Mitóza - jednoducho vysvetlené!

Čo je mitóza?

Mitóza popisuje proces bunkového delenia. Bunkové delenie sa začína zdvojnásobením DNA a končí sa odštipnutím novej bunky. Týmto spôsobom sa z materskej bunky, ktorá obsahuje rovnakú genetickú informáciu, vytvoria dve identické dcérske bunky. Počas celej mitózy má materská bunka aj dve dcérske bunky, ktoré vzniknú, dvojité (diploidný) Sada chromozómov. Okrem interfázy je mitóza súčasťou bunkového cyklu a používa sa na množenie buniek tela, napríklad buniek kože. Mitózu možno rozdeliť do rôznych etáp a postupuje vždy rovnako.

Upustenie od mitózy

Úlohou mitózy je bunkové delenie a tým aj množenie buniek tela. Predpokladom procesu mitózy je predchádzajúca medzifáza, v ktorej je DNA zdvojnásobená. Výsledkom materskej bunky s dvojitou (diploidnou) sadou chromozómov sú dve identické dcérske bunky v procese, ktorý je vždy rovnaký. Tieto majú tiež dvojitú sadu chromozómov, ktorá však pozostáva iba z jedného chromatidu. K zdvojnásobeniu DNA dochádza opäť v medzifáze. Mitóza však neprebieha vo všetkých bunkách nášho tela. Rozlišuje sa medzi bunkami tela a zárodočnými bunkami, ktoré nie sú vytvorené mitózou, ale meiózou. Výsledkom meiózy sú štyri dcérske bunky s jednoduchou (haploidnou) sadou chromozómov, ktoré sú pripravené na oplodnenie. Ďalšou špeciálnou vlastnosťou sú bunky, ktoré dosiahli vysoko špecializovanú formu a potom sa už nedelia. Patria sem napríklad nervové bunky alebo červené krvinky. Mitóza však hrá mimoriadne dôležitú úlohu v bunkách, ktoré obmedzujú povrchy, ako sú kožné bunky alebo povrchové bunky (epitelové bunky) v gastrointestinálnom trakte. Tieto bunky je potrebné pravidelne obnovovať, čo je úlohou mitózy. Neustály proces mitózy v rôznych štádiách a niekoľkých kontrolných bodoch v medzifáze zaisťuje, že počas delenia buniek nedôjde k žiadnym chybám.

Prečítajte si tiež: DNA - to by ste mali vedieť!

Aké sú fázy mitózy?

Bunkový cyklus, ktorý je zodpovedný za delenie buniek, a teda aj za reprodukciu buniek, možno rozdeliť na medzifázu a mitózu. V medzifáze sa DNA zdvojnásobí a bunka sa pripraví na nadchádzajúcu mitózu. Táto fáza bunkového cyklu môže mať rôznu dĺžku a veľmi sa líši v závislosti od typu bunky. Mitóza je druhou fázou bunkového cyklu a zahŕňa delenie genetického materiálu a tvorbu dvoch rovnakých dcérskych buniek zo spoločnej materskej bunky. Tento proces delenia buniek možno rozdeliť do rôznych etáp, v ktorých vždy prebiehajú charakteristické procesy. V závislosti od zdroja sa rozlišuje medzi štyrmi až šiestimi stupňami.

Na začiatku je profáza, v ktorej sa kondenzujú dva chromozómy a vzniká aj vretenový aparát. Ďalej sa dva maximálne kondenzované chromozómy zoradia v rovníkovej rovine, ktorá sa označuje ako metafáza. Medzi týmito dvoma fázami niektorí autori spomínajú fázu promety. Ďalej sa dve sesterské chromatidy oddelia v anafáze. Nakoniec sa v telofáze vytvorí nová jadrová membrána a chromozómy sa opäť uvoľnia. V niektorých knihách sa takzvaná cytokinéza stále považuje za samostatnú fázu. Počas cytokinézy sa nové bunkové telo sťahuje, takže nakoniec vzniknú dve identické dcérske bunky.

Mohlo by vás zaujímať: Funkcie bunkového jadra

Čo je to metafáza?

