Mitóza je jedním z nejdůležitějších procesů v buněčném dělení, které vytváří dvě geneticky identické dceřiné buňky. Pro úplnější pochopení tohoto procesu je nutné studovat jeho fáze. Mitóza se skládá z pěti po sobě jdoucích fází: interfáze, profáze, metafáze, anafáze a telofáze. Každá fáze je charakterizována určitými událostmi a změnami, ke kterým dochází uvnitř buňky.
Interfáza je nejdelší fáze mitózy, která není považována za fázi dělení. Během interfázy se buňka připravuje na dělení, roste a plní své funkce. Během tohoto období dochází k aktivní syntéze proteinů a DNA, což je nezbytné pro další dělení buňky. Interfáza je obvykle rozdělena do tří subfáz: G1, s a G2. V G1 buňka roste a plní své funkce, poté dochází k syntéze DNA ve fázi S a G2 je fáze přípravy na dělení, ve které se buňka zvětšuje a aktivně syntetizuje proteiny a organely.
Další fáze-profáza-se vyznačuje aktivní přípravou buňky na dělení. V profáze se buněčné jádro zvětšuje, chromatin se zahušťuje a stává se viditelným pod mikroskopem a jaderný obal se začíná rozpouštět. Na konci profázy se objeví mitotická vlákna a vytvoří mitotický aparát. Tato fáze je ukončena disociací jaderného obalu a úplným oddělením chromozomů.
Metafáza je fáze, během které chromozomy dosáhnou svého maximálního zahušťování a seřadí se podél roviny zvané metafázová rovina. Metafázová rovina je rovnoměrná a umožňuje správné oddělení chromozomů během anafáze. Na samém konci metafázy se mitotická vlákna připojují k centromerům chromozomů a připravují se na následný pohyb chromozomů během anafázy.
Anafáza je fáze separace, během které se chromozomy rozdělují do dvou skupin a směřují do opačných konců buňky. Na začátku anafázy se mitotická vlákna stahují a tlačí chromozomy do opačných konců. Poté dojde k úplnému oddělení chromozomů a každá Dceřiná buňka obdrží celou sadu chromozomů.
Telofáza je poslední fáze mitózy, během které dochází k dokončení buněčné separace. Během telofáze se chromozomy nacházejí v jádrech, kolem každé sady chromozomů se vytvoří nová jádra a vytvoří se jaderný obal. Buňka začne sdílet svou cytoplazmu a v důsledku toho se vytvoří dvě dceřiné buňky.
Fáze mitózy a jejich charakteristiky
Interfáze
Interfáza je fáze mezi dělením, kdy se buňka připravuje na další mitózu. V této fázi buňka roste, plní své funkce a připravuje se na dělení. V interfáze je DNA buňky duplikována, aby každá nová buňka získala kompletní sadu genetických informací.
Profaza
Profáza je první fáze mitózy, ve které začíná aktivní komprese chromozomů. Chromozomy se stávají viditelnými pod mikroskopem a skládají se ze dvou stejných chromatidů. Buněčné jádro se rozpadne a chromozomy se začnou přesouvat do středu buňky.
Metafáze
Metafáza je druhá fáze mitózy, ve které jsou chromozomy seřazeny podél centrální roviny buňky, která se nazývá metafázová rovina. Každý chromozom je připojen k štěpným vláknům, která pocházejí z pólů buňky.
Anafáze
Anafáza je třetí fáze mitózy, ve které dochází k oddělení chromatid. V důsledku toho se každý chromatid stává samostatným chromozomem. Chromozomy se pohybují na opačných pólech buňky.
Telofáze
Telofáza je poslední fáze mitózy, která vytváří dvě nová jádra v každé polovině buňky. Buněčné jádro se obnoví a chromozomy se znovu stočí do spirálové struktury. Nukleoly a jádra nových buněk se tvoří.
Fáze mitózy a jejich sekvence umožňují buňkám správně rozdělit chromozomy a přenést genetickou informaci na nové buňky. Díky tomuto procesu organismy rostou a vyvíjejí se a poškozené buňky jsou nahrazeny novými.
