Buněčné dělení Základy biologie Buněčný cyklus •1) Jaderné dělení - rozdělení jádra •2) Buněčné dělení – rozdělení buňky •BUNĚČNÝ CYKLUS se skládá z fází •M-fáze (mitotická): vlastní dělení •G1-fáze (postmitotická): růst buňky, syntéza bílkovin a RNA, hlavní kontrolní uzel – možnost blokace nebo odblokování (geneticky, podmínky) •S-fáze (syntetická): replikace DNA (jedna chromatida si nareplikuje druhou chromatidu) •G2-fáze (postsyntetická): syntéza organel, rRNA •G1-, S- a G2-fáze se souhrnně označují jako interfáze • Typy buněčného dělení –1) Amitóza –2) Mitóza –3) Meióza • AMITÓZA •buňka se pouze zaškrtí – protáhne a rozdělí se nejprve jádro (nerovnoměrně, nahodile), pak se rozdělí i celá buňka •nezávisí na přesném rozdělení chromozómů •nekontrolované bujení (nádory, apod.) •dceřiné buňky mají odlišné množství DNA → neschopny normálního života, netvoří se chromozomy Mitóza •většina dělení, ke kterým v buňkách organismů dochází •nemění se počet chromozómů (počet chromozómů mateřské buňky = počet chromozómů dceřiné buňky) •probíhá v několika fázích - video Fáze mitózy –profáze – centriola se rozdělí, jedna z nich přejde k opačnému pólu, rozpustí se jaderná membrána a jadérko, probíhá spiralizace chromozómů, vytvoření dělícího vřeténka (z mikrotubulů - inhibováno jedem kolchicinem z ocúnu) –metafáze – chromozómy se rovnají do rovníkové roviny dělícího vřeténka, připojí se centromerami na mikrotubuly dělícího vřeténka; centromery se podélně rozštěpí –anafáze – mikrotubuly se zkracují, chromatidy rozštěpených chromozómů jsou taženy k opačným pólům –telofáze – začíná cytokineze (= vlastní dělení buňky), vytvoření jaderné membrány a jadérka dceřiných buněk •interfáze – období mezi dvěma mitózami (část buněčného cyklu bez M-fáze) Mitóza mitosis Meióza •redukční dělení - vznikají buňky s polovičním počtem chromozómů (haploidní – jedna sada chromozómů -1n) z mateřské buňky, která je diploidní (má dvě sady chromozómů – 2n) probíhá při vzniku pohlavních buněk (u živočichů) a výtrusů (u rostlin) •z jedné buňky s diploidním počtem chromozómů vzniknou čtyři buňky s haploidním počtem chromozómů Fáze meiózy •meióza probíhá ve dvou fázích: 1. a 2. meiotické dělení •první meiotické dělení (heterotypické) •profáze I – dělí se do několika stadií –leptotene: dochází ke spiralizaci vláken DNA a diferenciaci chromozómů –zygotene: homologické chromozomy se přibližují k sobě a za pomoci speciální bílkoviny se spojují v tzv. bivalent –pachytene: chromozomy dokončují spiralizaci a bivalenty jsou pozorovatelné jakožto tzv. tetrády - čtyřchromatidové komplexy, nesesterské chromatidy se přitom proplétají a dochází ke vzniku chiazmat („uzlíků“), v této fázi dochází k tzv. crossing-overu, kdy se rekombinují části homologických chromatid –diplotene: uvolňují se bílkovinné vazby mezi homologickými chromozomy a dochází k jejich postupnému oddalování, vzniklé uzlíky mezi nehomologickými chromatidami jsou stále spojené –diakineze: dochází k přeuspořádání a rozchodu homologických chromozomů, chiazmata se posunují na konec chromatid, kde zanikají •metafáze I – páry chromozomů v rovníkové rovině, na mikrotubuly se váží celé (!) chromozomy •anafáze I – mikrotubuly se zkracují, k pólům jsou taženy celé (!) chromozomy •telofáze I – de facto shodná s profází II, vznikají dvě buňky s haploidním počtem chromozómů, netvoří se jaderná membrána • • • Fáze meiózy –druhé meiotické dělení (homotypické) – prakticky běžná mitóza •profáze II – de facto shodná s telofází I •metafáze II – chromozómy se rovnají do rovníkové roviny dělícího vřeténka, připojí se centromerami na mikrotubuly dělícího vřeténka, centromery se podélně rozštěpí •anafáze II – mikrotubuly se zkracují, chromatidy rozštěpených chromozomů jsou taženy k opačným pólům •telofáze II – začíná cytokineze (= dělení buňky); vytvoření jaderné membrány a jadérka dceřinných buněk • Mitotický jed •chemická látka, která narušuje proces dělení buňky •mnohé takové látky jsou produkovány živými organismy (mikroorganismy, rostlinami a živočichy) a jsou příčinou toxicity těchto organismů •Ocněkteré mitotické jedy jsou velmi toxické, například kolchicin. •Mitotické jedy lze využívat pro léčbu nádorových onemocnění