odkud pocházejí buňky?
3D obraz myší buňky v závěrečné fázi buněčného dělení (telofáze). (Obraz Lothar Schermelleh)
Někdy omylem kousnout do rtu nebo kůži kolena, ale během několika dnů se rána hojí. Je to kouzlo? Nebo existuje jiné vysvětlení?
každý den, každou hodinu, každou sekundu se ve vašem těle děje jedna z nejdůležitějších událostí v životě-buňky se dělí. Když se buňky rozdělí, vytvoří nové buňky. Jedna buňka se dělí na dvě buňky a tyto dvě buňky se pak rozdělí na čtyři buňky a tak dále. Tento proces nazýváme „dělení buněk“ a „reprodukce buněk“, protože nové buňky se vytvářejí, když se staré buňky dělí. Schopnost buněk dělit se je pro živé organismy jedinečná.
proč se buňky dělí?
buňky se dělí z mnoha důvodů. Například při kůži kolena se buňky rozdělí, aby nahradily staré, mrtvé nebo poškozené buňky. Buňky se také dělí, takže živé věci mohou růst. Když organismy rostou, není to proto, že se buňky zvětšují. Organismy rostou, protože buňky se dělí, aby produkovaly více a více buněk. V lidských tělech se každý den dělí téměř dva biliony buněk.
sledujte, jak se buňky dělí v tomto časovém videu živočišné buňky (nahoře) a buňky bakterie E. coli (dole). Video komprimuje 30 hodin dělení mitotických buněk na několik sekund. (Video Národního genetického Ústavu)
kolik buněk je ve vašem těle?
ty a já jsme začali jako jediná buňka, nebo to, co byste nazvali vejcem. V době, kdy jste dospělí, budete mít biliony buněk. Toto číslo závisí na velikosti osoby, ale biologové dali toto číslo kolem 37 bilionů buněk. Ano, To je bilion s “ T. “
jak buňky vědí, kdy se mají dělit?
v buněčném dělení se buňka, která se dělí, nazývá „nadřazená“ buňka. Mateřská buňka se dělí na dvě „dceřiné“ buňky. Proces se pak opakuje v tom, co se nazývá buněčný cyklus.
Buněčné dělení rakovinných plicních buněk (Obrázek z NIH)
Buňky regulují jejich dělení navzájem komunikují pomocí chemických signálů ze speciální proteiny zvané cyclins. Tyto signály fungují jako přepínače, které říkají buňkám, kdy začít dělit a později, kdy přestat dělit. Je důležité, aby se buňky dělily, abyste mohli růst a vaše řezy se hojily. Je také důležité, aby se buňky přestaly dělit ve správný čas. Pokud buňka nemůže přestat dělit, když má přestat, může to vést k onemocnění nazývanému rakovina.
některé buňky, jako jsou kožní buňky, se neustále dělí. Musíme neustále vytvářet nové kožní buňky, abychom nahradili kožní buňky, které ztratíme. Věděli jste, že každou minutu ztrácíme 30 000 až 40 000 odumřelých kožních buněk? To znamená, že každý den ztratíme kolem 50 milionů buněk. To je spousta kožních buněk, které je třeba nahradit, takže dělení buněk v kožních buňkách je tak důležité. Jiné buňky, jako nervové a mozkové buňky, se dělí mnohem méně často.
jak se buňky dělí
V závislosti na typu buňky existují dva způsoby dělení buněk-mitóza a meióza. Každá z těchto metod dělení buněk má zvláštní vlastnosti. Jedním z klíčových rozdílů v mitóze je jedna buňka rozdělí na dvě buňky, které jsou replikami sebe a mají stejný počet chromozomů. Tento typ buněčného dělení je vhodný pro základní růst, opravy a údržbu. V meióze se buňka dělí na čtyři buňky, které mají poloviční počet chromozomů. Snížení počtu chromozomů o polovinu je důležité pro sexuální reprodukci a zajišťuje genetickou rozmanitost.
dělení Mitózových buněk
mitóza je způsob dělení somatických nebo nereprodukčních buněk. Somatické buňky tvoří většinu tkání a orgánů vašeho těla, včetně kůže, svalů, plic, střev a vlasových buněk. Reprodukční buňky (jako vejce) nejsou somatické buňky.
při mitóze je důležité mít na paměti, že dceřiné buňky mají stejné chromozomy a DNA jako mateřská buňka. Dceřiné buňky z mitózy se nazývají diploidní buňky. Diploidní buňky mají dvě kompletní sady chromozomů. Vzhledem k tomu, že dceřiné buňky mají přesné kopie DNA své mateřské buňky, není mitózou v normálních zdravých buňkách vytvořena žádná genetická rozmanitost.
