➗ Buněčný cyklus, mitóza a meióza

Cyklus

O čem to je

Začínal jsi jako jediná buňka. Dnes máš desítky bilionů buněk – a pořád vznikají nové: když se ti zahojí odřené koleno nebo ti rostou vlasy. Každá nová buňka vznikla rozdělením jiné buňky.

Aby obě nové buňky fungovaly, musí každá dostat úplnou kopii dědičné informace. Jak to buňka zařídí, je jeden z nejpřesnějších procesů v přírodě. A když se pokazí, může vzniknout nádor.

Nové pojmy

DNAMolekula, ve které je zapsaná dědičná informace – návod na stavbu těla.

ChromozomÚtvar, do kterého je DNA svinutá – jako nit namotaná na cívky. Člověk má v tělních buňkách 46 chromozomů.

ChromatidaPřed dělením se každý chromozom zkopíruje. Obě kopie drží u sebe v místě zvaném centromera, tvar připomíná X. Každá z těch dvou polovin je chromatida.

Buněčný cyklusŽivot buňky od jejího vzniku do jejího rozdělení. Má fázi přípravy (interfáze) a fázi dělení (M).

Fáze cyklu

Projdi si kroky. Všimni si, že většinu času buňka nedělí, ale roste a připravuje se.

G1 – buňka roste a pracuje
S – zdvojení (replikace) DNA
G2 – příprava na dělení
M – mitóza (dělení jádra)
cytokineze – rozdělení cytoplazmy

Mitóza krok za krokem

MitózaDělení jádra, při kterém vzniknou dvě jádra se stejnými chromozomy, jaké měla mateřská buňka.

Dělicí vřeténkoSoustava vláken z bílkovinných trubiček (mikrotubulů), která chromozomy přitahuje k opačným koncům (pólům) buňky.

Profáze – chromozomy se zkrátí a zhustí (jsou vidět), jaderný obal se rozpadne, tvoří se vřeténko.

Metafáze – chromozomy se seřadí doprostřed buňky do rovníkové roviny.

Anafáze – vřeténko rozdělí každý chromozom na dvě chromatidy a táhne je k opačným pólům.

Telofáze – kolem obou skupin se vytvoří jaderný obal, vzniknou dvě jádra.

Pomůcka na pořadí: PMAT – profáze, metafáze, anafáze, telofáze. Pak cytokineze rozdělí cytoplazmu a jsou dvě buňky.

Meióza – dělení pro pohlavní buňky

Diploidní (2n) a haploidní (n)Diploidní buňka má chromozomy v páru – jeden od mámy, jeden od táty (člověk 2n = 46). Haploidní má jen jednu sadu (n = 23).

GametaPohlavní buňka – vajíčko nebo spermie. Je haploidní.

Meióza jsou dvě dělení za sebou. Z jedné diploidní buňky vzniknou 4 haploidní buňky, každá geneticky trochu jiná. Když pak spermie (23) oplodí vajíčko (23), vznikne zase 46.

Buňka kůže má 46 chromozomů a rozdělí se mitózou. Kolik chromozomů mají nové buňky?

Mitóza kopíruje: obě nové buňky mají 46, stejně jako původní.

Kdyby gamety vznikaly mitózou, co by se stalo s počtem chromozomů dítěte?

Spermie i vajíčko by měly 46 → dítě 92, vnouče 184… Počet by se každou generaci zdvojil. Proto meióza snižuje počet na polovinu.

✗DNA se zdvojuje během mitózy.

✓DNA se zdvojuje už předem, ve fázi S interfáze.

Do mitózy vstupuje buňka s už zkopírovanými chromozomy (dvě chromatidy). Mitóza je jen rozdělí.

Cyklus: G1 → S (replikace DNA) → G2 → M. Mitóza PMAT dává 2 stejné buňky, meióza 4 haploidní různé. Nekontrolované dělení vede k nádorům.

Srovnání

O čem to je

Buňky se dělí dvěma způsoby. Jeden slouží k růstu a hojení – dělá přesné kopie. Druhý slouží k pohlavnímu rozmnožování – dělá buňky s poloviční výbavou a navíc dědičnou informaci zamíchá. Proto nejsi kopie rodičů ani sourozenců.

Tohle vysvětlení postaví obě dělení vedle sebe a ukáže rozdíly v číslech.

Nové pojmy

ChromozomSvinutá molekula DNA s dědičnou informací. Před dělením se zdvojí – má pak dvě chromatidy spojené v centromeře.

Homologní chromozomyDvojice chromozomů stejného tvaru a se stejnými geny – jeden od matky, druhý od otce.Oba chromozomy 1 v tvé buňce jsou homologní pár.

2n a nDiploidní (2n) buňka má páry homologních chromozomů (člověk 46). Haploidní (n) má z každého páru jen jeden (člověk 23).

GametyPohlavní buňky – spermie a vajíčka. Jsou haploidní.

InterfázeObdobí mezi děleními: buňka roste (G1), zkopíruje DNA (S) a připraví se (G2).

Mitóza a meióza vedle sebe

	Mitóza	Meióza
počet dělení	1	2
vzniklé buňky	2	4
počet chromozomů	2n → 2n	2n → n
genetická shoda	stejné jako mateřská	různé (crossing-over)
kde	tělní buňky	tvorba pohlavních buněk (gamet)
účel	růst, hojení, obnova	pohlavní rozmnožování

Čtyři fáze dělení

Mitóza (i každé ze dvou dělení meiózy) má fáze PMAT: profáze (chromozomy se zhustí, jaderný obal zmizí), metafáze (chromozomy v rovníkové rovině), anafáze (rozchod k pólům), telofáze (vzniknou nová jádra). Pak cytokineze rozdělí cytoplazmu.

Dělicí vřeténkoVlákna z mikrotubulů, která chromozomy rozvádějí k pólům buňky.

Proč jsou gamety různé

Crossing-overNa začátku meiózy se homologní chromozomy k sobě přiloží a vymění si úseky. Vzniknou chromozomy s novou kombinací genů od obou rodičů.

Navíc se v prvním dělení páry rozcházejí náhodně – do jedné buňky může jít chromozom od matky, do druhé od otce, a to u každého z 23 párů zvlášť.

Spoj pojmy s jejich významem – otoč karty a ověř se.

haploidní – n – jedna sada chromozomů
diploidní – 2n – páry chromozomů
cytokineze – rozdělení cytoplazmy
chromatida – polovina zdvojeného chromozomu
fáze S – replikace (zdvojení) DNA

Kolik chromozomů má lidská spermie?

Vzniká meiózou → haploidní → 23 (n). Tělní buňka má 46 (2n).

Kolik buněk vznikne meiózou ze 3 buněk?

Každá dá 4 → 3 · 4 = 12 haploidních buněk.

✗Meióza je jen dvakrát rychlejší mitóza.

✓Meióza snižuje počet chromozomů na polovinu a míchá geny.

Mitóza dělá kopie (2n → 2n). Meióza z 2n dělá n a díky crossing-overu a náhodnému rozchodu vznikají geneticky různé gamety.

Mitóza kopíruje: 1 dělení, 2 stejné diploidní buňky. Meióza redukuje a míchá: 2 dělení, 4 haploidní různé buňky (gamety).

🔬Stavba buňky🧫Viry