bibranduolinėje) zigotoje, susidariusioje po lytinių ląstelių susiliejimo, yra du identiškų (homologinių) chromosomų rinkiniai. Kiekviena diploidinio organizmo (zigotos) homologiškų chromosomų pora yra kilusi iš kiaušinėlio branduolio ir iš spermos branduolio.

Dėl lytinių ląstelių mejozės subrendusiame organizme kiekvienoje dukterinėje ląstelėje yra tik viena iš visų homologiškų pradinių ląstelių chromosomų porų. Tai tampa įmanoma, nes mejozės metu vyksta tik DNR replikacija ir du iš eilės vykstantys branduolių dalijimai. Dėl to iš vienos diploidinės ląstelės susidaro dvi haploidinės ląstelės. Kiekvienoje iš šių dukterinių ląstelių yra perpus mažiau chromosomų (23) nei motininės ląstelės branduolyje (46). Dėl mejozės haploidinės lytinės ląstelės turi ne tik perpus mažesnį chromosomų skaičių, bet ir kitokį genų išsidėstymą chromosomose. Todėl naujasis organizmas turi ne tik savo tėvų savybių sumą, bet ir savo (individualius) požymius.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]