Diviziunea celulei si ereditatea

DIVIZIUNEA CELULEI SI EREDITATEA

Proprietatile fundamentale de crestere, de dezvoltare si de reproducere ale organismelor se realizeaza prin procesul de diviziune celulara. Componentele celulei asigura in cursul diviziunii trasmiterea ereditara a caracterelor de la o celula la alta, de la un individ la altul si de la o generatie la alta. De aceea, intelegerea problemelor de citogenetica impune cunoasterea mecanismului de diviune celulara.

Diviziunea celulara este de doua feluri: diviziune directa (amitoza ) si diviziune indirecta ( mitoza sau cariochineza).

Diviziunea directa ( amitoza) se produce prin alungirea celulei si strangularea mediana a nucleului insotita de strangularea citoplasmei. Nu au loc transformari in interiorul nucleului. Amitoza este forma primitiva de inmultire si se intalneste la organismele inferioare.

Diviziunea indirecta ( mitoza sau cariochineza) este forma superioara de diviziune celulara si se intalneste la organismele evoluate. Procesul de diviziune incepe la nivelul nucleului prin formarea filamentelor cromozomale  ( mitos = fimalent ), se continua cu diviziunea nucleului ( cariochineza ) si se termina prin diviziunea corpului celular in doua (citochineza). Denumirea de diviziune indirecta provine tocmai de la faptul ca diviziunea nucleului precede diviziunea celulei - mama in cele doua celule fiice.

In afara de aceste tipuri de diviziuni mai exista un tip de diviziune celulara, meioza sau diviziunea reductionala, prin care se realizeaza celulele sexuale sau gametii materni si paterni, care reprezinta starea haploida, deoarece numarului lor de cromozomi este redus la jumatate ( n ).

1. MITOZA

Diviziunea mitotica este tipul de diviune celulara in urma careia dintr-o celula mama se nasc doua fiice, care contin acelasi numar de cromozomi ca si celula-mama. Fazele acestei diviziuni sunt: interfaza, profaza, metafaza, anafaza si telofaza .

Interfaza sau interchineza. Aceasta faza reprezinta perioada dintre doua diviziuni succesive ale celulei, in care cromozomii nu se disting in masa nucleului, deoarece sunt in stare de fibre cromozomale, denumite cromatide. In aceasta faza, celula are o intensa activitate de sinteza. Nucleul creste in volum, ca urmare a reduplicarii moleculelor de ADN, care determina in cursul diviziunii duplicarea cromozomala. Asadar, cantitatea de ADN din nucleu de dubleaza fata de cantitatea de ADN din nucleul telofazic.

Profaza. Reprezinta perioada de pregatire a diviziunii. Cromozomii formeaza filamente foarte subtiri, care se condenseaza din ce in ce mai mult si se incolacesc intr-un fel de ghem, denumit spirem lax. Filamentele continua sa se scurteze, sa se ingroase si sa se rasuceasca, formand astfel numarul diploid de cromozomi ( 2n ) . Acum se poate observa ca fiecare cromozom este alcatuit din doua benzi paralele sau rasucite numite cromatide, initial alaturate una de alta. Spre sfarsitul prafazei, cromozomii iau forme diferite: de bastonase duble, drepte sau incovoiate, in forma de V, L, U, I  in functie de locul unde este amplasat centromerul.

Lucrare: Maduva spinarii - sectiune transversala prin maduva spinarii Referat: Subcuctisul - hipodermul - retea bogata de fibre de colagen si elastice

La inceputul profazei, centromerul se autoreproduce, formand doi centrozomi sau asteri. Unul dintre ei aluneca pe membrana nucleara, in directie opusa fata de pozitia initiala. Centrozomii determina pozitia polilor fusului nuclear. La animale, centrozomii contin cate doi centrioli, care au functie activatoare.

La sfarsitul profazei, nucleolul dispare si membrana nucleului se dizolva. In acelasi timp, la polii opusi ai celulei apar niste filamente care se intind prin tot interiorul ei, alcatuind o structura in forma de fus, numit fus nuclear, fus central, fus filamentos sau fus acromatic ( cu cate un fir pentru fiecare cromozom ).

Metafaza. Cromozomii, care pana acum erau liberi in mixoplasma, la inceputul metafazei, in prometafaza, se indreapta catre centrul celulei. Apoi se fixeaza cu centromerul de filamentele fusului nuclear, formand placa ecuatoriala. Acest moment are o mare importanta pentru cercetarile citologice, deoarece, datorita unei tehnici speciale, cromozomii se coloreaza, se individualizeaza si pot fi studiati usor la microscopul cu contrast de faza.

In ultimul stadium al metafazei centromerul de divide. Cu toate acestea, cromatidele fiecarui cromozom sunt inca strans unite intre ele, astfel incat apar ca un singur corp. Facand o sectiune transversala printr-un cromozom in aceasta faza, se constata ca are forma literei opt.

Anafaza. In aceasta faza, cromatidele durori se despart si aluneca fiecare spre unul din polii fusului cu centromerul inainte. Despartirea cromatidelor in timpul anafazei pare a fi determinata de o respingere care are loc intre cele doua jumatati ale centromerului divizat. Uneori, centromerii se asaza la o departare de 2/3 fata de polul celulei si placa ecuatoriala. Daca cromozomii sunt scurti ei se divid complet in cele doua cromatide, pe cand la cromozomii mai lungi, care au si centromerul plasat terminal, cromatidele raman o perioada de timp in contact la o margine, dand nastere unor punti cromozomale.

In momentul in care cromozomii monocromatidici au ajuns la pol se incheie anafaza.

Telofaza. Dupa despartirea fiecarui cromozom in cele doua cromatide, fusul nuclear dispare, iar cromatidele sufera acelaesi schimbari de forma ca si in profaza, dar in directie opusa. Ajunse la poli, cromatidele ( cromozomii-fii) se despiralizeaza, isi pierd consistenta, se alungesc si contururile lor se pierd, formand din nou un sprirem lax. In jurul cromoziomilor-fii se reface membrana nucleara si nucleolul, aparand astfel doi nuclei noi, de cele mai multe ori identici.

Citochineza. La sfarsitul telofazei are loc diviziunea citoplasmei, fenomen numit citochineza. Constituentii citoplasmatici se repartizeaza in parti relativ egale la cele doua celule-fiice.

Cele doua celule fiice sunt diploide ca si celula-mama din care provin si au aceeasi capacitate ereditara. Aceste celule intra apoi in interfaza, timp in care se realizeaza conditiile necesare unei noi diviziuni.

Durata mitozei. Depinde de: specie, varsta individului, natura tesutului etc., dar se incadreaza, in general, intr-un timp care variaza de la 20 de minute pana la cateva ore. Durata in timp a fiecarei faze mitotice este si ea diferita: profaza reprezinta 60%, metafaza 5%, anafaza 5% si telofaza 30%.

Insemnatatea genetica a mitozei. Este demonstrata de identitatea ereditara dintre celulele-fiice, care rezulta in urma fiecarei diviziuni. Aceasta identitate este determinata de mecanismul mitotic si, in primul rand, de diviziunea longitudinala a cromozomilor in cromatide, si apoi de capacitatea acestora de a se duplica. Aceasta duplicare este consecinta capacitatii de replicare a macromoleculelor de ADN in cursul interfazei.

Fig. 2. 7. Fazele diviziunii mitotice