Czym jest mitoza – wszystko o podziale komórek

Mitoza jest najczęściej spotykanym podziałem w ludzkim organizmie. Właśnie w ten sposób dzielą się wszystkie komórki, wyjątek stanowią te rozrodcze. Komórki ulegające podziałowi nazywamy somatycznymi, czyli budującymi ciało. W wyniku mitozy powstają dwa jądra potomne, które zawierają jednakową informację genetyczną, a także taką samą ilość chromosomów, co komórka, od której pochodzą. Mitozę możemy podzielić na 4 fazy, jest to ciągły proces zachodzący w organizmie. Jak przebiega i jak wyglądają poszczególne fazy? 

Część zerowa – interfaza

Interfaza sama w sobie nie stanowi fragmentu mitozy, jednak warto o niej wspomnieć, bowiem to właśnie ona jest najdłuższą fazą życia komórki. Podczas interfazy, zarówno jądro, jak i cała komórka, przygotowuje się do podziału mitotycznego bądź mejotycznego. W związku jej czasem trwania możemy wyróżnić trzy stadia, w których dochodzi do aktywnych i wyraźnych zmian:

• faza G1 – to okres przerwy, tuż przed nim występuje zakończony podział mitotyczny, czyli telofaza. Podczas fazy G1 komórka znacznie wzrasta i następuje synteza białek – między innymi strukturalnych i enzymatycznych. Ponadto właśnie w tym momencie następuje zwiększenie mitochondrium i lizosomy, czyli organelli komórkowej. Dzięki fazie G1 komórka znacząco zwiększa swoją masę, objętość i powierzchnie, przygotowując się tym samym do przejścia we właściwą mitozę, będącą podziałem komórkowym. Na koniec fazy G1 białka regulatorowe ulegają syntezie, która umożliwia płynne przejście komórki w fazę S;
• Faza S – nazywana jest inaczej syntezą. Podczas niej dochodzi do replikacji DNA – a prościej mówiąc, do wytworzenie podwójnej ilości kwasu deoksyrybonukleinowego, który zostanie w jednakowych częściach podzielony na dwie nowo powstałe komórki. Oprócz replikacji DNA dochodzi do syntezy histonów, będącymi zasadowymi białkami, wchodzącymi w skład chromatyny. Pod koniec fazy S można zaobserwować replikacje centriola, który przyczynia się do organizacji wrzeciona podziałowego, a także wspiera przebieg cytokinezy podczas czwartek fazy mitozy. Faza S zazwyczaj trwa u człowieka około 8 godzin. Po tym czasie komórka przechodzi płynnie do fazy G2;
• Faza G2 – to po prostu faza przerwy. Właśnie w tej fazie następuje synteza białek, znajdujących się we wrzecionie podziałowym. Za jedno z głównych białek uważa się tubulinę. Oprócz tego faza G2 umożliwia syntezę składników błony komórkowej, która koniecznie musi być ponownie wytworzona po zakończonym podziale komórkowym. W trakcie zakończenia fazy G2 dochodzi także do syntezy białek regulatorowych, które odpowiadają za przejście komórki w poszczególne fazy mitozy.

Część pierwsza – profaza

Pierwszą fazą mitozy jest profaza. To właŚnie ona odpowiada za początek podziału międzykomórkowego. Podczas niej chromatyna, która wypełnia jądro komórkowe, zaczyna się spiralizować, czyli zagęszczać. Takie działanie przyczynia się do wyraźnego uwydatnienia struktury jądra, którą nazywamy chromosomami. Po jakimś czasie od zagęszczenia budowa chromosomów staje się lepiej widoczna. Chromosomy składają się z dwóch połówek o podłużnym kształcie, które nazywamy chromatydami, posiadającymi jednakowe cząsteczki naszego DNA. Te dwa elementy łączą się ze sobą w jednym miejscu, zwanym centromerem. Podczas tej fazy dochodzi także do zapoczątkowania zanikania błony jądrowej, oraz powstawania wrzeciona podziałowego, skupiającego się na dwóch biegunach komórki, leżących naprzeciwko siebie.

Część druga – metafaza

Podczas tej fazy zupełnie zanika błona jądrowa, przez co chromosomy znajdują się w cytoplazmie. W trakcie metafazy chromosomy ustawiają się pomiędzy biegunami komórki i tworzą płytkę metafazową. W trakcie tej fazy zostają także wydłużone nicie wrzeciona podziałowego. U pacjentów chorujących na nowotwory leki oddziałują na wydłużanie się powyższego wrzeciona, dzięki czemu możliwe jest zahamowanie podziału komórkowego już w drugiej fazie.

Część trzecia – anafaza

Właśnie w tym momencie wcześniej wydłużane włókna wrzeciona podziałowego zaczynają się kurczyć. Takie działanie skutkuje pęknięciem centromerów i odciągnięciem chromatyd w dwie, przeciwległe do siebie strony. W trzeciej fazie następuje także rozdzielenie materiału genetycznego, który jest identyczny, a chromatydy stają się dwoma oddzielnymi i niezależnymi chromosomami.

Część czwarta – telofaza

W ostatniej fazie, w warunkach laboratoryjnych możemy zaobserwować zakończenie procesu mitozy. Telofaza polega na odbudowaniu błony jądrowej i powstaniu kolejnych dwóch jąder potomnych, gotowych do podziału. Struktura chromosomów, zamieszkujących komórkę, która niegdyś sama była skutkiem podziału, zaczyna się rozluźniać, a wiązania i ich struktura stają się ledwo widoczne. Również w czwartek fazie rozpoczyna się proces cytokinezy, który – zakończony sukcesem – daje nam dwie kolejne komórki potomne.

Mitoza to niezwykłe zjawisko, które towarzyszy nam każdego dnia. Dzięki jej obecności możemy zrozumieć skomplikowane działanie całego naszego organizmu. Podział komórkowy wpływa na nasz rozwój, regenerację, a także na inne aspekty życia. Wyszczególnienie faz mitozy to doskonały sposób na poznanie sposobu funkcjonowania komórek.