Μίτωση
Η μίτωση αποτελεί μέρος του κύκλου της κυτταρικής διαίρεσης. Τα χρωμοσώματα ενός κυττάρου αντιγράφονται ώστε να δημιουργηθούν δύο πανομοιότυπα σύνολα χρωμοσωμάτων και ο πυρήνας του κυττάρου διαιρείται σε δύο πανομοιότυπους πυρήνες.
Πριν από τη μίτωση, το κύτταρο δημιουργεί ένα πανομοιότυπο σύνολο των δικών του γενετικών πληροφοριών - αυτό ονομάζεται αντιγραφή. Οι γενετικές πληροφορίες βρίσκονται στο DNA των χρωμοσωμάτων. Στην αρχή της μίτωσης τα χρωμοσώματα περιελίσσονται και γίνονται ορατά με ένα φωτεινό μικροσκόπιο. Τα χρωμοσώματα είναι πλέον δύο χρωματοειδή που ενώνονται στο κεντρομερίδιο. Δεδομένου ότι τα δύο χρωματοειδή είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους, ονομάζονται αδελφές χρωματίδες.
Η μίτωση συμβαίνει σε όλους τους τύπους διαιρούμενων κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα, εκτός από το σπέρμα και τα ωάρια. Το σπέρμα και τα ωάρια είναι γαμέτες ή κύτταρα του φύλου. Οι γαμέτες παράγονται με μια διαφορετική μέθοδο διαίρεσης που ονομάζεται μαιώση.
Φάσεις της μίτωσης
Υπάρχουν πέντε φάσεις της μίτωσης. Κάθε φάση χρησιμοποιείται για να περιγράψει το είδος της αλλαγής που υφίσταται το κύτταρο. Οι φάσεις είναι η πρόφαση, η προμετάφαση, η μετάφαση, η ανάφαση και η τελόφαση.
Πρόφαση
Κατά τη διάρκεια της πρόφασης, τα χρωμοσώματα στον πυρήνα συμπυκνώνονται. Ζεύγη κεντριόλων μετακινούνται σε αντίθετες πλευρές του πυρήνα. Οι ατρακτοειδείς ίνες αρχίζουν να σχηματίζουν μια γέφυρα μεταξύ των άκρων του κυττάρου.
Προμεταφάση
Κατά τη διάρκεια της προμεταφάσης, το πυρηνικό περίβλημα γύρω από τα χρωμοσώματα διασπάται. Τώρα δεν υπάρχει πυρήνας και οι αδελφές χρωματίδες είναι ελεύθερες. Σε κάθε κεντρομερίδιο σχηματίζεται μια πρωτεΐνη που ονομάζεται κινητοχώρος. Μακριές λεπτές πρωτεΐνες φτάνουν απέναντι από τους αντίθετους πόλους του κυττάρου και προσκολλώνται σε κάθε κινητοχώρο.
Μετάφαση
Κατά τη διάρκεια της μετάφασης, τα ζεύγη χρωματοειδών ευθυγραμμίζονται με την ώθηση και την έλξη των προσκολλημένων μικροσωληνίσκων του κινητοχώρου, παρόμοια με ένα παιχνίδι "διελκυστίνδας". Και οι δύο αδελφές χρωματοειδείς παραμένουν προσκολλημένες η μία στην άλλη στο κεντρομερίδιο. Τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στον ισημερινό του κυττάρου, ή στην κεντρική γραμμή, και είναι έτοιμα για διαίρεση. Αυτή είναι η μεγαλύτερη σε διάρκεια φάση της μίτωσης.
Ανάφαση
Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, τα αδελφά χρωματοειδή χωρίζονται και μετακινούνται από τον ισημερινό του κυττάρου (πλάκα μετάφασης) προς τους πόλους του κυττάρου. Ο κινητοχώρος συνδέεται με το κεντρομερίδιο. Οι μικροσωληνίσκοι συγκρατούνται στον κινητοχώρο και μικραίνουν σε μήκος. Μια άλλη ομάδα μικροσωληνίσκων, οι μικροσωληνίσκοι που δεν ανήκουν στον κινητοχώρο, κάνουν το αντίθετο. Επιμηκύνονται. Το κύτταρο αρχίζει να τεντώνεται καθώς τα αντίθετα άκρα απομακρύνονται.
