Witajcie drodzy uczniowie! Cały czas kręcimy się wokół genetyki. Tym razem zaatakujemy temat mitozy i mejozy, a więc dwóch podziałów komórkowych.
Zapraszam! Mitoza i mejoza to dwa koszmarki, które nazywają się podobnie, podobnie przebiegają, no i pokaż mi palcem kogoś, komu się one nie mylą. Zanim przyjrzymy im się dokładniej Spójrzmy na rozmnażanie płciowe.
Swoją drogą temat rozmnażania można wpleść niemal w każdą biologiczną opowieść. I powiedzcie mi, że ten przedmiot nie jest ekstra. Prześledźmy pewien ciąg przyczyn i skutków. Nowy organizm powstaje z połączenia plemnika i komórki jajowej. Ta pierwsza komórka powstała z połączenia tamtych dwóch.
To zygota. Zygota dzieląc się... Z jednej powstają dwie, z dwóch cztery i tak miliardy razy utworzy się cały organizm. No i zobaczcie co z tego wynika.
Zygota musi mieć wszystkie informacje o nowym organizmie. Zaś plemnik i komórka jajowa powinny mieć po połowie porcji tych informacji, żeby po połączeniu mieć informacyjny komplet. Spójrzcie na przykład.
Adam i Ewa umówili się na piknik, żeby wszystko udało się tak jak trzeba. Potrzebne są napoje i jedzenie. To będzie w naszym przykładzie komplet. Gdyby każdy z nich przyniosło zarówno napoje jak i jedzenie, mielibyśmy stanowczo za dużo.
A kto wie, co by się mogło wydarzyć przy zbyt dużej ilości napojów. Dlatego Adam przynosi tylko napoje, Ewa tylko jedzenie. W ten sposób... Na pikniku jest wszystkiego ile trzeba. W plemniku przypłyną napoje, komórka jajowa zapewni jedzonko i tak od milionów lat wszystko elegancko się kręci.
Ale zobaczcie do jakiego problemu nas to prowadzi. Pamiętacie zygotę? Tę powstałą po połączeniu gamet. Ona ma zarówno napoje jak i jedzonko, znaczy komplet.
Ona się dzieli, czyli kopiuje, powstają dwie zawierające również komplet itd. Każda komórka powstała z tej zygoty ma kompletną informację genetyczną, składającą się z połowy informacji od ojca, ta która przypłynęła w plemniku, i połowy od matki, ta która była w komórce jajowej. No tylko, że ten organizm, który dojrzewa właśnie, ten od zygoty, kiedyś będzie produkował komórki rozrodcze.
czyli takie, które nie mogą mieć całego kompletu informacji, a właśnie połowę. Te komórki to gamety potrzebne do rozmnażania w następnym pokoleniu. Dlatego utworzenie komórki jajowej i plemnika musi poprzedzać redukcja informacji o połowę. W ten sposób każde kolejne pokolenie, każdy potomek dostaje komplet w tej przedziwnej opowieści.
Przewijają się jak widzicie dwa rodzaje podziałów. Podziałów komórkowych. Taki, w którym kopiujemy komórkę, czyli była jedna macierzysta, są dwie, potomne, wszystkie są identyczne. No i drugi podział taki, w którym musi zredukować ilość informacji, a w jego wyniku powstanie komórka jajowa i plemnik. Zwróćcie uwagę, że ten pierwszy podział, o którym mowa, Z jednej na dwie.
Jest taki bardziej wszechstronny, bo przyda się by wyprodukować nowe komórki, na przykład krwinki. Przyda się do wzrostu, wiecie, ciągły wzrost włosów czy paznokci. No one rosną, bo pojawiają się nowe komórki.
Weźmy regenerację po uszkodzeniu, na przykład gojenie się ran. Niektóre jednokomórkowe organizmy w ten smutny sposób się rozmnażają. Była jedna komórka bakterii i w wyniku podziału, czyli rozmnażania bezpłciowego, są dwie. I oto właśnie omówiliśmy sobie znaczenie biologiczne mitozy, podziału, który ma za zadanie bezstratnie skopiować informacje i w jego wyniku z jednej macierzystej powstają dwie komórki potomne, identyczne w stosunku do siebie i w stosunku do tej macierzystej, której już nie ma, która zniknęła, która przestała istnieć.
Przebieg tego procesu to cztery etapy. Kluczową sprawą jest pamiętanie o takim drobiazgu, jak replikacja DNA, która poprzedza każdy z podziałów. Pamiętacie jeszcze replikację? O w tym filmie możecie sobie to przypomnieć. To rozplecenie nici DNA i do każdej połówki do budowania drugiej w ten sposób z jednej dwuniciowej cząsteczki DNA otrzymujemy dwie dwuniciowe cząsteczki DNA.
Dobra, wróćmy do mitozy. Cztery etapy. Luźne nici DNA zwijają się. Mówimy...
