Mitoza - fazy, przebieg i znaczenie podziału komórki

Mitoza to podział komórki, w którym z jednej komórki macierzystej powstają dwie komórki potomne o takiej samej liczbie chromosomów i identycznym materiale genetycznym. Przebiega w czterech fazach: profazie, metafazie, anafazie i telofazie. Dzięki mitozie organizm rośnie, wymienia zużyte komórki i regeneruje uszkodzone tkanki. To podstawowy sposób, w jaki komórki ciała się mnożą.

Mitoza wygląda na skomplikowany proces, ale ma prosty cel. Chodzi o to, aby z jednej komórki powstały dwie takie same. Gdy zrozumie się, co dzieje się z chromosomami w kolejnych fazach, całość układa się w logiczną całość.

Co to jest mitoza

Mitoza to rodzaj podziału komórkowego, w którym komórka potomna dostaje dokładnie taki sam zestaw chromosomów jak komórka macierzysta. Jeśli komórka wyjściowa była diploidalna, czyli miała podwójny zestaw chromosomów oznaczany jako 2n, to obie komórki potomne również są diploidalne. Nie zmienia się ani liczba chromosomów, ani zawarta w nich informacja.

Zanim komórka przystąpi do podziału, musi się do niego przygotować. Ten etap nazywa się interfazą. W jej trakcie komórka rośnie, gromadzi potrzebne substancje i, co najważniejsze, podwaja swój materiał genetyczny. Każdy chromosom zostaje skopiowany, dzięki czemu składa się z dwóch identycznych chromatyd siostrzanych połączonych ze sobą. To właśnie ta kopia pozwoli później rozdzielić materiał sprawiedliwie między dwie komórki.

Mitoza zachodzi w komórkach somatycznych, czyli w komórkach budujących ciało: w skórze, mięśniach, kościach czy liściach roślin. Nie dotyczy komórek rozrodczych, bo te powstają w innym procesie, jakim jest mejoza. Warto pamiętać o tej różnicy, bo oba podziały łatwo pomylić.

Fazy mitozy

Mitoza przebiega w czterech następujących po sobie fazach: profazie, metafazie, anafazie i telofazie. W każdej z nich dzieje się coś innego z chromosomami, a ich kolejność zawsze jest taka sama.

W profazie chromatyna, czyli luźna forma materiału genetycznego, ulega skondensowaniu i przybiera postać wyraźnie widocznych chromosomów. Każdy z nich składa się z dwóch chromatyd siostrzanych. Zanika otoczka jądrowa i jąderko, a zaczyna tworzyć się wrzeciono podziałowe, czyli sieć włókien, która pokieruje ruchem chromosomów.

W metafazie chromosomy ustawiają się w środkowej części komórki, w tak zwanej płaszczyźnie równikowej, tworząc płytkę metafazową. Do centromerów, czyli miejsc łączących chromatydy, przyczepiają się włókna wrzeciona podziałowego. To moment, w którym chromosomy są najlepiej widoczne. W anafazie chromatydy siostrzane rozdzielają się i wędrują do przeciwnych biegunów komórki. Od tej chwili każda z nich staje się samodzielnym chromosomem. W telofazie chromosomy docierają do biegunów, rozluźniają się z powrotem do postaci chromatyny, a wokół nich odtwarza się otoczka jądrowa i jąderko. Powstają dwa jądra komórkowe.

Cytokineza i wynik podziału

Po zakończeniu telofazy następuje podział całej komórki, nazywany cytokinezą. To rozdzielenie cytoplazmy, dzięki któremu z jednej komórki powstają dwie oddzielne komórki potomne, każda z własnym jądrem. U zwierząt komórka przewęża się w środku, a u roślin powstaje między nimi ściana działowa.

Wynik mitozy jest zawsze taki sam. Z jednej komórki macierzystej powstają dwie komórki potomne, które są identyczne genetycznie i mają tę samą liczbę chromosomów co komórka wyjściowa. Jeśli komórka macierzysta była diploidalna, obie potomne również są diploidalne.

Ta powtarzalność jest najważniejszą cechą mitozy. Dzięki temu, że komórki potomne są dokładnymi kopiami, organizm może rosnąć i naprawiać się bez zmiany informacji genetycznej. Każda nowa komórka skóry czy nabłonka niesie te same geny co komórki, z których powstała.

Znaczenie mitozy

Mitoza pełni w organizmie kilka podstawowych zadań. Przede wszystkim odpowiada za wzrost. Organizm wielokomórkowy rośnie nie dlatego, że jego komórki się powiększają, lecz dlatego, że jest ich coraz więcej. To właśnie mitoza dostarcza nowych komórek, z których buduje się rosnące tkanki.

Drugim zadaniem jest regeneracja i wymiana zużytych komórek. Wiele komórek ciała żyje krótko i musi być stale zastępowanych nowymi. Naskórek złuszcza się i odbudowuje, komórki krwi są odnawiane, a rany goją się dzięki namnażaniu komórek na brzegach uszkodzenia. Bez mitozy takie naprawy byłyby niemożliwe.

Mitoza jest też podstawą rozmnażania bezpłciowego u wielu organizmów. Bakterie, niektóre rośliny i proste zwierzęta mogą tworzyć potomstwo bez udziału gamet, a nowe osobniki powstają właśnie przez podziały komórkowe. Ponieważ komórki potomne są identyczne, potomstwo powstałe w ten sposób jest genetyczną kopią rodzica.

Najczęstsze błędy przy mitozie

Pierwszy błąd to mylenie mitozy z mejozą. Mitoza daje dwie komórki diploidalne, identyczne genetycznie, i służy wzrostowi oraz regeneracji. Mejoza daje cztery komórki haploidalne, różne genetycznie, i służy tworzeniu gamet. To dwa różne procesy o różnych celach.

Drugi błąd to pomijanie interfazy. Podwojenie materiału genetycznego nie zachodzi w trakcie mitozy, lecz wcześniej, w interfazie. Bez tego etapu nie byłoby chromatyd siostrzanych, które rozdzielają się w anafazie.

Trzeci błąd to zła kolejność faz. Kolejność zawsze jest taka sama: profaza, metafaza, anafaza, telofaza. Czwarty błąd to twierdzenie, że mitoza zmienia liczbę chromosomów. Mitoza jej nie zmienia, komórki potomne mają dokładnie tyle samo chromosomów co komórka macierzysta.

Najczęściej zadawane pytania