Τελόφαση
Η τελόφαση είναι το τελικό στάδιο της μίτωσης: το ίδιο το κύτταρο είναι έτοιμο να διαιρεθεί. Ένα σύνολο χρωμοσωμάτων βρίσκεται τώρα σε κάθε πόλο του κυττάρου. Κάθε σύνολο είναι πανομοιότυπο. Οι ατρακτοειδείς ίνες αρχίζουν να εξαφανίζονται και μια πυρηνική μεμβράνη σχηματίζεται γύρω από κάθε σύνολο χρωμοσωμάτων. Επίσης, ένας πυρηνόλοφος εμφανίζεται μέσα σε κάθε νέο πυρήνα και τα μονόκλωνα χρωμοσώματα ξετυλίγονται σε αόρατους κλώνους χρωματίνης.
Ανάφαση: ωθούν τα δύο σύνολα χρωμοσωμάτων σε μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ τους.
Τελόφαση: Αντιστροφή των γεγονότων της πρόφασης και της προμετάφασης
Μετάφαση: Τα κεντροσώματα έχουν μετακινηθεί στους πόλους του κυττάρου και έχουν δημιουργήσει τη μιτωτική άτρακτο. Τα χρωμοσώματα έχουν συγκεντρωθεί στη μεταφασική πλάκα.
Ένα σύντομο διάγραμμα της μίτωσης
Πρώιμη προμεταφάση: Οι μικροσωληνίσκοι αλληλεπιδρούν με τους κινητοχώρους στα χρωμοσώματα.
Φάσεις της μίτωσης
Υπάρχουν πέντε φάσεις της μίτωσης. Κάθε φάση χρησιμοποιείται για να περιγράψει το είδος της αλλαγής που υφίσταται το κύτταρο. Οι φάσεις είναι η πρόφαση, η προμετάφαση, η μετάφαση, η ανάφαση και η τελόφαση.
Πρόφαση
Κατά τη διάρκεια της πρόφασης, η χρωματίνη (μπερδεμένο dna) στον πυρήνα συμπυκνώνεται σε χρωμοσώματα (συσσωρευμένο dna). Ζεύγη κεντριόλων μετακινούνται σε αντίθετες πλευρές του πυρήνα. Οι ατρακτοειδείς ίνες αρχίζουν να σχηματίζουν μια γέφυρα μεταξύ των άκρων του κυττάρου.
Προμεταφάση
Κατά τη διάρκεια της προμεταφάσης, το πυρηνικό περίβλημα γύρω από τα χρωμοσώματα διασπάται. Τώρα δεν υπάρχει πυρήνας και οι αδελφές χρωματίδες είναι ελεύθερες. Σε κάθε κεντρομερίδιο σχηματίζεται μια πρωτεΐνη που ονομάζεται κινητοχώρος. Μακριές λεπτές πρωτεΐνες φτάνουν απέναντι από τους αντίθετους πόλους του κυττάρου και προσκολλώνται σε κάθε κινητοχώρο.
Μετάφαση
Κατά τη διάρκεια της μετάφασης, τα ζεύγη χρωματοειδών ευθυγραμμίζονται με την ώθηση και την έλξη των προσκολλημένων μικροσωληνίσκων του κινητοχώρου, παρόμοια με ένα παιχνίδι "διελκυστίνδας". Και οι δύο αδελφές χρωματοειδείς παραμένουν προσκολλημένες η μία στην άλλη στο κεντρομερίδιο. Τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στον ισημερινό του κυττάρου, ή στην κεντρική γραμμή, και είναι έτοιμα για διαίρεση. Αυτή είναι η μεγαλύτερη σε διάρκεια φάση της μίτωσης.
