Solunjakautuminen: solusykli

Organismin kasvu johtuu solujen määrän lisääntymisestä jakautumisen kautta. Ihmiskehossa solujen jakautumisen pääasialliset menetelmät ovat mitoosi ja meioosi. Näiden solujen jakautumismenetelmien aikana tapahtuvat prosessit etenevät samalla tavalla, mutta johtavat erilaisiin tuloksiin.

Mitoosi eli mitoosi johtaa solujen määrän kasvuun ja eliön kasvuun. Tämä menetelmä varmistaa solujen uusiutumisen niiden kulumisen tai kuolemisen jälkeen. Nykyään tiedetään, että epidermiksen solut elävät 10–30 päivää, punasolut jopa 4–5 kuukautta. Hermo- ja lihassolut (kuidut) elävät koko ihmisen elämän ajan.

Kaikki solut käyvät läpi lisääntymisen (jakautumisen) aikana muutoksia, jotka sopivat solusyklin puitteisiin. Solusykli on nimitys prosesseille, jotka tapahtuvat solussa jakautumisesta jakautumiseen tai jakautumisesta kuolemaan (kuolemaan). Solusykli erottaa toisistaan solun valmistautumisen jakautumiseen (interfaasi) ja mitoosin (solunjakautumisprosessi).

Noin 20–30 tuntia kestävässä interfaasissa biosynteettisten prosessien nopeus kasvaa ja organellien määrä kasvaa. Tällöin solun ja kaikkien sen rakenneosien, mukaan lukien sentriolien, massa kaksinkertaistuu.

Nukleiinihappomolekyylien replikaatio (toisto, kahdentuminen) tapahtuu. Tämä on prosessi, jossa emo-DNA:han tallennettu geneettinen informaatio siirtyy lisääntymällä tarkasti tytärsoluissa. Emo-DNA-ketju toimii templaattina tytär-DNA:n synteesille. Replikaation seurauksena kumpikin tytär-DNA-molekyyli koostuu yhdestä vanhasta ja yhdestä uudesta ketjusta. Mitoosin valmisteluvaiheen aikana solussa syntetisoidaan solujen jakautumiseen tarvittavia proteiineja. Interfaasin loppuun mennessä tuman kromatiini on tiivistynyt.

Mitoosi (kreikan sanasta mitos - lanka) on ajanjakso, jolloin emosolu jakautuu kahdeksi tytärsoluksi. Mitoottinen solunjakautuminen varmistaa solurakenteiden, sen tuma-aineen - kromatiinin - tasaisen jakautumisen kahden tytärsolun kesken. Mitoosin kesto on 30 minuutista 3 tuntiin. Mitoosi jaetaan profaasiin, metafaasiin, anafaasiin ja telofaasiin.

Profaasissa tumake hajoaa vähitellen ja sentriolit erkanevat kohti solun napoja. Sentriolien mikrotubulukset suuntautuvat kohti päiväntasaajaa ja päiväntasaajan alueella ne ovat päällekkäin.

Metafaasissa tumakalvo tuhoutuu, kromosomisäikeet suuntautuvat napoihin ja säilyttävät yhteyden solun ekvatoriaaliseen alueeseen. Endoplasmisen retikulumin ja Golgin kompleksin rakenteet hajoavat pieniksi kupliksi (vesikkeleiksi), jotka yhdessä mitokondrioiden kanssa jakautuvat jakautuvan solun molempiin puoliskoihin. Metafaasin lopussa jokainen kromosomi alkaa jakautua kahdeksi uudeksi tytärkromosomiksi pitkittäisen raon kautta.

Anafaasissa kromosomit irtoavat toisistaan ja liikkuvat kohti solun napoja jopa 0,5 μm/min nopeudella. Anafaasin lopussa solukalvo tunkeutuu solun päiväntasaajaa pitkin kohtisuoraan sen pituusakseliin nähden muodostaen jakautumisvaon.

Telofaasissa solun napoihin hajaantuneet kromosomit dekondensoituvat, muuttuvat kromatiiniksi ja RNA:n transkriptio (tuotanto) alkaa. Tumakalvo ja tumajyvä muodostuvat, ja tulevien tytärsolujen kalvorakenteet muodostuvat nopeasti. Solun pinnalla, sen päiväntasaajaa pitkin, supistuminen syvenee, ja solu jakautuu kahdeksi tytärsoluksi.

Mitoosin seurauksena tytärsolut saavat identtisen kromosomijoukon äidin kanssa. Mitoosi varmistaa geneettisen vakauden, solujen määrän kasvun ja siten organismin kasvun sekä uudistumisprosessit.

Meioosi (kreikan sanasta meioosi - pelkistyminen) havaitaan sukupuolisoluissa. Näiden solujen jakautumisen seurauksena muodostuu uusia soluja, joilla on yksi (haploidinen) kromosomijoukko, mikä on tärkeää geneettisen tiedon siirtymisen kannalta. Kun yksi sukupuolisolu yhdistyy vastakkaisen sukupuolen soluun (hedelmöityksen aikana), kromosomijoukko kaksinkertaistuu, tulee täydelliseksi, kaksinkertaistuu (diploidiksi). Sukusolujen fuusion jälkeen muodostuneessa diploidisessa (kaksitumaisessa) tsygootissa on kaksi sarjaa identtisiä (homologisia) kromosomeja. Diploidisen organismin (tsygootin) jokainen homologinen kromosomipari on peräisin munasolun ytimestä ja siittiön ytimestä.

Kypsän organismin sukupuolisolujen meioosin seurauksena jokainen tytärsolu sisältää vain yhden kaikista alkuperäisten solujen homologisista kromosomiparista. Tämä on mahdollista, koska meioosin aikana tapahtuu vain DNA:n replikaatiota ja kaksi peräkkäistä tumien jakautumista. Tämän seurauksena yhdestä diploidista solusta muodostuu kaksi haploidista solua. Kummassakin näistä tytärsoluista on puolet siitä kromosomista (23) kuin emosolun tumassa (46). Meioosin seurauksena haploidisilla sukupuolisoluilla on paitsi puolittunut kromosomimäärä, myös erilainen geenien järjestys kromosomeissa. Siksi uudella organismilla ei ole vain vanhempiensa ominaisuuksien summa, vaan myös omat (yksilölliset) ominaisuutensa.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]