Podziały komórkowe – powtórka do sprawdzianu

Cykl komórkowy

• Faza S: liczba chromosomów zostaje 2n, a ilość DNA rośnie 2c → 4c (n – liczba chromosomów w jednym zestawie; c – ilość DNA w jednym zestawie jednochromatydowych chromosomów)
• Chromosomy homologiczne to pary chromosomów o tej samej wielkości i tych samych genach: jeden od matki, drugi od ojca. Komórka somatyczna człowieka ma 2n = 46 chromosomów (23 pary), a gameta n = 23.
• Cykl komórkowy to czas od powstania komórki do jej podziału. Składa się z interfazy (zwykle ok. 90% czasu) i fazy podziału M: mitozy (podział jądra) i cytokinezy (podział cytoplazmy).

Replikacja DNA – enzymy i przebieg (rozszerzenie)

• Helikaza rozplata → prymaza robi starter → polimeraza DNA wydłuża 5′→3′ → ligaza łączy fragmenty Okazaki
• Polimeraza DNA dokłada nukleotydy tylko do końca 3′, więc nowa nić rośnie zawsze w kierunku 5′→3′. Potrzebuje też startera – krótkiego odcinka RNA, od którego zaczyna.
• Nić wiodąca rośnie w tę samą stronę, w którą przesuwają się widełki, więc powstaje w sposób ciągły.

Mitoza

• Mitoza: 1 komórka 2n → 2 komórki 2n, identyczne genetycznie
• Mitoza to podział jądra komórkowego. Po niej (razem z cytokinezą, o której niżej) powstają zwykle dwie komórki potomne identyczne genetycznie z wyjściową.
• Cytokineza to podział cytoplazmy. Zwykle rusza pod koniec mitozy, ale to osobny proces: mitoza dotyczy jądra, cytokineza – reszty komórki.

Mejoza

• Mejoza: 1 komórka 2n → 4 komórki n, zróżnicowane genetycznie
• Mejoza to dwa kolejne podziały jądra po jednym skopiowaniu DNA. Z jednej komórki 2n (dwa zestawy chromosomów) powstają cztery komórki n (jeden zestaw), różne genetycznie.
• Mejoza I (podział redukcyjny): w profazie I chromosomy homologiczne łączą się w pary – biwalenty (2 chromosomy, 4 chromatydy) – i wymieniają odcinki (crossing-over). W anafazie I rozchodzą się całe chromosomy homologiczne: z 2n powstaje n, ale chromosomy są nadal dwuchromatydowe.

Wrzeciono podziałowe, mitoza a mejoza, rekombinacja (rozszerzenie)

• Liczba kombinacji chromosomów = 2ⁿ. n oznacza liczbę par homologów w komórce diploidalnej, równą liczbie chromosomów jednego zestawu. 2 oznacza dwie możliwości wyboru w każdej parze. Wzór uwzględnia samą segregację, bez crossing-over.
• Wrzeciono podziałowe tworzą mikrotubule z białka tubuliny. U zwierząt ich organizację wspiera centrosom z centriolami; rośliny nasienne tworzą wrzeciono bez centrioli.
• Białka motoryczne (dyneiny, kinezyny) przesuwają mikrotubule względem siebie; skracanie (depolimeryzacja) włókien kinetochorowych ciągnie chromatydy do biegunów.

Apoptoza i nowotwory

• Apoptoza – „ciche” usunięcie komórki bez stanu zapalnego; nekroza – śmierć z uszkodzenia ze stanem zapalnym
• Apoptoza to uporządkowana, zaplanowana śmierć komórki. Przebieg: sygnał (z zewnątrz albo z wnętrza komórki, np. po uszkodzeniu DNA) → włączenie kaspaz (enzymów tnących białka) → komórka się kurczy, a jej DNA rozpada się na fragmenty → powstają ciałka apoptotyczne, które zjadają fagocyty, bez stanu zapalnego.
• Nekroza to śmierć z powodu uszkodzenia (uraz, oparzenie, brak krwi): komórka pęcznieje, pęka, a jej zawartość wywołuje stan zapalny.

Regulacja cyklu komórkowego, apoptoza i nowotwory (rozszerzenie)

• Cyklina + CDK = aktywny kompleks uruchamiający kolejny etap cyklu
• Cykliny to białka, których ilość rośnie i spada w kolejnych fazach. Wiążą się z kinazami zależnymi od cyklin (CDK); aktywny kompleks fosforyluje (dołącza reszty fosforanowe do) inne białka i uruchamia kolejny etap.