Ανάφαση
Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, τα αδελφά χρωματοειδή χωρίζονται και μετακινούνται από τον ισημερινό του κυττάρου (πλάκα μετάφασης) προς τους πόλους του κυττάρου. Ο κινητοχώρος συνδέεται με το κεντρομερίδιο. Οι μικροσωληνίσκοι συγκρατούνται στον κινητοχώρο και μικραίνουν σε μήκος. Μια άλλη ομάδα μικροσωληνίσκων, οι μικροσωληνίσκοι που δεν ανήκουν στον κινητοχώρο, κάνουν το αντίθετο. Επιμηκύνονται. Το κύτταρο αρχίζει να τεντώνεται καθώς τα αντίθετα άκρα απομακρύνονται.
Τελόφαση
Η τελόφαση είναι το τελικό στάδιο της μίτωσης: το ίδιο το κύτταρο είναι έτοιμο να διαιρεθεί. Ένα σύνολο χρωμοσωμάτων βρίσκεται τώρα σε κάθε πόλο του κυττάρου. Κάθε σύνολο είναι πανομοιότυπο. Οι ατρακτοειδείς ίνες αρχίζουν να εξαφανίζονται και μια πυρηνική μεμβράνη σχηματίζεται γύρω από κάθε σύνολο χρωμοσωμάτων. Επίσης, ένας πυρηνόλοφος εμφανίζεται μέσα σε κάθε νέο πυρήνα και τα μονόκλωνα χρωμοσώματα ξετυλίγονται σε αόρατους κλώνους χρωματίνης.
Τελόφαση: Αντιστροφή των γεγονότων της πρόφασης και της προμετάφασης
Ανάφαση: ωθούν τα δύο σύνολα χρωμοσωμάτων σε μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ τους.
Μετάφαση: Τα κεντροσώματα έχουν μετακινηθεί στους πόλους του κυττάρου και έχουν δημιουργήσει τη μιτωτική άτρακτο. Τα χρωμοσώματα έχουν συγκεντρωθεί στη μεταφασική πλάκα.
Πρώιμη προμεταφάση: Οι μικροσωληνίσκοι αλληλεπιδρούν με τους κινητοχώρους στα χρωμοσώματα.
Ένα σύντομο διάγραμμα της μίτωσης
Κυτταροκίνηση
Η κυτταροκίνηση, αν και είναι πολύ σημαντική για την κυτταρική διαίρεση, δεν θεωρείται στάδιο της μίτωσης. Κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, το κύτταρο διαιρείται φυσικά. Αυτό συμβαίνει αμέσως μετά την ανάφαση και κατά τη διάρκεια της τελόφασης. Το αυλάκι διάσπασης, το οποίο είναι το τσίμπημα που προκαλείται από τον δακτύλιο των πρωτεϊνών, τσιμπάει τελείως, κλείνοντας το κύτταρο.
Το κύτταρο έχει πλέον αναπαραχθεί με επιτυχία. Μετά την κυτταροκίνηση, το κύτταρο επιστρέφει στη μεσοφάση, όπου ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Αν η κυτταροκίνηση συνέβαινε σε ένα κύτταρο που δεν είχε περάσει από μίτωση, τότε τα θυγατρικά κύτταρα θα ήταν διαφορετικά ή δεν θα λειτουργούσαν σωστά. Το ένα θα εξακολουθούσε να έχει τον πυρήνα και το άλλο θα στερούνταν πυρήνα. Η κυτταροκίνηση είναι διαφορετική τόσο στα ζωικά όσο και στα φυτικά κύτταρα. Στα φυτικά κύτταρα, αντί να χωριστεί σε δύο μισά, σχηματίζει μια κυτταρική πλάκα. Πρόκειται για ένα κυτταρικό τοίχωμα που σχηματίζεται μεταξύ των δύο πυρήνων μετά τη διάσπασή τους. Αυτό πρέπει να συμβεί επειδή τα κύτταρα έχουν άκαμπτο σχήμα και πρέπει να καλύπτονται πλήρως από το κυτταρικό τοίχωμα για να λειτουργήσουν.
Κυτταροκίνηση
Η κυτταροκίνηση, αν και είναι πολύ σημαντική για την κυτταρική διαίρεση, δεν θεωρείται στάδιο της μίτωσης. Κατά τη διάρκεια της κυτταροκίνησης, το κύτταρο διαιρείται φυσικά. Αυτό συμβαίνει αμέσως μετά την ανάφαση και κατά τη διάρκεια της τελόφασης. Το αυλάκι διάσπασης, το οποίο είναι το τσίμπημα που προκαλείται από τον δακτύλιο των πρωτεϊνών, τσιμπάει τελείως, κλείνοντας το κύτταρο.
