Mitoza și meioza sunt cele două feluri în care se împart celulele eucariote, iar diferența dintre ele explică de ce un om se vindecă, dar și de ce frații nu sunt copii identice ale părinților. Mitoza face copii fidele și ține corpul în funcțiune: creștere, înlocuirea pielii, vindecarea unei tăieturi. Meioza face celule sexuale unice, cu jumătate din setul de cromozomi, ca să poată fi refăcut prin fecundare.
Articolul parcurge fazele, le pune alături într-un tabel și arată cum apar greșelile care duc la boli sau la variații. Cuvintele-cheie sunt explicate pe măsură ce apar, deci nu ai nevoie de cunoștințe anterioare.
De ce se împart celulele?
Celulele se împart pentru ca organismul să crească, să-și repare țesuturile și să se înmulțească. Fiecare diviziune trebuie precedată de copierea ADN-ului, descrisă în articolul despre ADN, pentru ca fiecare celulă fiică să primească setul complet de instrucțiuni.
Celulele își parcurg ciclul celular, care are o fază lungă numită interfază (celula crește, își copiază ADN-ul) și o fază scurtă de diviziune. Corpul uman are tipuri de celule care se divid des, cum sunt cele din piele sau din mucoasa intestinală, și tipuri care se divid foarte rar sau deloc, ca multe celule nervoase.
Cum arată mitoza?
Mitoza împarte nucleul unei celule în două nuclee identice, apoi citoplasma se împarte și rezultă două celule diploide, adică cu același număr de cromozomi ca celula inițială. Pentru om, acest număr este 46. Procesul are patru faze principale.
- Profaza: cromatina se condensează în cromozomi vizibili, fiecare format din două cromatide surori unite de un centromer. Membrana nucleului dispare, iar fusul de diviziune începe să se formeze.
- Metafaza: cromozomii se aliniază la mijlocul celulei, pe un plan numit ecuator.
- Anafaza: cromatidele surori se despart și sunt trase spre poli de fibrele fusului.
- Telofaza: în jurul fiecărui set apare un nucleu nou, cromozomii se desfac, iar celula se strânge la mijloc (la animale) sau își formează un perete (la plante).
Ultima etapă, citokineza, separă definitiv cele două celule. Totalul durează de obicei de la una la câteva ore, în funcție de tipul de celulă.
Sfat: poți ține minte ordinea fazelor cu ajutorul literelor P-M-A-T. Fiecare literă marchează un pas: pregătire, aliniere, separare, terminare.
Cum arată meioza?
Meioza are două diviziuni consecutive, cu o singură copiere a ADN-ului, și rezultă patru celule haploide, adică cu jumătate din numărul de cromozomi. La om, un gamet are 23 de cromozomi, iar la fecundare ovulul și spermatozoidul refac setul de 46.
În meioza I se separă cromozomii omologi, adică perechile formate din cromozomul moștenit de la mamă și cel moștenit de la tată. În meioza II se separă cromatidele surori, ca într-o mitoză obișnuită. Primul pas este cel care înjumătățește numărul de cromozomi, iar al doilea doar împarte celulele rezultate.
În profaza I are loc un fenomen aparte: crossing-over, schimbul de segmente între cromozomii omologi. Practic, cromozomii "își fac schimb de bucăți", așa că fiecare cromozom din gamet este un amestec al celor de la bunici. În plus, orientarea perechilor de cromozomi la metafază este aleatorie, ceea ce adaugă și mai multă variație. Doar combinațiile posibile ale cromozomilor omului depășesc 8 milioane, fără a număra crossing-over-ul.
Care sunt diferențele dintre mitoză și meioză?
Cele două diviziuni diferă prin scop, număr de diviziuni, număr de celule rezultate și grad de asemănare cu celula-mamă. Tabelul de mai jos adună principalele repere.
| Caracteristică | Mitoza | Meioza |
|---|---|---|
| Scop | creștere, regenerare, înlocuirea celulelor | formarea gameților (celule sexuale) |
| Unde are loc | celulele corpului (somatice) | gonade: ovare și testicule |
| Număr de diviziuni | una | două |
| Celule rezultate | 2 | 4 |
| Număr de cromozomi | rămâne la fel (diploid) | se înjumătățește (haploid) |
| Crossing-over | nu | da |
| Celule fiice | identice cu cea inițială | diferite între ele |
La organismele care se înmulțesc asexuat, cum sunt bacteriile, drojdiile sau unele plante prin butași, mitoza (sau varianta bacteriană, fisiunea binară) este suficientă pentru a produce urmași identici. Reproducerea sexuată cu meioză cere mai multă energie, dar oferă variație, ceea ce crește șansele ca măcar o parte din urmași să se adapteze la schimbări. Această variație este materia primă pe care acționează selecția naturală.
Ce se întâmplă când diviziunea merge prost?
Erorile de diviziune pot produce celule cu număr greșit de cromozomi sau cu defecte genetice. Dacă la meioză o pereche de cromozomi nu se separă (nondisjuncție), un gamet ajunge cu un cromozom în plus sau în minus. Sindromul Down, de exemplu, apare de obicei din trei copii ale cromozomului 21.
În mitoză, mecanismele de control se opresc din când în când. Celula are "puncte de verificare" care opresc ciclul dacă ADN-ul e deteriorat, iar celulele care ignoră aceste semnale se divid necontrolat. Aceasta este, în esență, baza cancerului: nu un singur eveniment, ci o acumulare de mutații în genele care reglează diviziunea. Pentru detalii medicale, un specialist este sursa potrivită.
Cum se leagă diviziunea de legile moștenirii?
Comportamentul cromozomilor la meioză explică regulile descoperite de Mendel: separarea alelelor și asortarea lor independentă. Când perechile se despart la meioza I, fiecare gamet primește doar una din cele două alele ale unei gene. Mai multe despre această legătură găsești în articolul despre genetica lui Mendel.
Structura celulei în care se petrece totul, de la nucleu la centrioli, e descrisă în articolul despre celulă, iar o privire de ansamblu asupra biologiei găsești în ghidul principal al categoriei. Verificarea acestor mecanisme în laborator urmează logica din articolul despre metoda științifică.
Întrebări frecvente
Câte celule rezultă din mitoză și din meioză?
Mitoza dă două celule fiice identice, iar meioza dă patru celule diferite între ele, fiecare cu jumătate din numărul de cromozomi.
Unde are loc meioza în corpul uman?
Doar în gonade: în ovare, pentru formarea ovulelor, și în testicule, pentru formarea spermatozoizilor.
Ce este crossing-over-ul?
Este schimbul de segmente de ADN dintre cromozomii omologi în profaza primei diviziuni meiotice. Creează combinații noi de gene în gameți.
Celulele diploide și haploide cum se deosebesc?
Celulele diploide au două seturi de cromozomi, unul de la fiecare părinte, iar cele haploide au un singur set. Gameții sunt haploizi.
Se divid toate celulele corpului?
Nu. Celulele din piele și din intestin se divid des, în timp ce multe celule nervoase sau din mușchiul inimii se divid foarte rar sau deloc la adult.