Metafáza je súčasťou mitózy, a tým predstavuje štádium delenia buniek v tele. Je to tretia fáza mitózy a nasleduje fázu prometa. Po kondenzácii chromozómov a rozpustení jadrovej membrány je dvojitá sada chromozómov usporiadaná v rovníkovej rovine. Metafáza je tiež jedinou fázou mitózy, v ktorej sú pod mikroskopom zreteľne viditeľné chromozómy. Je to preto, že DNA získala v tejto fáze bunkového delenia svoju najkompaktnejšiu formu. Dva 2-chromatidové chromozómy sú teraz vedľa seba v rovníkovej rovine bunky. Táto rovina je približne rovnaká vzdialenosť od oboch pólov bunky. Túto polohu zaručuje zabudovaný vretenový prístroj, ktorý v ďalšom priebehu mitózy oddeľuje sesterské chromatidy od seba.

Čo je to anafáza?

Anafáza je štvrtá fáza mitózy, a teda krok v bunkovom delení jadrových buniek. Po kondenzácii chromozómov a ich usporiadaní v metafáze v rovníkovej rovine nasleduje anafáza. V tomto kroku sú sesterské chromatidy navzájom oddelené vretenovým prístrojom a priťahované k opačným pólom buniek. Skutočné delenie chromozómov teda začína v anafáze. Týmto spôsobom sa z pôvodnej materskej bunky vytvorí dvojitá sada chromozómov s dvojitou sadou 2 chromatidových chromozómov. Toto však teraz pozostáva iba z dvoch 1-chromatidových chromozómov. Po anafáze nasleduje telofáza.

Prečítajte si tiež: Sada ľudských chromozómov

Čo je to telofáza?

Telophase popisuje posledný krok mitózy, v ktorom je zdieľaná genetická informácia jadrových buniek, aby sa bunky mohli množiť. Telofáza nasleduje po anafáze. Sesterské chromatidy sa pomocou vretenového prístroja vtiahli z rovníkovej roviny do opačných pólov buniek. V telofáze každý z chromozómov dosiahol svoj bunkový pól a vretenový aparát sa rozpustil. Zároveň sa z fragmentov rozpadnutej jadrovej membrány vytvorí nový jadrový obal. Po tomto rozdelení chromozómov nasleduje v ďalšom kroku cytokinéza. Telo bunky sa tu stiahne, takže sa vytvoria dve nezávislé, ale identické dcérske bunky.

Mohlo by vás zaujímať: Funkcie bunkového jadra

Trvanie mitózy

Mitóza trvá v priemere asi hodinu, aby sa dalo hovoriť o rýchlom delení buniek. V porovnaní s medzifázou trvá mitóza relatívne málo času. Okrem toho, v závislosti od typu bunky, môže interfáza trvať niekoľko hodín až niekoľko mesiacov alebo dokonca rokov. Sú za to zvlášť zodpovedné fázy G1 a G0 v medzifáze. Vo fáze G1 sa produkujú rôzne proteíny a bunkové organely a vo fáze G0 bunka prechádza do akéhosi spiaceho režimu. Mnoho buniek zostáva vo fáze G0 roky alebo dokonca desaťročia.

Aká je mitotická miera?

Rýchlosť, ktorou sa bunky delia, je možné opísať pomocou mitotickej rýchlosti. To umožňuje vyvodiť závery o rýchlosti reprodukcie určitých tkanív. Mitotická rýchlosť sa stanoví pomocou mikroskopu. Pri určitom počte buniek, napríklad 1 000 buniek, sa určuje, koľko z nich je v mitotickom štádiu. Mitotická rýchlosť je uvedená v percentách, a je teda relatívnym údajom. Obzvlášť často obnovovaná tkanivá majú vysokú mitotickú frekvenciu. Patria sem kostná dreň, koža (epidermis) a sliznica tenkého čreva. Kostná dreň je zodpovedná za tvorbu krvi a neustále produkuje nové krvinky. Pravidelne sa obnovuje aj pokožka a sliznice gastrointestinálneho traktu, takže tu možno nájsť aj vysokú mieru mitózy. Vysoká miera mitózy však môže naznačovať aj zhubné nádory, ktoré rýchlo rastú. Tieto zdegenerované bunky sa vyhýbajú kontrolným bodom v medzifáze a mitóze a môžu nerušene rásť. Zvýšená mitotická rýchlosť môže byť tiež použitá ako terapeutický prístup, pretože rýchlo rastúce nádory sú obzvlášť citlivé na inhibítory mitózy a je možné ich liečiť s vyššou pravdepodobnosťou zotavenia.

Prečítajte si viac o téme: Nádor - to by ste mali vedieť!

Čo sú inhibítory mitózy?

