Rozmnožovanie buniek

Bunkový cyklus sa skladá z niekoľkých fáz:

G1-fáza (postmitotická)

Začína najčastejšie v okamihu rozdelenia po vzniku novej bunky, bunka sa zotavuje z delenia, začínajú syntetické procesy – tvoria sa látky potrebné pre replikáciu DNA.

V G1 fáze sa nachádza kontrolný uzol bunkového cyklu, V ňom sa bunkový cyklus zastavuje pri regulácii bunkového delenia v prípade nepriaznivých podmienok alebo pod vplyvom inhibítorov.

S-fáza (syntetická)

Trvá asi 1/4 cyklu, prebieha syntéza látok v bunke, ale najmä replikácia DNA. Po skončení S-fázy má jadro dvojnásobný počet chromozómov (v skutočnosti sa zdvojujú chromatidy, ktoré zostávajú spojené v mieste centroméry a rozdelia sa až neskôr v anafáze mitózy).

G2-fáza (postsyntetická)

Je druhou prípravnou fázou, pokračujú syntetické procesy, pribúdajú bunkové štruktúry, bunka ďalej rastie a pomaly sa pripravuje na delenie jadra.

M-fáza (mitotická)

Fáza delenia bunky, v nej sa najprv rozdelí jadro a potom celá bunka. Mitózou sa zabezpečuje presné rozdelenie buniek na dve úplne rovnaké bunky. Keďže rozdeleniu predchádza replikácia DNA, je zaručené, že dcérske bunky majú úplne zhodnú genetickú výbavu ako materská bunka.

Mitóza má 4 časti:

1. Profáza
   1. Rozpúšťa sa jadrová membrána
   2. Chromozómy špiralizujú, zviditeľnujú sa
   3. Centrozóm sa rozdelí na dve centrioly, ktoré sa posúvajú k pólom bunky, vytvára sa deliace vretienko (mitotický aparát)
   4. Zaniká jadierko
2. Metafáza
   1. Chromozómy sa sústredia do centrálnej roviny bunky a v mieste centroméry sa prichytia na vlákna mitotického aparátu
   2. Začínajú sa pomaly pozdĺžne deliť (oddeľujú sa od seba dve chromatidy vzniknuté v S-fáze)
3. Anafáza
   1. Dokončuje sa delenie chromozómov (oddelenie chromatíd)
   2. Vlákna deliaceho vretienka sa pomaly skracujú a ťahajú jednotlivé chromozómy k vlastným pólom bunky. Na konci anafázy sú na póloch bunky sústredené rozdelené chromozómy
4. Telofáza
   1. Syntetizuje sa priehradka v centrálnej rovine, dochádza k rozdeleniu buniek – cytokinéza
   2. Okolo chromozómov sa vytvára jadrová membrána, objavuje sa jadierko
   3. Chromozómy sa rozpúšťajú, stávajú sa „neviditeľnými“
   4. Zaniká deliace vretienko
   5. Na konci telofázy vznikajú dve nové bunky

Regulácia bunkového cyklu

Hoci má každá bunka schopnosť deliť sa, nie všetky bunky mnohobunkového organizmu sa delia. Pri rastlinách sú to bunky nedelivých (trvácich) pletív, pri živočíchoch sú to v dospelosti bunky takmer všetkých tkanív. Znamená to teda, že u týchto buniek sa bunkový cyklus preruší. V mnohobunkových organizmoch teda bunkový cyklus riadia regulačné mechanizmy, ktoré zabezpečujú zodpovedajúci počet buniek vo všetkých tkanivách a orgánoch. Regulácia bunkového cyklu je jedným z hlavných mechanizmov zabezpečujúcich celistvosť mnohobunkového organizmu. Bunkový cyklus je najčastejšie riadený prostredníctvom chemických látok. Tieto látky delenie buniek stimulujú alebo inhibujú. Všetky regulátory bunkového delenia ovplyvňujú priebeh bunkového cyklu v G1 fáze, kde je kontrolný uzol. Po pôsobení inhibítorov zostáva bunka v G1 fáze a všetky procesy pripravujúce replikáciu DNA a rastové procesy sa zastavia.

Bunky, ktoré sa napr. v ľudskom organizme nedelia sú v G1 fáze (takéto zastavenie bunkového cyklu sa nazýva aj G0 fáza). Všetky ostatné životné funkcie vykonáva bunka bez prerušenia. U buniek, ktoré natrvalo stratili schopnosť delenia je kontrolný uzol v G1 fáze natrvalo zablokovaný. Vplyvom niektorých látok sa môže regulácia bunkového delenia narušiť natoľko, že sa delenie bunky stane nekontrolovateľným a vznikajú nádorové bunky.

Redukčné delenie

Delenie, pri ktorom dochádza k redukcii počtu chromozómov v bunke na polovicu. Meiózou prebieha len v pohlavných žľazách (gonádach) a vznikajú ňou pohlavné bunky – gaméty. Meióza prebieha v dvoch po sebe idúcich deleniach:

1. Heterotypické delenie – dochádza pri ňom k redukcii počtu chromozómov
2. Homeotypické delenie – v princípe mitóza len sa pri ňom delia haploidné bunky

Heterotypické delenie – meióza I.

1. Profáza I. (meiózy) – stráca sa jadrová membrána, zviditeľňujú sa chromozómy, vytvára sa deliace vretienko. Homologické chromozómy sa párujú, vytvárajú dvojice – bivalenty. Priblížením homologických chromozómov môže nastať ich prekríženie (crossing over), pri ktorom si môžu vymeniť zodpovedajúce časti chromatíd. Takýmto spôsobom dochádza k „miešaniu“ genetického materiálu – vznikajú rekombinované chromozómy, ktoré majú časť z materského a časť z otcovského genetického materiálu.
2. Metafáza I. – po istom čase sa chromozómy od seba oddeľujú, ale nerozdelia sa pozdĺžne na dve chromatidy.
3. Anafáza I. – dvojchromatidové páry homologických chromozómov sa rozdelia – jeden z dvojice ide k jednému pólu a druhý k druhému pólu bunky. Nastáva redukcia počtu chromozómov na polovicu.
4. Telofáza I. – dvojchromatidové chromozómy sú sústredené na póloch bunky, nastáva rekonštrukcia jadra, dochádza k cytokinéze – rozdeleniu bunky. Vznikajú dve dcérske bunky s polovičným počtom dvojchromatidových chromozómov.

Homeotypické delenie – meióza II.

V princípe mitóza – prebieha po krátkej interfáze, pri ktorej nedochádza k replikácii DNA. Má 4 fázy podobne ako mitóza, ale keďže má svoje špecifiká, tieto fázy sa označujú ako Profáza II., Metafáza II., Anafáza II., Telofáza II. Pri homeotypickom delení, sa chromozómy pozdĺžne delia oddeľujú sa chromatidy a vznikajú jednochromatidové chromozómy. Výsledkom sú 4 bunky s polovičným – haploidným počtom jednochromatidových chromozómov. Takéto bunky sa po dozretí stávajú gamétami a sú schopné zúčastniť sa pohlavného rozmnožovania.