Mitóza dělení buněk vytváří dvě geneticky identické dcera diploidní buňky. Zde jsou uvedeny hlavní kroky mitózy. (Image tím, Mysidae z Vědy základní a Národní Centrum pro Biotechnologické Informace)
Mitózy Buněčného Cyklu
Než se buňka začne dělit, to je v „Mezifázi.“Zdá se, že buňky se musí neustále dělit (pamatujte, že ve vašem těle jsou každý den 2 biliony buněčných dělení), ale každá buňka ve skutečnosti tráví většinu času v mezifázi. Interfáze je období, kdy se buňka připravuje na dělení a zahájení buněčného cyklu. Během této doby buňky shromažďují živiny a energii. Mateřská buňka také vytváří kopii své DNA, aby se rovnoměrně rozdělila mezi dvě dceřiné buňky.
mitóza dělení proces má několik kroků nebo fází buněčného cyklu—interfáze, profáze, prometaphase, metafáze, anafáze, telofáze a cytokineze—, aby se úspěšně provést nové diploidní buňky.
mitóza buněčný cyklus zahrnuje několik fází, které vedou dvě nové diploidní buňky dceřiné. Každá fáze je zde zvýrazněna a zobrazena světelnou mikroskopií s fluorescencí. Kliknutím na obrázek se dozvíte více o každé fázi. (Obrázek z OpenStax College s upravenou prací Mariany Ruiz Villareal, Roy van Heesheen a Wadsworth Center.)
když se buňka rozdělí během mitózy, některé organely se rozdělí mezi dvě dceřiné buňky. Například mitochondrie jsou schopné růst a dělení během mezifáze, takže dceřiné buňky mají dostatek mitochondrií. Golgiho aparát se však rozpadne před mitózou a znovu se sestaví v každé z nových dceřiných buněk. Mnoho specifik o tom, co se stane s organely před, během a po buněčném dělení, se v současné době zkoumá. (Více o buněčných částech a organelách si můžete přečíst kliknutím zde.)
dělení buněk meiózy
meióza je další hlavní způsob dělení buněk. Meióza je buněčné dělení, které vytváří pohlavní buňky, jako jsou ženské vaječné buňky nebo mužské spermie. Co je důležité pamatovat na meiózu? V meióze obsahuje každá nová buňka jedinečnou sadu genetických informací. Po meióze se spermie a vaječné buňky mohou spojit a vytvořit nový organismus.
meióza je důvod, proč máme genetickou rozmanitost ve všech pohlavně reprodukčních organismech. Během meiózy se malá část každého chromozomu odlomí a znovu se připojí k jinému chromozomu. Tento proces se nazývá „křížení“ nebo “ genetická rekombinace.“Genetická rekombinace je důvodem, proč mohou úplní sourozenci z vajíček a spermií od stejných dvou rodičů vypadat velmi odlišně.
meióza buněčný cyklus má dvě hlavní fáze dělení — Meiózy i a Meiózy II. Konečným výsledkem meiózy jsou čtyři haploidní dceřiné buňky, z nichž každá obsahuje odlišnou genetickou informaci od sebe navzájem a mateřské buňky. Kliknutím zobrazíte další podrobnosti. (Obrázek z Science Primer z Národního centra pro biotechnologické informace.)
Meióza buněčný Cyklus
Meióza má dva cykly buněčného dělení, pohodlně se nazývá Meióza i a Meióza II. Meióza jsem poloviční počet chromozomů a je také při přechodu děje. Meióza II snižuje množství genetické informace v každém chromozomu každé buňky na polovinu. Konečným výsledkem jsou čtyři dceřiné buňky nazývané haploidní buňky. Haploidní buňky mají pouze jednu sadu chromozomů-polovinu počtu chromozomů jako mateřské buňky.
než začne meióza i, buňka prochází mezifázou. Stejně jako v mitóze, mateřská buňka používá tento čas k přípravě na buněčné dělení shromažďováním živin a energie a vytvořením kopie své DNA. Během dalších fází meiózy bude tato DNA během genetické rekombinace přepnuta a poté rozdělena mezi čtyři haploidní buňky.
nezapomeňte, že mitóza je to, co nám pomáhá růst a meióza je důvod, proč jsme všichni jedineční!
Bianconi E, Piovesan, Facchin F, Beraudi, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider. S. Ann. Odhad počtu buněk v lidském těle. Retrieved March 14, 2014 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.
originální video živočišných buněk a buněk E. Coli z Národního genetického Ústavu přes Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Movie_4._Cell_division.ogv