Nastanak tjelesnih stanica

Stanični ciklus

Stanični ciklus jest niz faza u životu stanice u sklopu kojih se stanica dijeli te zatim raste i priprema se za novu diobu.

Interfaza

Dioba stanice jest samo kratki odsječak u životu stanice. Većinu vremena stanica provodi u interfazi, dijelu životnoga ciklusa tijekom kojega stanica raste i obavlja svoju ulogu, stvara nove molekule i organele, udvostručuje svoj genski materijal i priprema se za diobu.
Interfazu možemo podijeliti na 3 faze:

G1 faza
Neposredno nakon diobe stanice imaju mali obujam. Tijekom G1 faze stanica raste, metabolički je aktivna, proizvodi proteine i fosfolipide za izgradnju membrana te povećava broj različitih organela.

S faza
Tijekom S faze stanica stvara kopiju svoga genskog materijala. Od 46 molekula DNA, koliko nalazimo u jezgri tjelesnih stanica čovjeka, tijekom S faze replikacijom će nastati 92 molekule DNA, koje će tijekom diobe stanice oblikovati kondenzirane kromosome i omogućiti ravnomjernu podjelu genskoga materijala na dvije stanice. Razmislite, zašto je neophodno udvostručiti broj molekula DNA prije nego što se stanica podijeli.

G2 faza
Tijekom G2 faze stanica nastavlja povećavati svoj obujam. Sintetiziraju se proteini neophodni za diobu stanice.

Dioba stanice

Kad stanica dosegne određeni obujam, ona će se podijeliti.
Diobu jezgre nazivamo kariokineza, a diobu citoplazme citokineza i obje su sastavni dio mitoze . Svaka od dviju novonastalih stanica sadržavat će sve potrebne strukture i organele te jednak genski materijal kao i stanica koja se podijelila. Nakon citokineze svaka nova stanica iznova započinje svoj stanični ciklus.

Razmislite, zašto stanice ne mogu unedogled povećavati svoj obujam. S kakvim bi se problemima susrele?
Vremensko trajanje pojedinih faza staničnoga ciklusa razlikuje se od stanice do stanice, no one većinu vremena provedu u fazama interfaze, posebice G1 faze. Na početku embrionalnoga razvoja stanični je ciklus mnogo kraći, dovoljno je 30 minuta da se stanice podijele. Sporo rastuće stanice, poput stanica jetre, provedu i nekoliko tjedana u interfazi.

Iako je dioba stanica kontinuirani proces, radi lakšega je razumijevanja podijeljena na faze karakteristične po položaju kromosoma u stanici.
Na temelju slika identificirajte promjene u stanici tijekom staničnoga ciklusa.

Mitozu možemo podijeliti na četiri faze:

1. profaza
Tijekom profaze od dugačkih kromatinskih niti, molekula DNA se obavija oko posebnih proteina i time nastaju sve kraći i deblji kromosomi koji postaju vidljivi svjetlosnim mikroskopom. Svaki je kromosom građen od dvije identične molekule DNA, pričvršćene pričvrsnicom, koje nazivamo sestrinske kromatide. Tijekom profaze razgrađuju se jezgrica i jezgrina ovojnica te se oblikuje diobeno vreteno koje čine centrosomi i niti diobenoga vretena. Centrosomi se razdvajaju i putuju prema polovima stanice. Diobeno će vreteno omogućiti ravnomjernu podjelu genskoga materijala stanice na dvije stanice kćeri.

2. metafaza
U metafazi su kromosomi maksimalno kondenzirani. Niti diobenoga vretena pričvršćene za pričvrsnicu kromosoma privlače kromosome i razmještaju ih u središte stanice.

3. anafaza
Niti se diobenoga vretena skraćuju, razdvajuju sestrinske kromatide kromosoma i povlače ih prema suprotnim polovima stanice. Svaka kromatida tijekom anafaze čini zaseban kromosom. Razdvajanje sestrinskih kromatida omogućuje raspodjelu genskoga materijala na dvije stanice kćeri koje će imati jednak broj molekula DNA te jednaku nasljednu uputu kao i stanica u interfazi.

4. telofaza
Telofaza je završna faza mitoze. Tijekom telofaze oblikovat će se jezgrina ovojnica, nastat će dvije jezgre na suprotnim polovima stanice, razgradit će se diobeno vreteno te će se DNA kromosoma, namotana oko proteina, početi odmatati kako bi se ponovno oblikovao kromatin. Tijekom telofaze ponovno postaju vidljive jezgrice.

Nakon diobe jezgre slijedi dioba citoplazme stanice. Taj se proces naziva citokineza. Tijekom citokineze dolazi do uvrtanja membrane na središtu stanice. Stanica se na tome mjestu podijeli na dvije stanice kćeri. Svaka stanica nakon citokineze sadrži svoju jezgru i sve građevne dijelove.

Ponovite faze staničnoga ciklusa, posebnu pažnju obratite na izgled kromosoma u svakoj fazi te odredite koliko se molekula DNA, a koliko kromosoma nalazi u ljudskoj stanici tijekom svake faze mitoze.

Dioba tjelesnih stanica omogućava rast organizma, regeneraciju tkiva i nespolno razmnožavanje

Svi su višestanični organizmi nastali brojnim mitozama od samo jedne početne stanice, zigote. Svakom se mitozom broj stanica u nekome organizmu povećava, no brojne stanice također s vremenom i umiru. Dioba se tjelesnih stanica odvija 300 milijuna puta u minuti u odraslome ljudskom tijelu kako bi se oštećene ili odumrle stanice nadomjestile novima. Primjerice, crvene krvne stanice čovjeka žive samo 4 mjeseca i upravo mitozom stalno nastaju nove krvne stanice u koštanoj srži. Svaki put kad se ozlijedite, stanice kože diobom nadomjeste oštećene stanice i omogućuju zacjeljivanje nastale rane.
Uz regeneraciju tijela dioba stanica jest osnova nespolnoga razmnožavanja. Hidre su slatkovodni žarnjaci koji se razmnožavaju pupanjem. Pupanje je jedan od primjera nespolnoga načina razmnožavanja.
Anatomskim odvajanjem pupa od roditelja nastat će novi organizam, genski jednak hidri iz koje je nastao.