Fáze interfázy a její vlastnosti
Během interfázy probíhají následující procesy:
- Růst buňky-buňka aktivně syntetizuje proteiny, lipidy a nukleové kyseliny, aby zvýšila svou velikost a připravila se na dělení.
- Duplikace DNA-DNA buňky se replikuje, aby se vytvořily dvě stejné kopie genetického materiálu.
- Centrosom je duplikován-centrosom, který hraje důležitou roli při dělení chromozomů během dělení, je také duplikován v interfáze.
- Příprava organel-interfáze také zahrnuje procesy související s přípravou organel na dělení. Například mitochondrie zvyšují svou aktivitu, aby poskytly energii oddělení buňky.
Interfáza je obvykle rozdělena do tří fází:
- Fáze G1 (první fáze reprodukce) - buňka aktivně roste a syntetizuje proteiny potřebné k udržení jejího fungování.
- Fáze S ( fáze syntézy) - v této fázi dochází k duplikaci DNA, buňka se připravuje na dělení, aby poskytla každé dceřiné buňce kompletní sadu genetických informací.
- Fáze G2 (druhá fáze reprodukce) - buňka nadále roste a syntetizuje potřebné proteiny a organely pro přípravu na dělení. V této fázi dochází také k duplikaci centrosomu.
Fáze interfázy hraje důležitou roli v životním cyklu buňky, zajišťuje její růst a připravuje se na dělení. Tento proces umožňuje buňkám pokračovat v množení a obnově těla.
Fáze profáze a její vlastnosti
1. Kondenzace chromozomů. V profáze chromatin začíná kondenzovat a tvoří chromozomy. Chromozomy se stávají viditelnými pod mikroskopem a mají výraznou strukturu.
2. Vznik buněčné brány. V profáze se vytváří speciální struktura-buněčná brána, která se skládá z mikrotubulů a proteinů. Buněčná brána se podílí na oddělení chromozomů a určuje umístění každého z nich.
3. Rozpad jaderného obalu. V profáze dochází k rozpadu jaderného obalu, což umožňuje chromozomům volně se pohybovat uvnitř buňky.
4. Tvorba dělícího souboru. V profáze se vytvoří dělicí sada-dvě takové množiny chromozomů, které budou po dokončení dělení rovnoměrně rozloženy v každé z dceřiných buněk.
5. Extenzivní mitózní Spindl. V profáze se kolem dělicí sady vytvoří extenzivní mitózní spindlový systém mikrotubulů, který se bude podílet na pohybu a dělení chromozomů.
Obecně je profáza důležitým krokem mitózy, protože připravuje buňku na přesné a rovnoměrné dělení chromozomů a dalších buněčných struktur.
Fáze metafázy a její vlastnosti
V procesu metafázy se mikrotubuly, které tvoří mitotické vlákno, připojují k centromerům chromozomů. Tato fáze se nazývá připojení nebo odběr chromozomů a je jedním ze základních mechanismů separace chromozomů během mitózy.
Důležitým rysem metafázy je, že chromozomy jsou umístěny na rovníkové rovině v náhodném pořadí. To jim umožňuje náhodně se distribuovat v dceřiných buňkách a poskytovat genetickou rozmanitost. Tento proces se nazývá nezávislý sortiment a je důležitý pro evoluci a rozmanitost organismů.
Když jsou všechny chromozomy správně umístěny na rovníkové rovině, buňka je připravena na další fázi - anafázu, během které se chromozomy oddělují a pohybují se směrem k opačným pólům buňky.
Anafázová fáze a její vlastnosti
Zvláštností anafázy je výskyt dělení chromozomů na dvě sesterské chromatidy. Každý chromatid působí jako samostatný chromozom a začíná se pohybovat směrem k opačným pólům buňky.
Aby se chromozomy mohly pohybovat, je nutné vytvořit mitotický vrot – strukturu složenou z proteinů, která funguje jako molekulární stroj. Mikrotubuly brány se spojují s proteiny na chromozomech a umožňují jim pohybovat se určitým směrem.
Anafáze pokračuje, dokud všechny chromozomy nedosáhnou svých konečných pólů. Na konci anafázy začíná poslední fáze mitózy-telofáze.