Inhibítory mitózy sú látky, ktoré inhibujú proces mitózy. Inhibítory mitózy zabraňujú rozdeleniu jadra a následne zastavujú množenie buniek. Tieto toxíny sa používajú ako cytostatiká pri liečbe nádorov. Na túto formu chemoterapie dobre reagujú najmä lymfómy a leukémia. Mechanizmus inhibítora mitózy spočíva vo väzbe na tubulín, ktorý je potrebný na vytvorenie vretenového aparátu. Tubulín je proteín, z ktorého sú zložené mikrotubuly vretenového aparátu. Ak tento proteín nie je k dispozícii z dôvodu väzby inhibítora mitózy, nemôže sa vytvoriť žiadny vretenový aparát a bunkové jadro sa nedelí. Inhibítory mitózy, ako sú vinka alkaloidy alebo taxány, však môžu mať nebezpečné vedľajšie účinky, ktoré môžu poškodiť najmä nervový systém.

Prečítajte si viac o téme: Nádor - to by ste mali vedieť!

Aký je rozdiel medzi mitózou a meiózou?

Za rozdelenie jadra sú zodpovedné mitóza aj meióza, pričom obidva procesy sa líšia svojím priebehom a výsledkom. Mitóza vytvára dve identické dcérske bunky s dvojitou (diploidnou) sadou chromozómov z materskej bunky. Na rozdiel od meiózy je potrebné iba jedno delenie chromozómov. Celkovo má mitóza funkciu distribúcie celej genetickej informácie vo forme DNA medzi dve identické bunky, a preto je nevyhnutná pre bunkovú reprodukciu. Naopak, meióza je dôležitá pre tvorbu zárodočných buniek pre pohlavné rozmnožovanie. Pretože zárodočné bunky majú jednoduchú (haploidnú) sadu chromozómov, vyžaduje si meióza dve nukleárne delenia. Pri prvej meióze vzniká dvojitá sada chromozómov. Druhé ekvivalentné rozdelenie teraz oddeľuje sesterské chromatidy od seba navzájom, takže máme celkovo štyri dcérske bunky, každá s jednoduchou sadou chromozómov. Mitóza a meióza sa teda líšia počtom delení, počtom a typom dcérskych buniek a ich trvaním. Dokončenie mitózy trvá asi hodinu. Na druhej strane meióza trvá oveľa dlhšie. Samotná profáza meiózy trvá u mužov asi 24 hodín (tvorba spermií) a u žien niekoľko rokov až desaťročí (tvorba a dozrievanie vaječných buniek).

Prečítajte si tiež: Sada ľudských chromozómov

Aká je medzifáza?

Okrem mitózy je druhou fázou bunkového cyklu aj interfáza. Leží vždy medzi dvoma mitotickými divíziami a má odlišné úlohy. Počas medzifázy sa DNA v mitóze opäť zdvojnásobila. Okrem toho existuje všeobecný bunkový rast dvoch dcérskych buniek a sú pripravené na obnovenú mitózu. Rovnako ako mitóza možno interfázu rozdeliť do niekoľkých etáp. Ihneď po mitóze nasleduje fáza G1 po medzifáze. Dvojitá sada chromozómov v dcérskych bunkách pozostáva z iba jedného chromatidu. V tejto fáze rastú dcérske bunky a produkuje sa veľa bielkovín a enzýmov. Ďalšou fázou je takzvaná S-fáza (fáza syntézy). Tu sa DNA zdvojnásobí, takže stále máme dvojitú sadu chromozómov, ktorá teraz tiež pozostáva z dvoch chromatidov. V poslednej fáze medzifázy, fáze G2, obe dcérske bunky opäť rastú a pripravia sa na nadchádzajúcu mitózu. Dve dcérske bunky teraz vytvorili nové materské bunky, ktoré sa dajú rozdeliť v mitóze. Interfáza trvá v priemere asi 18 hodín a trvá teda oveľa viac času ako mitóza (trvanie asi jednu hodinu). V medzifáze sú dôležité dva kontrolné body, ktoré sa nachádzajú pri prechode z fázy G1 do fázy S a z fázy G2 do mitózy. Tu sa kontrolujú bunky a najmä genetické informácie, či neobsahujú chyby. Ak sa zistí chyba, najskôr sa opraví skôr, ako sa bunka rozdelí. Ak by chyba nebola rozpoznaná a eliminovaná, pokračovala by v reprodukcii v mnohých bunkách prostredníctvom mitózy.

Mohlo by vás zaujímať: Mutácia chromozómov