Delitev celic
Celična delitev je zapleten proces dogodkov, pri katerem se dedni material celice v celoti podvoji in prerazporedi v dve novi celici. Poleg dednega materiala se v dve celici prerazporedi tudi citoplazma. Pred delitvijo se podvoji število nekaterih celičnih organelov, npr. mitohondrijev in kloroplastov.
Ali veš?
Enocelični organizmi se z delitvijo celice – svojega enoceličnega telesa – tudi razmnožujejo. To je način nespolnega razmnoževanja.
V celicah, ki se delijo, poteka celični cikel. Celica je vedno v eni od faz celičnega cikla, saj je celična delitev proces, ki se ponavlja.
Celični cikel je sestavljen iz štirih obdobij:
− prvo obdobje je čas celične rasti,
− drugo obdobje je čas podvajanja DNA,
− tretje obdobje je čas priprav
na celično delitev,
− četrto obdobje je čas celične delitve.
V celicah, ki se delijo, poteka celični cikel. Celični cikel je sestavljen iz štirih obdobij:
− čas celične rasti,
− čas podvajanja DNA,
− čas priprav na celično delitev,
− čas celične delitve.
Celice imajo v jedrih shranjen dedni material – molekule DNA (deoksiribonukleinska kislina), ki imajo obliko dolge, dvojne vijačnice. Molekule DNA so nosilke dednih informacij, zapisanih v zaporedju osnovnih gradnikov – nukleotidov. Vsak nukleotid je sestavljen iz baze, sladkorja in fosfata. Posamezen odsek DNA s točno določenim zaporedjem nukleotidov imenujemo gen. Geni določajo izgradnjo beljakovin. Ker so beljakovine gradniki telesa, vplivajo na lastnosti organizma.
Vsak kromosom je iz ene molekule DNA. Pred delitvijo se DNA podvoji. Takrat je kromosom zgrajen iz dveh enakih molekul DNA.
Celice imajo v jedrih dedni material – molekule DNA. Molekula DNA imajo obliko dolge, dvojne vijačnice. Molekule DNA so nosilke dednih informacij. Osnovni gradniki molekule DNA so nukleotidi. Vsak nukleotid je sestavljen iz baze, sladkorja in fosfata. Odsek DNA s točno določenim zaporedjem nukleotidov imenujemo gen.
Vsak kromosom je iz ene molekule DNA. Pred delitvijo se DNA podvoji. Takrat je kromosom zgrajen iz dveh enakih molekul DNA.
Mitotska in mejotska delitev
Človeško telo sestavljajo različne celice, ki jih glede na njihov nastanek in število kromosomov delimo na telesne in spolne celice. Telesne celice so celice, ki gradijo telo. Imajo 46 kromosomov – 23 parov (dvojno število kromosomov). Nastajajo v procesu, ki ga imenujemo mitotska delitev. Spolne celice (semenčice in jajčeca) pa imajo le 23 kromosomov (enojno število kromosomov). Nastajajo v procesu, ki ga imenujemo mejotska delitev.
Človeško telo sestavljajo telesne in spolne celice. Telesne celice imajo 46 kromosomov (dvojno število kromosomov) in nastajajo v procesu, ki ga imenujemo mitotska delitev. Spolne celice (semenčice in jajčeca) pa imajo le 23 kromosomov (enojno število kromosomov) in nastajajo v procesu, ki ga imenujemo mejotska delitev.
Razmisli
Navedi primere celic v odraščajočem telesu osmošolca, ki se delijo z mitotsko delitvijo.
Mitotska delitev
Mitotska delitev poteka v četrtem obdobju celičnega cikla, torej je to čas celične delitve. Pred tem se telesna celica pripravi na delitev. Rezultat mitotske delitve sta dve hčerinski celici s popolnoma enakim dednim materialom (dvojnim številom kromosomov). Z mitotsko delitvijo se celice množijo. Na ta način organizem raste, tkiva pa se obnavljajo.
Mitotska delitev poteka v četrtem obdobju celičnega cikla (čas celične delitve). Rezultat mitotske delitve sta dve hčerinski celici s popolnoma enakim dednim materialom (dvojnim številom kromosomov). Z mitotsko delitvijo organizem raste, tkiva pa se obnavljajo.
Potek mitotske delitve
Materinska celica s 23 pari kromosomov (46 kromosomi). Zaradi preglednosti sta v celici narisana le dva para kromosomov.
Pred celično delitvijo se DNA v jedru podvoji. Ob začetku delitve se DNA zvije. Nastanejo kromosomi iz dveh enakih molekul DNA. Jedrna ovojnica začne razpadati. V tej fazi je vsak od 46 kromosomov zgrajen iz dveh molekul DNA, kar pomeni, da je v celici 92 molekul DNA.
Kromosomi se razporedijo po sredini celice in pripnejo na nitke delitvenega vretena.
Kromosomi s podvojeno DNA se razdelijo. Nastanejo kromosomi z enojno DNA. Nitke delitvenega vretena vlečejo ločene kromosome proti poloma.
Okoli ločenih kromosomov se izgradi nova jedrna ovojnica, hčerinski celici se ločita.
