Stanični ciklus

Potaknimo znatiželju...

Za neke organizme koji žive na Zemlji, možemo reći da su posebni, drugačiji od ostalih. Osim Turritopsis dohrnii, glasovite besmrtne meduze koja ima sposobnost prenamijeniti svoje već diferencirane stanice u drugu funkciju, za još neke organizme, pojedini znanstvenici smatraju da bi mogli biti besmrtni ukoliko ih ne bi napadali prirodni neprijatelji, čovjek ili bolesti.

To su primjerice neke vrste kornjače za koje je poznato da imaju dug životni vijek zahvaljujući neprestanim diobama kojima se obnavljaju njihove stanice. 
Na taj način njihovi organi, a time i cijeli organizam ostaju "zauvijek mladi".

Kromosomi – transportni oblik nasljedne tvari

Molekule DNA u tvojim stanicama prenositeljice su gena, odnosno životno bitnih informacija koje te određuju na mnogo načina. Da bi se ta informacija o nasljeđu ispravno i cjelovito prenijela na nove stanice koje tvoje tijelo svakodnevno stvara, pohranjena je u obliku kromosoma.

Riješi zadatke i na taj način ponovi neke činjenice o molekuli DNA i kromosomima.

Jednostruki i dvostruki kromosomi

Tjelesni i spolni kromosomi

Broj kromosoma stalan je i karakterističan za sve vrste živih bića. Broj kromosoma u tjelesnim stanicama naziva se diploidni broj kromosoma i označuje se s 2n. Kao što ti je poznato, u čovjeka je 2n = 46. U spolnim stanicama (gametama) broj je kromosoma upola manji. Nova jedinka nastaje spajanjem dviju spolnih stanica od kojih svaka sadržava polovičan broj kromosoma, stoga se označuje oznakom n i naziva se haploidni broj kromosoma.

Oblici kromosoma razlikuju se u eukariota i prokariota. Riješi zadatak.

Kromosomi se u biljaka i životinja mogu razlikovati i prema duljini i položaju centromera. 

Prouči sliku i riješi zadatak.

U tvojim tjelesnim stanicama svaki kromosom ima svoj par koji je jednake veličine i položaja centromere. Čovjek ima 22 para tjelesnih kromosoma ili autosoma. Kombinacija zadnjega 23. para kromosoma bitna je u određivanja spola, stoga ih nazivamo spolni kromosomi ili gonosomi.

Ako sve kromosome jedne tjelesne stanice čovjeka poredamo u parovima od najvećega prema najmanjemu, dobit ćemo kariogram. Takav grafički linearni prikaz omogućuje promatranje kromosoma i uočavanje mogućih nepravilnosti u njihovu broju ili obliku. 

Život jedne stanice

Procese koji se događaju u životu eukariotske stanice možemo podijeliti na četiri faze: G1, S, G2 i M. Te faze zajedno čine jedan stanični ciklus. Stanica veći dio života provede u interfazi koja obuhvaća G1, S i G2 fazu. 

Klikni na kružiće i prisjeti se ključnih događaja tijekom staničnoga ciklusa.

Prouči u tablici koliki je broj molekula DNA i koji je stupanj spiralizacije molekula DNA u pojedinim fazama staničnog ciklusa tjelesne stanice čovjeka.

M faza – dioba stanice

Mitoza je dioba tjelesnih stanica pri čemu od jedne stanice s 2n brojem kromosoma nastanu dvije nove identične stanice od kojih svaka opet sadržava 2n broj kromosoma. Glavna je zadaća mitoze povećanje broja stanica koje sadržavaju istu gensku uputu. 

Što sve mitoza omogućuje pogledaj u galeriji.

Svaka tjelesna stanica nekoga eukariotskoga organizma svoje gene ima zapisane u dva seta kromosoma. Jedan je set organizam naslijedio od majke, a drugi od oca. Ljudski organizam tako sadržava 46 kromosoma ili 23 para homolognih kromosoma. Jedan homologni par sadržava  jedan majčin i jedan očev kromosom koji su jednake veličine i sadržavaju gene za ista svojstva. 

Faze mitoze

Tijek mitoze možemo podijeliti na četiri faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu.

Klikni na brojeve i prisjeti se ključnih događaja u mitozi.

Nakon svake mitoze od jedne početne stanice nastaju dvije genski identične, diploidne (2n) stanice. Ljudska će stanica nakon mitoze i dalje imati 23 očeva i 23 majčina kromosoma. Iako je diobeno vreteno u mitozi podijelilo genski materijal na dva dijela, broj kromosoma ostao je i dalje isti.

Mitoza kao osnova za nespolno razmnožavanje

Razmnožavanje je jedno od osnovnih obilježja svih živih bića jer omogućuje nastanak potomstva, odnosno produljenje neke vrste živih bića. Nespolno razmnožavanje najčešći je oblik razmnožavanja jednostavnije građenih organizama. Takvim razmnožavanjem nastaju klonovi, jedinke čija je genska uputa identična organizmu od kojega su potekli. S obzirom na to da u nespolnome razmnožavanju nema miješanja gena, potreban je samo jedan roditelj.

Prisjeti se nekih načina nespolnoga razmnožavanja i odgovori na pitanja.

Potomci su kod nespolnoga razmnožavanja kopije svojih roditelja, stoga je uglavnom jedini izvor novih gena i raznolikosti mutacija, odnosno trajna promjena nasljedne tvari. Mutacije se mogu dogoditi zbog utjecaja nekoga vanjskog čimbenika kao što su kemikalije, zračenje, virusi i sl. Raznolikost je ključna za opstanak jer nastanak novih obilježja u potomaka omogućuje bolju i lakšu prilagodbu na moguću pojavu nepovoljnih uvjeta okoliša. 

Mejoza – ključ varijabilnosti živoga svijeta

Mejoza je stanična dioba tijekom koje nastaju spolne stanice od kojih svaka nosi barem dio različitih gena. 

Dva su bitna događaja u mejozi:

  • broj se kromosoma u stanici prepolovi na haploidan (n) da bi nakon oplodnje broj kromosoma u novome organizmu bio diploidan (2n)
  • nastale spolne stanice genski su različite, što omogućuje nastanak potomaka različitih obilježja bitnih za preživljavanje nepovoljnih uvjeta u okolišu.

Pogledaj videozapis o mejozi.

Klikni na brojeve i prisjeti se ključnih događaja u mejozi I i mejozi II.

Kako se mejozom postiže raznolikost gameta?

Raznolikost gameta postiže se kromatidnom izmjenom (crossing over), nasumičnom orijentacijom kromosoma u metafazi I i II, ali i nasumičnim razdvajanjem kromosoma u anafazi I i II. 

Nasumična orijentacija majčinih i očevih kromosoma u mejozi I rezultira 2n brojem različitih gameta, pri čemu je n jednak haploidnomu broju kromosoma jedinke. Ako je n = 2, tada slijedi da je broj mogućnosti za nastanak različitih gameta jednak broju 4 (2n = 22 = 4). Za čovjeka vrijedi 2n = 223 = 8388608 različitih gameta.
Nasumičnim razdvajanjem na kraju jedne mejoze ljudske stanice od 23 kromosoma u gameti, primjerice 17 kromosoma može biti očevih, a 6 majčinih, a u drugoj može biti 2 očeva i 21 majčin.

Provjeri svoje znanje