חשיבותה של מיטוזיס

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

ה חשיבות המיטוזה טמון במצב הרבייה התאי שלו פר אקסלנס, המאפיין את הרוב המכריע של צורות החיים המאכלסות כיום את כדור הארץ. בשלב זה, חיוני לזכור שניתן לארגן את החומר הגנטי של התאים בשתי דרכים שונות. מצד אחד, ה אורגניזמים פרוקריוטיים הם מאופיינים בכרומוזום בודד שאינו עטוף בגרעין. תאים אלה (חיידקים, כמה אצות פרימיטיביות) מתחלקים על ידי ביקוע פשוט. במקום זאת, אורגניזמים אוקריוטיים (ירקות, כולל האחרים אַצוֹת, פטריה, פרוטיסטים, בעלי חיים) מאחסנים את החומר הגנטי של התאים שלהם במבנה תת-תאי הנקרא הגרעין. בתוך הפנים הגרעיני, DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) מסודר ו"ארוז" למספר זוגי של כרומוזומים.

מהלך האירועים האבולוציוני הצריך, ברגע מסוים במקורותיו, יישום של מנגנון יעיל שיאפשר תאים ראשונים רוכשים את האיכות הביולוגית המורכבת של רבייה, מעבר לתהליכים הבסיסיים שהיו לפרוקריוטים - ועדיין צריכים - זה. ככל שהחומר הגנטי קיבל מידה גדולה יותר של מורכבות, השכפול ההכרחי שלו התקדם גם לעבר מתודולוגיה אסרטיבית ויעילה יותר, עבור אמצעים שלא רק מבטיחים מנגנון מהיר יותר לקידוד שלו, אלא גם שילוב של האפשרות ליצור "שגיאות תרגום" במהלך התהליך, תופעה שגרמה ליצירת שונות גנטית ממנה נהנו אלפי המינים השונים שהצליחו להתפתח תוֹצָאָה.

תהליך

בְּמַהֲלָך מיטוזה, החומר הגנטי הכלול בגרעין מסודר כך שכל אחד מהכרומוזומים מועתק על ידי אנזימים ספציפיים שיתפזרו באופן שווה בכל אחד משני תאי הבת שיצמחו מכך תהליך. לָכֵן, מיטוזה הוא מורכב ממנגנון רבייה שבמהלכו כל ה-DNA של תא אוקריוטי מועתק לעצמו כדי להוליד אלמנטים תאיים חדשים.

הרקמות בעלות השיעור הגבוה ביותר של מיטוזה הן אלו המאופיינות בחידוש תאים מהיר או בצמיחה מתמשכת ומתמשכת. הרקמות העובריות, כל האפיתליה (העור והריריות של איברים שונים) ורוב תאי הרבייה בולטים בהקשר זה. להיפך, הרקמות היציבות ביותר מאופיינות בהיעדר חלוקת תאים, ולכן, מיטוזה. בהקשר זה, תאי שריר ו נוירונים של יונקים גבוהים יותר, כמו האדם, כבר לא מבצעים מיטוזה.

כדאי להבחין מיטוזה שֶׁל ה מיוזה, שהוא תהליך נוסף של חלוקה תאית בהם נוצרים תאי בת ללא שכפול מוקדם של חומר הכרומוזום. לכן, לתאים החדשים יש מחצית מהכרומוזומים; מנגנון זה הוא המוליד ביציות וזרע, כלומר תאי הרבייה. התמזגותם של יסודות אלו מולידה אורגניזם חדש שמתאפיין מהתא הראשון שלו בחומר גנטי שלם, חדש לחלוטין ואינדיווידואלי. כמו כן, יצוין כי מיטוזה זוהי תופעה מבוקרת ומותאמת מאוד כדי למנוע שינויים במהלך רביית התאים. ברקמות ניאופלסטיות, תהליך המיטוזה מאבד את השליטה הביולוגית הזו והתאים מתרבים ב- מצב מואץ ובלתי מווסת, מה שמסביר הרבה מההתנהגות של סרטן ומחלות אחרות מקורבים.

לחלק כדי לגדול

תהליך חלוקת החומר הגנטי של התאים באמצעות מיטוזה הביא כתוצאה מכך גם את היכולת התאית להיווצר רקמות, באמצעות חיבור של תאים רציפים, זהים ומתמחים בסוג מסוים של פונקציה מסוימת, מה שהופך את הקפיצה לעבר החוקה של איברים מורכבים, אשר בתורם קיבלו תפקידים שונים, אך עם מתאם מערכתי שאפשר התקדמות לעבר מינים יותר ויותר מורכב.