Że DNA ulega kondensacji i powstają chromosomy. Pamiętajmy cały czas, że jesteśmy po replikacji, zatem każdy chromosom ma dwie chromatydy będące kopiami siebie. Zanika otoczka jądrowa i formuje się wrzeciono podziałowe. To wrzeciono to takie pęczki, nici przymocowane do biegunów komórki. Drugi etap to ułożenie...
już skondensowanych, grubiutkich chromosomów w płaszczyźnie równikowej. Skoro wcześniej mówiliśmy o biegunach komórki mamy zatem ich równik. Do każdej z chromatyd, każdego z chromosomów przyczepiają się nitki wcześniej wspomnianego wrzeciona podziałowe. Trzeci etap, nitki wrzeciona się skracają, a ponieważ przyczepione są do nich chromatydy, chromosomy pękają.
i jedna chromatyda z każdego chromosomu wędruje do biegunów komórki. Pamiętajmy, że chromatyda, połówka chromosomu to kompletna cząsteczka DNA i w tym momencie staje się ona odrębnym chromosomem, bo zawiera wszystkie niezbędne informacje. Ostatni etap to odtworzenie otoczek jądrowych, wokół już dwóch odrębnych zestawów kromosomów i na koniec następuje podział cytoplazmy i oto z jednej komórki macierzystej mamy dwie komórki potomne zawierające dokładnie te same informacje jakie zawierała komórka macierzysta. Oto mitoza.
Kopiuj, wklej. Czysto i prosto. Była jedna, są dwie. Drugi z omawianych dziś podziałów Ma tylko jedno zadanie, jedno znaczenie biologiczne i jest to tworzenie gamet. Mamy zatem komórkę macierzystą, która ma jedzenie i napoje, a więc cały komplet informacji i w wyniku podziału mejotycznego powstają komórki potomne o zredukowanej o połowę ilości materiału genetycznego.
Zanim przejdziemy do samej mejozy jeszcze mały słowniczek terminów. Otóż komórka o kompletnej informacji. czyli posiadająca dwa zestawy chromosomów w naszym przykładzie jedzenie i napoje to komórka zwana diploidalną i oznacza się tą liczbę chromosomów jako 2n natomiast komórka która ma tylko jeden zestaw chromosomów tylko napoje bądź tylko jedzenie to komórka haploidalna i liczbę chromosomów oznacza się tam jako n Zobaczcie jak to pięknie matematycznie można opisać.
Plemnik N plus komórka jajowa N daje nam zygota 2N. Zygota przechodzi mitozę, 2N się podzieliło i powstaje 2 razy 2N. I tak wiele, wiele, wiele razy.
Ale część z komórek 2N będą to komórki macierzyste gamet. Po mejozie utworzy komórki N. Pięknie i elegancko.
Przebieg mejozy. Tutaj będą dwa podziały i każdy z nich ma cztery etapy, ale nie martwcie się, to wszystko ma sens i jest do siebie podobne. Pierwszy podział mejotyczny. Oto jego pierwszy etap.
Zanik otoczki jądrowej pojawia się w rzeciono-podziałowe i oto nowość. Chromosomy dobierają się w pary. Są to tak zwane chromosomy homologiczne, bo jeden z tej pary przypłyn��ł w plemniku, drugi był w... w komórce jajowej, czyli jeden od ojca, drugi od matki, a zatem mamy pary chromosomów.
I teraz w drugim etapie pary chromosomów homologicznych ułożą się w płaszczyźnie równikowej, a nitki wrzeciona przyczepią się do tych chromosomów. Trzeci etap, nitki wrzeciona kurcząc się, zabierają po jednym chromosomie homologicznym. Tu na razie nic nie pęka. Były dwa chromosomy w parze, zatem po jednym do biegunu, a na północ po jednym do biegunu na południe. Czwarty etap pierwszego podziału mejotycznego.
Odtwarza się błona jądrowa, dzieli się cytoplazma i mamy dwie komórki potomne. Każda z nich ma o połowę. Mniej chromosomów niż macierzysta, ale to nie koniec, bo pamiętajmy, że każdy chromosom ma dwie chromatydy, dwie kopie.
Zróbmy coś z tym. Drugi podział meiotyczny, jego pierwszy etap. Każda z komórek tych potomnych po pierwszym podziale traci otoczkę jądrową, pojawia się wrzeciono i dalej już wiecie. Drugi etap drugiego podziału. Chromosomy układają się w płaszczyźnie równikowej, nitki wrzeciona przyczepiają się do każdego chromosomu.
W trzecim etapie nitki wrzeciona się kurczą rozrywając tym razem chromosom i po jednej chromatydzie od tego momentu już nowym chromosomie wędrują do biegunów komórki. Etap czwarty zanika wrzeciono, odtwarza się błona jądrowa i dzieli się cytoplazma. Oto z jednej macierzystej, która była diploidalna otrzymaliśmy cztery... komórki potomne, które są haploidalne, czyli 2N się podzieliło i dostaliśmy 4 razy N.
Podsumujmy. Mitoza to jeden podział, komórki potomne są takie same jak macierzysta o liczbie chromosomów 2N, z jednej komórki powstają dwie i celem tego podziału jest utworzenie nowych komórek ciała. Mejoza zaś to dwa podziały.
Z jednej komórki macierzystej 2n powstają cztery komórki potomne o liczbie chromosomów n. Ten podział służy wytworzeniu gamet, a więc komórek jajowych i plemników. No i dobrnęliśmy.
Fantastycznie, że jesteście ze mną aż do tego momentu. Mam nadzieję, że pomogłem Wam w nauce tych trudnych procesów, jakimi są mitoza i mejoza. Najważniejsze, żebyście zapamiętali znaczenie biologiczne.
Obydwu. Cóż, życzę Wam udanego dnia. Właściwie to Wam życzę udanych wakacji, które właśnie nadchodzą.
Trzymajcie się i do następnego razu.