Cykl komórkowy, mitoza i mejoza

Między podziałami komórka przechodzi interfazę, która trwa zwykle najdłużej. W fazie G1 komórka rośnie i gromadzi składniki potrzebne do dalszych etapów. W fazie S ilość DNA w jądrze się podwaja. W fazie G2 komórka przygotowuje się do podziału: magazynuje energię i wytwarza białka potrzebne do rozdzielania chromosomów. Po interfazie następuje podział jądra i cytoplazmy, czyli faza M.

Odczytaj z wykresu trzy rzeczy. Ilość DNA w komórce rośnie tylko na jednym odcinku cyklu i nigdzie indziej. Potem utrzymuje się na stałym poziomie aż do podziału, a wtedy spada skokowo do wartości wyjściowej. Spadek następuje dlatego, że DNA zostaje rozdzielony między dwie komórki potomne.

Uzasadnienie, dlaczego DNA musi być podwojony przed podziałem, jest proste: każda komórka potomna ma dostać pełny komplet informacji genetycznej. Gdyby podział nastąpił bez wcześniejszego podwojenia, komórki potomne otrzymałyby po połowie genów.

Mejoza zaczyna się od jednej replikacji DNA, a po niej następują dwa podziały. W pierwszym, redukcyjnym, chromosomy homologiczne łączą się w pary, wymieniają odcinki, a następnie rozchodzą się do dwóch komórek. Liczba chromosomów zmniejsza się wtedy z 2n do n, ale każdy chromosom nadal ma dwie chromatydy. W drugim podziale, który przypomina mitozę i nie jest poprzedzony replikacją, rozdzielają się chromatydy siostrzane.

Efekt to cztery komórki haploidalne, różniące się między sobą genetycznie. Zmienność rekombinacyjna ma dwa źródła. Pierwsze to crossing-over, czyli wymiana odcinków między chromatydami niesiostrzanymi chromosomów homologicznych w profazie I. Drugie to niezależna segregacja: każda para homologów ustawia się w metafazie I niezależnie od pozostałych, więc przy n parach chromosomów możliwych układów jest 2ⁿ.