Mitoza i mijoza: usporedba faza i ključnih razlika.
Mitoza: nakon repliciranja DNK sestre kromatide se razdvajaju u 2 identične diploidne stanice za rast/opravu. Mijoza: homologni kromosomi se sparuju i presijecaju u I. podjeli (varijabilnost, smanjenje na haploidno), potom II. podjela razdvaja sestre dajući 4 različita gameta (npr. 2n=6 → 4 n=3).
Istražit ću faze detaljno dalje kako bih povezao ponašanje kromosoma sa svakom fazom.
Što mitoza i mejoza rade i kada se događaju
Usporedite ta dva procesa jedan uz drugi kako bi njihove uloge bile jasne: mitoza je rutinski sustav kopiranja i popravka koji djeluje u somatskim (tijelovnim) stanicama kako bi proizveo dvije genetski identične diploidne kćeri stanice za rast, održavanje i aseksualnu zamjenu tkiva, dok je mejoza poseban program redukcije i miješanja koji se odvija u germinativnim stanicama unutar gonada kako bi proizveo četiri genetski različita haploidna gameta za spolno razmnožavanje.
Mitoza se ponavlja tijekom života u proliferativnim tkivima (koža, crijevo, koštana srž), učinkovito zamjenjujući stanice. Mejoza je ograničena na gametogenezu: kontinuirana spermatogeneza nakon puberteta i oogeneza s dugim zastoja u profazi I kod žena.
Oba dupliciraju DNA u fazi S (tako su kromosomi parovi sestrinskih kromatida), ali mejoza prolazi kroz dvije diobe bez međufazne S faze i jedinstveno miješa homologe kako bi stvorila genetsku raznolikost.
Faza-po-faza: Kako se kromosomi i DNA mijenjaju (Profaza → Telofaza; primjer 2n = 6)
Nakon što je objašnjeno što mitoza i mejoza postižu i kada se koja odvija, pomaže pratiti kromosome kroz stvarne faze kako bi mehaničke razlike postale opipljive. Polazeći od 2n = 6 nakon S faze (6 kromosoma, 12 DNA molekula), profaza se razlikuje: u mejozi I formiraju se tri bivalenta (moguć je parenje), dok mitoza ostavlja homologne odvojene. Metafaza poravnava ili šest pojedinačnih dupliciranih kromosoma (mitoza) ili tri bivalenta (mejoza I). Anafaza u mitozi razdvaja sestre kromatide, proizvodeći dvije jezgre svaka s šest jednokromatidskih kromosoma; u anafazi I homologi se razdvajaju, dajući dvije haploidne (n = 3) stanice s kromosomima koji su još udvostručeni. Mejoza II odražava mitozu, razdvajajući sestre kromatide kako bi se dobile četiri gamete s n = 3. Tablica za brzi pregled slijedi.
| Faza | Mitoza | Mejoza I |
|---|---|---|
| Profaza | neupareni | bivalenti |
| Metafaza | 6 jedinica | 3 bivalenta |
| Anafaza | kromatide se razdvajaju | homologi se razdvajaju |
Mejoza I vs Mitoza: Homologni kromosomi, ukrštanje i redukcijska dioba
Kad se pažljivo usporedi prva mejotska dioba s uobičajenom mitotskom diobom, najvažnije razlike odnose se na to hoće li se homologni kromosomi upariti i zamijeniti DNA te hoće li dioba smanjiti broj kromosoma (tako da jedna stanica postane dvije haploidne) ili će jednostavno razdvojiti identične kopije; ta razgraničenja objašnjavaju zašto mejoza stvara genetsku raznolikost, dok mitoza održava status quo.
U mejozi I homologni kromosomi se uparuju (sinapsa) i razmjenjuju segmente na hijazmama (prekrižavanje), stvarajući nove kombinacije alela; ti bivalentni kompleksi nasumično se poravnavaju u metafazi I (neovisna raspodjela), pa se podrijetlo od roditelja miješa.
U anafazi I cijeli homologni kromosomi se razdvajaju (sestrinske kromatide ostaju spojene), stvarajući haploidna kćerinska jezgra bez međuvremenog umnažanja.
Suprotno tome, mitoza razdvaja sestrinske kromatide u jednoj diobi, održavajući ploidiju i identitet genoma.
Mejoza II protiv mitoza: sličnosti, ključne razlike i kako ih razlikovati
Nakon objašnjenja kako mejoza I odvaja homologe i stvara rekombinirane kromatide, korisno je pogledati mejozu II uzravno uz mitozo jer pod mikroskopom izgledaju vrlo slično, ali se razlikuju u važnim aspektima.
Oba prikazuju pojedinačne kromosome (svaki s dvije sisterinske kromatide) kako se poravnavaju u metafazi i sisterinske kromatide razdvajaju u anafazi, pa je mehanička koreografija — vretena koja povlače kromatide — u osnovi ista.
Ključne razlike su ploidi i genetski identitet: mejoza II odvija se u haploidnim stanicama, pa nastali jezgreni kompleti imaju jedan set kromosoma, dok mitoza obično održava diploidnost.
Također, kromatide u mejozi II mogu se razlikovati zbog prethodnog prekrižavanja, dok su mitotičke sestre obično identične.
Za razlikovanje provjerite broj kromosoma i potražite znakove ranijeg párovanja ili chiasma koji upućuju na mejozu.
Brzi modeli i aktivnosti za učionicu koji pokazuju ponašanje kromosoma
U jednostavnoj, praktičnoj jedinici koja stane u jedno vrijeme nastave, učenici mogu vidjeti ključne razlike između mitoze i mejoze izradom i manipulacijom modela kromosoma (cijevne četke, obojani papir ili glina svi dobro funkcioniraju).
Koristeći šest cijevnih četki obojenih kao tri homologna para (2n = 6), učenici svaku uviju u X‑oblik sesterinskih kromatida nakon S faze kako bi modelirali mitozu (pojedinačni se poravnavaju u metafazi) i mejozu I (parovi se udružuju u bivalente).
U profazi I nastaju kizmate Ukrštanjem dviju homolognih kromatida i privremenim pričvršćivanjem točaka prekrižavanja trakom kako bi se prikazala rekombinacija.
Neovisnim okretanjem bivalenata pokažite 2^3 = 8 ishoda gameta, zatim odvojite haploidne setove i podijelite sesterinske kromatide u mejozi II.
Na kraju usporedite poravnanja u mitozi i mejozi II kako biste istaknuli sličnu mehaniku, ali različitu ploidiju i genetski identitet.