Το κύτταρο έχει πλέον αναπαραχθεί με επιτυχία. Μετά την κυτταροκίνηση, το κύτταρο επιστρέφει στη μεσοφάση, όπου ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Αν η κυτταροκίνηση συνέβαινε σε ένα κύτταρο που δεν είχε περάσει από μίτωση, τότε τα θυγατρικά κύτταρα θα ήταν διαφορετικά ή δεν θα λειτουργούσαν σωστά. Το ένα θα εξακολουθούσε να έχει τον πυρήνα και το άλλο θα στερούνταν πυρήνα. Η κυτταροκίνηση είναι διαφορετική τόσο στα ζωικά όσο και στα φυτικά κύτταρα. Στα φυτικά κύτταρα, αντί να χωριστεί σε δύο μισά, σχηματίζει μια κυτταρική πλάκα. Πρόκειται για ένα κυτταρικό τοίχωμα που σχηματίζεται μεταξύ των δύο πυρήνων μετά τη διάσπασή τους. Αυτό πρέπει να συμβεί επειδή τα κύτταρα έχουν άκαμπτο σχήμα και πρέπει να καλύπτονται πλήρως από το κυτταρικό τοίχωμα για να λειτουργήσουν.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ε: Τι είναι η μίτωση;
A: Η μίτωση είναι μέρος του κύκλου της κυτταρικής διαίρεσης κατά τον οποίο τα χρωμοσώματα αντιγράφονται για να δημιουργηθούν δύο πανομοιότυπα σύνολα χρωμοσωμάτων και ο πυρήνας του κυττάρου διαιρείται σε δύο πανομοιότυπους πυρήνες.
Ερ: Τι συμβαίνει πριν από τη μίτωση;
Α: Πριν από τη μίτωση, το κύτταρο δημιουργεί ένα πανομοιότυπο σύνολο της δικής του γενετικής πληροφορίας - αυτό ονομάζεται αντιγραφή. Οι γενετικές πληροφορίες βρίσκονται στο DNA των χρωμοσωμάτων.
Ερ: Πώς μπορούμε να παρατηρήσουμε τη μίτωση;
Α: Στην αρχή της μίτωσης, τα χρωμοσώματα τυλίγονται και γίνονται ορατά με ένα φωτεινό μικροσκόπιο. Τα χρωμοσώματα είναι πλέον δύο χρωματοειδή που ενώνονται στο κεντρομερίδιο. Δεδομένου ότι τα δύο χρωματοειδή είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους, ονομάζονται αδελφές χρωματίδες.
Ερ: Σε ποιον τύπο κυττάρων συμβαίνει η μίτωση;
Α: Η μίτωση συμβαίνει σε όλους τους τύπους διαιρούμενων κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα εκτός από το σπέρμα και τα ωάρια (γαμέτες ή κύτταρα του φύλου).
Ερ: Ποια διαδικασία λαμβάνει χώρα αντ' αυτού για τους γαμέτες;
Α: Για τους γαμέτες (σπερματοζωάρια και ωάρια), αντί αυτού λαμβάνει χώρα μια διαφορετική μέθοδος διαίρεσης που ονομάζεται μαιώση.
Ερ: Πώς ονομάζουμε ένα πανομοιότυπο σύνολο που δημιουργείται από ένα κύτταρο πριν από τη μίτωση;
Α: Ένα πανομοιότυπο σύνολο που δημιουργείται από ένα κύτταρο πριν από τη μίτωση ονομάζεται αντιγραφή.
Ερ: Πώς αναφερόμαστε σε δύο χρωματοειδή που είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους κατά τη διάρκεια της μίτωσης;
Α: Δύο χρωματοειδή που είναι πανομοιότυπα μεταξύ τους κατά τη διάρκεια της μίτωσης αναφέρονται ως αδελφά χρωματοειδή.