כל ההתפתחות הפנימית הזו של אורגניזמים שימשה מבחינה אבולוציונית כדי לפנות מקום למינים יותר ויותר גדולים ומורכבים, ביניהם השונות הגנטיקה חושפת את החשיבות שיש לסביבה על ההזדמנויות הקובעות את גורל ההישרדות של המינים, כמו גם הדו-קיום שלהם בין כֵּן.

אבולוציה ושונות

במהלך תהליך חלוקת הכרומוזומים המנוהל על ידי מיטוזה, ישנם גורמים חיצוניים רבים שיכולים להשפיע עליו. מחומרים כימיים בעלי פוטנציאל מוטגני שאינו קשור לתהליך, כגון תרכובות אורגנוכלור, תרכובות אורגניות או אפילו מתכות כבדות, ועד לגורמים פיזיים ואנרגטיים כגון קרינה או שדות אלקטרומגנטיים, עוברים בעיקר דרך הגירויים שהסביבה מטביעה על כל אחד מהמינים כמנוע העיקרי של שינויים אבולוציוניים, מול הסתגלות יותר מהכרחי, שאפשרה הופעה של שינויים מולקולריים בקוד הגנטי של דרכים הן עצמאיות עבור כל מין, והן אלה המתואמות בין שני מינים או יותר, ובכך מבססות אופי קו-אבולוציוני בין המינים. מִין.

דוגמה נפוצה לתופעה זו ניתנת לצפייה בקלות בקרב מינים מסוימים, שייכים תמיד לאותה נישה ומקושרים באמצעות תפקידיהם בשרשרת הטרופית, מעידה על המשחק הקיים בין טרף לטורפים, עם מגוון רחב של אפשרויות הונאה אדפטיביות, שבהן היה לראשונים הגירוי לשנות את שלהם גנטיקה לקראת התפתחות של מראה חזותי וכימי כאחד, בדומה לאלו של הטורפים שלהם על מנת לשמור על בטיחותם של כמה שיותר מבני משפחתם מינים, בעוד האחרונים נאלצו לקראת התפתחות היכולות הפיזיות שלהם לחדד את החושים והכישורים המוטוריים שלהם, כדי לא לגווע ברעב בגלל השארתם לעבור לטיפשים

תופעות מוטגניות

בהתחשב בקיומם, אם כן, של מרכיבים חיצוניים רבים כל כך משפיעים על תוצאות החלוקה mitotic, עשוי בהחלט להוביל להטיל ספק מוצדק ביעילותו של מנגנון רבייה זה טלפון נייד. עם זאת, היכולת ליצור שני תאי בת זהים מתא אם אחד אינה שבירה ופגיעה כפי שהיא עשויה להיראות.

השילוב בין השינוי המולקולרי של מבנה ה-DNA לבין הכדאיות של הצלחתו להישרדות התאים שנוצרו לאחר מיטוזה הוא סיפור אחר. הרבה יותר מורכב, כי לא כל סוג של מוטציה יכול לאפשר את הביצועים הנורמליים של התאים המותאמים, עובדה שהיא למעשה הרבה יותר תכופה ממה שהיא ניתן אפילו לדמיין או אפילו להתחקות אחר, כאשר בדרך כלל מתרחש חיסול מערכתי שקט של תאים מוטנטים שאינם ברי קיימא, בעוד שתאים מוטנטיים יכולים להיות להדגים רק לאורך זמן, את התוצאות של אותם הישגים מוצלחים במזל של תאים שהצליחו להתמודד עם שינוי ולשרוד עם תרומתם כתוצאה מכך מועבר לדורות הבאים של אותו מין, הודות לחלוקות לפי מיטוזה שימשיכו לשכפל את המוטציה כתצורה הנורמלית החדשה ב- תאים שנוצרו.

הפניות

Alberts, B., Bray, D., & Hopkin, K. (2006). מבוא לביולוגיה של התא. Pan American Medical Ed.

קרדנס, או. (2013). ביולוגיה תאית ואנושית. מהדורות Ecoe.

לודיש, ה. (2005). ביולוגיה תאית ומולקולרית. Pan American Medical Ed.

מזיה, ד. (1961). מיטוזה והפיזיולוגיה של חלוקת תאים. בתא (עמ' 77-412). עיתונות אקדמית.

מקינטוש, ג'יי. ר., מולודצוב, מ. I., & Ataullakhanov, F. יו. (2012). ביופיסיקה של מיטוזה. סקירות רבעוניות של ביופיסיקה, 45(2), 147-207.