Mejotska delitev
Z mejotsko delitvijo nastanejo spolne celice. Na ta način se lahko delijo le predhodnice spolnih celic, ki so nastale iz praspolnih celic. Tudi mejotska delitev poteka v četrtem življenjskem obdobju celice, torej v času celične delitve. Mejotska delitev poteka v dveh delitvenih fazah – v prvi in drugi mejotski delitvi. Rezultat mejotske delitve so štiri celice z enojnim številom kromosomov. Pri moškem iz njih nastanejo štiri semenčice, pri ženskah pa jajčna celica in tri majhne celice, ki propadejo. Mejotsko delitev zaradi razpolavljanja števila kromosomov imenujemo tudi redukcijska delitev.
Z mejotsko delitvijo nastanejo spolne celice. Mejotska delitev poteka v času celične delitve. Poteka v dveh delitvenih fazah – v prvi in drugi mejotski delitvi. Rezultat mejotske delitve so štiri celice z enojnim številom kromosomov. Pri moškem iz njih nastanejo štiri semenčice, pri ženskah pa jajčna celica in tri majhne celice, ki propadejo.
Potek mejotske delitve
Pred začetkom prve mejotske delitve se DNA v jedru podvoji in zvije. Nastanejo kromosomi iz dveh enakih molekul DNA. Kromosomi matere in očeta se poravnajo v pare. Jedrna ovojnica začne razpadati.
V kromosomskih parih se sosednji deli kromosomov lahko prekrižajo – s tem se spremeni kombinacija dednega materiala, ki izvira od očeta in matere.
Kromosomski pari se razporedijo po sredini celice in pripnejo na nitke delitvenega vretena. Po prekrižanju nitke delitvenega vretena vlečejo kromosome iz dveh molekul DNA proti poloma. Ti dve molekuli zaradi prekrižanja nista več enaki.
Nastaneta dve celici (z enojnim številom kromosomov, vendar je vsak kromosom iz dveh molekul DNA).
Druga mejotska delitev je podobna mitotski. Kromosomi iz dveh molekul DNA se pripnejo na niti delitvenega vretena in se ločijo. Nastanejo kromosomi iz ene molekule DNA.
Nastanejo štiri različne celice (z enojnim številom kromosomov), vsaka z edinstveno kombinacijo dednega materiala.
Dejavnost
Iz plastelina, stiropora, papirja ali katerega drugega materiala izdelaj shemo, ki predstavlja potek mejotske delitve praspolnih celic moškega ali ženske. Natančno predstavi število kromosomov in značilne faze te celične delitve.
Napake v celičnih delitvah
Zaradi izredno velikega števila nukleotidov, ki gradijo molekule DNA, lahko pri podvajanju dednega materiala pride do napak: del DNA se lahko izgubi, zaporedja nukleotidov se lahko zamaknejo ali pa se vgradi napačen del molekule. V procesu celične delitve lahko pride tudi do nepravilnega ločevanja sicer pravilno podvojenega kromosoma, kar spet povzroči napako v nastanku novih celic. Takšne spremembe, ki nastajajo v molekulah DNA in se prenašajo na novo nastale celice, imenujemo mutacije. Mutacije pa ne nastajajo le kot posledica napak pri celičnih delitvah. Povzročajo jih tudi razne snovi in sevanje.
Pri podvajanju dednega materiala lahko pride do napak. Spremembe v molekulah DNA, ki se prenašajo na novo nastale celice, imenujemo mutacije. Mutacije ne nastajajo le kot posledica napak pri celičnih delitvah. Povzročajo jih tudi razne snovi in sevanje.
Mutacije, do katerih pride v telesnih celicah, se v procesu mitotske delitve prenesejo na hčerinske celice istega organizma. Na potomce se ne prenašajo. Mutacije, do katerih pride v spolnih celicah v procesu mejotske delitve, pa se ohranijo in se prenesejo na potomce. Če so spremembe, nastale zaradi mutacij, prevelike, lahko vplivajo na delovanje celice in ta lahko tudi propade.
Mutacije v telesnih celicah se prenesejo na hčerinske celice istega organizma. Mutacije v spolnih celicah pa se prenesejo na potomce. Če so spremembe, nastale zaradi mutacij, prevelike, lahko vplivajo na delovanje celice in ta lahko tudi propade.
Mutacije lahko povzročijo tudi spremembo, ki je za organizem koristna. To se sicer zgodi zelo redko, a ravno take naključne in redke mutacije so omogočile raznolikost osebkov in razvoj novih vrst.
Mutacije lahko povzročijo tudi spremembo, ki je za organizem koristna.
Modra barva oči
Mutacija, ki je povzročila modre oči, se je zgodila pred manj kot 10.000 leti, v času kamene dobe. Vsi modrooki ljudje na svetu so potomci človeka, pri katerem se je zgodila ta zanimiva mutacija.
Fant z Downovim sindromom
Pogosta mutacija je trisomija 21. kromosoma, ki jo imenujemo Downov sindrom. Gre za nepravilno nastajanje jajčeca pri materi. Otrok podeduje namesto dveh, tri kromosome 21. Dodatni kromosom vpliva na lastnosti osebe.
Rak
Rak je ime za obsežno skupino bolezni, ki nastanejo zaradi nenadzorovane delitve celic. Ko se celice prekomerno delijo, to povzroči nastanek tumorja. Tumorji so lahko nenevarni in jih lahko z operacijo odstranijo. Če se tumorske celice lahko razraščajo in vraščajo v okolno tkivo ali se po krvi prenašajo po telesu, to bolezen imenujemo rak.
Rak je ime za obsežno skupino bolezni, ki nastanejo zaradi nenadzorovane delitve celic.