Cada cèl·lula comença la seva vida quan es separa de la cèl·lula mare, i acaba amb la seva existència, permetent que apareguin les seves cèl·lules filles. La natura ofereix més d'una manera de dividir el seu nucli, en funció de la seva estructura.
Mètodes de divisió cel·lular
La divisió nuclear depèn del tipus de cèl·lula:
: fissió binària (es troba en procariotes).
- Amitosi (divisió directa).
- Mitosi (que es troba en eucariotes).
- Meiosi (dissenyada per a la divisió de cèl·lules germinals).
Els tipus de divisió nuclear estan determinats per la naturalesa i corresponen a l'estructura de la cèl·lula i a la funció que realitza en el macroorganisme o per si mateixa.
Fisió binària
Aquest tipus és més comú a les cèl·lules procariotes. Consisteix a duplicar la molècula circular d'ADN. La fissió binària del nucli s'anomena així perquè de la cèl·lula mare apareixen dues cèl·lules filles de mida idèntica.
Després de preparar el material genètic (molècula d'ADN o ARN) de manera adequada, és a dir, duplicat, comença a partir de la paret cel·lulares forma un septe transversal, que s'estreny gradualment i divideix el citoplasma de la cèl·lula en dues parts aproximadament idèntiques.
El segon procés de fissió s'anomena brotació o fissió binària desigual. En aquest cas, apareix una protuberància al lloc de la paret cel·lular, que creix gradualment. Quan la mida del "ronyó" i la cèl·lula mare siguin iguals, es separaran. I es torna a sintetitzar una secció de la paret cel·lular.
Amitosi
Aquesta divisió nuclear és semblant a la descrita anteriorment, amb la diferència que no hi ha duplicació de material genètic. Aquest mètode va ser descrit per primera vegada pel biòleg Remak. Aquest fenomen es produeix en cèl·lules alterades patològicament (degeneració tumoral) i també és una norma fisiològica per al teixit hepàtic, el cartílag i la còrnia.
El procés de divisió nuclear s'anomena amitosi, perquè la cèl·lula conserva les seves funcions, i no les perd, com durant la mitosi. Això explica les propietats patològiques inherents a les cèl·lules amb aquest mètode de divisió. A més, la divisió nuclear directa té lloc sense un fus de fissió, de manera que la cromatina de les cèl·lules filles es distribueix de manera desigual. Posteriorment, aquestes cèl·lules no poden utilitzar el cicle mitòtic. De vegades, l'amitosi dóna lloc a la formació de cèl·lules multinucleades.
Mitosi
Aquesta és una fissió nuclear indirecta. Es troba més freqüentment a les cèl·lules eucariotes. La principal diferència entre aquest procés és que les cèl·lules filles i la cèl·lula mare contenen el mateix nombre de cromosomes. Per tantel nombre requerit de cèl·lules es manté al cos, i també són possibles els processos de regeneració i creixement. Flemming va ser el primer a descriure la mitosi en una cèl·lula animal.
El procés de divisió nuclear en aquest cas es divideix en interfase i mitosi directament. La interfase és l'estat de repòs de la cèl·lula entre divisions. Es pot dividir en diverses fases:
1. Període presinètic: la cèl·lula creix, s'acumulen proteïnes i hidrats de carboni, ATP (adenosina trifosfat) es sintetitza activament.
2. Període sintètic: el material genètic es duplica.
3. Període postsintètic: els elements cel·lulars es doblen, apareixen les proteïnes que formen el fus de divisió.
Fases de mitosi
La divisió del nucli d'una cèl·lula eucariota és un procés que requereix la formació d'un orgànul addicional: el centrosoma. Es troba al costat del nucli i la seva funció principal és la formació d'un nou orgànul: el fus de divisió. Aquesta estructura ajuda a distribuir els cromosomes de manera uniforme entre les cèl·lules filles.
Hi ha quatre fases de mitosi:
1. Profase: la cromatina del nucli es condensa en cromàtides, que s'agrupen prop del centròmer per formar cromosomes en parelles. Els nuclèols es desintegren i els centríols es desplacen als pols de la cèl·lula. Es forma un eix de fissió.
2. Metafase: els cromosomes s'alineen en línia pel centre de la cèl·lula, formant la placa metafase.
3. Anafase: les cromàtides es mouen des del centre de la cèl·lula fins als pols, i després el centròmer es divideix en dos. TalEl moviment és possible gràcies al cargol de divisió, els fils del qual es contrauen i estiren els cromosomes en diferents direccions.
4. Telofase: Es formen nuclis fills. Les cromàtides es tornen a convertir en cromatina, es forma el nucli i, en ell, els nuclèols. Tot acaba amb la divisió del citoplasma i la formació d'una paret cel·lular.
Endomitosi
L'augment de material genètic que no implica divisió nuclear s'anomena endomitosi. Es troba a les cèl·lules vegetals i animals. En aquest cas, no hi ha destrucció del citoplasma i de la closca del nucli, però la cromatina es converteix en cromosomes i després es torna a desspirar.
Aquest procés produeix nuclis poliploides amb un contingut d'ADN augmentat. Similar ocorre a les cèl·lules formadores de colònies de la medul·la òssia vermella. A més, hi ha casos en què les molècules d'ADN dupliquen la seva mida, mentre que el nombre de cromosomes es manté igual. S'anomenen politè i es poden trobar a les cèl·lules d'insectes.
Significat de la mitosi
La divisió nuclear mitòtica és una manera de mantenir un conjunt constant de cromosomes. Les cèl·lules filles tenen el mateix conjunt de gens que la mare, i totes les característiques inherents a aquest. La mitosi és necessària per a:
- creixement i desenvolupament d'un organisme pluricel·lular (a partir de la fusió de cèl·lules germinals);
- moure les cèl·lules de les capes inferiors a les superiors, així com substituir les cèl·lules sanguínies (eritròcits, leucòcits, plaquetes);
- restauració dels teixits danyats (en alguns animals, la capacitat de regenerar-se ésuna condició necessària per a la supervivència, com ara estrelles de mar o sargantanes);
- reproducció asexual de plantes i alguns animals (invertebrats).
Meiosi
El mecanisme de divisió nuclear de les cèl·lules germinals és una mica diferent del somàtic. Com a resultat, s'obtenen cèl·lules que tenen la meitat d'informació genètica que les seves predecessores. Això és necessari per mantenir un nombre constant de cromosomes a cada cèl·lula del cos.
La meiosi té lloc en dues etapes:
- etapa de reducció;
- etapa equacional.
El curs correcte d'aquest procés només és possible en cèl·lules amb un conjunt parell de cromosomes (diploides, tetraploides, hexaproides, etc.). Per descomptat, segueix sent possible patir meiosi en cèl·lules amb un conjunt estrany de cromosomes, però aleshores és possible que la descendència no sigui viable.
És aquest mecanisme el que garanteix l'esterilitat en els matrimonis entre espècies. Com que les cèl·lules sexuals contenen diferents conjunts de cromosomes, això fa que sigui difícil que es fusionin i produeixin descendència viable o fèrtil.
Primera divisió de la meiosi
El nom de les fases repeteix les de la mitosi: profase, metafase, anafase, telofase. Però hi ha una sèrie de diferències significatives.
1. Profase: un doble conjunt de cromosomes realitza una sèrie de transformacions, passant per cinc etapes (leptotè, zigotè, paquitè, diplotè, diacinesi). Tot això passa gràcies a la conjugació i l'encreuament.
La conjugació és la unió de cromosomes homòlegs. En leptoten entre ells es formenfils prims, després al zigoten, els cromosomes es connecten per parells i com a resultat, s'obtenen estructures de quatre cromàtides.
El crossingover és el procés d'intercanvi creuat de seccions de cromàtides entre cromosomes germans o homòlegs. Això passa en l'etapa de paquitè. Es formen encreuaments (quiasmes) de cromosomes. Una persona pot tenir entre trenta-cinc i seixanta-sis d'aquests intercanvis. El resultat d'aquest procés és l'heterogeneïtat genètica del material resultant, o la variabilitat de les cèl·lules germinals.
Quan arriba l'etapa de diplotè, els complexos de quatre cromàtides es descomponen i els cromosomes germans es repel·len mútuament. La diakinesi completa la transició de la profase a la metafase.
2. Metafase: els cromosomes s'alineen prop de l'equador de la cèl·lula.
3. Anafase: els cromosomes, encara formats per dues cromàtides, es desplacen cap als pols de la cèl·lula.
4. Telofase: el fus es trenca, donant lloc a dues cèl·lules haploides amb el doble d'ADN.
Segona divisió de la meiosi
Aquest procés també s'anomena "mitosi de la meiosi". En el moment entre dues fases, no es produeix la duplicació de l'ADN i la cèl·lula entra a la segona profase amb el mateix conjunt de cromosomes que li quedava després de la telofase 1.
1. Profase: els cromosomes es condensen, el centre cel·lular se separa (les seves restes divergeixen cap als pols de la cèl·lula), es destrueix l'embolcall nuclear i es forma un fus de divisió, situat perpendicularment al fus de la primera divisió.
2. Metafase: els cromosomes estan situats a l'equador, formatsplaca metafàsica.
3. Anafase: els cromosomes es divideixen en cromàtides, que es separen.
4. Telofase: es forma un nucli a les cèl·lules filles, les cromàtides es despiren en cromatina.
Al final de la segona fase, d'una cèl·lula mare, tenim quatre cèl·lules filles amb mig conjunt de cromosomes. Si la meiosi es produeix juntament amb la gametogènesi (és a dir, la formació de cèl·lules germinals), aleshores la divisió és brusca, desigual i es forma una cèl·lula amb un conjunt haploide de cromosomes i tres cossos reductors que no porten la informació genètica necessària. Són necessaris perquè només la meitat del material genètic de la cèl·lula mare es preservi a l'òvul i l'esperma. A més, aquesta forma de divisió nuclear garanteix l'aparició de noves combinacions de gens, així com l'herència d'al·lels purs.
En els protozous, hi ha una variant de meiosi, quan només es produeix una divisió en la primera fase, i en la segona hi ha un encreuament. Els científics suggereixen que aquesta forma és un precursor evolutiu de la meiosi normal en organismes pluricel·lulars. Pot ser que hi hagi altres maneres de fissió nuclear que els científics encara no coneixen.
