Mitóza

Mitóza je přesný proces jaderného dělení, který zajistí, že každá ze dvou dceřiných buněk získá kompletní sadu chromozomů identickou s rodičovskou buňkou. Základní prvky jsou stejné u všech organizmů  a lze takto mitózu z genetického hlediska charakterizovat (my se budeme zabývat mitózou u eukaryotních organizmů):

1. Každý chromozom je vždy zreplikován před začátkem dělení buňky - interfáze.
2. Každý chromozom se podélně rozděluje do identických polovin (chromatid), které se navzájem oddělují.
3. Oddělené chromatidy chromozomů se přesouvají k pólům buněk a každá se stává součástí formujícího dceřinného jádra.

Mitóza je kontinuální proces, který je potřeba z důvodu popisu na základě změn jádra rozdělit do čtyř stádií.

Interfáze: část cyklu, kdy je chromatin uložený v jádře a jednotlivé chromozomy nejsou opticky rozlišitelné. Podle biochemických změn se interfáze člení na G0 , G1, S a G2 fázi. Délka G0 fáze je nestabilní. Do této fáze může buňka přijít ihned po dělení a je pro ni charakteristická slabá syntéza RNA. Vstup buňky do této fáze ovlivňuje nedostatečné vnitřní a vnější podmínky pro dělení. G1 fáze je interval od ukončení nepřímého dělení buňky do začátku replikace DNA - trvá několik hodin až dní. Dochází zde k syntéze RNA a proteinů (enzymů, histonů, fosfolipidů a nehistonových bílkovin). Fáze S, neboli syntetická fáze, je charakteristická replikací (zdvojením) DNA. Pokračuje však i syntéza RNA a proteinů. S fáze trvá 6 - 8 hodin. V G2 fázi je ukončena syntéza DNA a trvá 2 - 6 hodin. V této fázi je v buňce 4n chromozomů.

Profáze: následuje přímo po G2 fázi interfáze. Začíná mírným zvětšením jádra, které způsobuje příjem vody z okolní cytoplazmy. Spiralizací chromatinu se chromozomy postupně zkracují a sílí, což má důležitý funkční význam. Chromozomy se zviditelňují a mají tvar tenkého vlákna. Od začátku profáze se hmota chromozomů formuje do dvou vláken - chromatid, které jsou vlastně samostatné funkční jednotky spojené centromerou. Dvojice centriolů putují k opačným pólům. Na konci profáze se rozpadá jaderná membrána, mizí jadérko a chromozomy jsou ve vysokém stupni spiralizace. Vzniká mitotický aparát, formují se astrální a kinetochórová vlákna dělícího vřeténka. Celá profáze trvá 30 - 60 minut.

Metafáze: lze členit na metakinezi (prometafáze) a vlastní metafázi. Při metakinezi začíná shromáždění a uspořádání chromozomů do ekvatoriální (centrální) roviny buňky (tento krok chybí u některých hub a rostlin). Dochází k autoorientaci chromozomů svými kinetickými místy na centromeře směrem k pólům buňky (stabilní poloha v ekvatoriální rovině) a k distribuci ( speciálnímu seřazení) chromozomů. V metafázi jsou chromozomy specificky uspořádány v ekvatoriální rovině. Dochází k největší spiralizaci a zkrácení chromozomů a proto se v tomto stádiu provádí cytogenetické studie založené na morfologii chromozomů. Na centromeru chromozomů se připojuje dělicí vřeténko.

Anafáze je plynulé pokračování metafáze. Na počátku nastane simultánní rozdělení centromer a oddělení sesterských chromatid v centromerách. Na centromery připojené dělící vřeténko svojí kontraktivní činností přesouvá chromozomy z ekvatoriální roviny k pólům buňky. Při podélném rozdělení centromery jsou k opačným pólům přesouvány kopie chromozomů (chromatidy) vytvořených při replikaci DNA. Rozdělení chromozomů je poměrně rychlé, proto anafáze trvá jen několik minut. Zároveň postupně dochází k prodlužování buňky a začíná cytokineze.

Telofáze je charakteristická seskupením chromozomů u pólů buňky. Chromozomy se postupně despiralizují a rozplétají do funkční, aktivní formy. Jaderná membrána se opět obnovuje a spojuje a v obou nových jádrech se objevují jadérka. Dělící vřeténka zanikají a buňka dokončuje cytokinezi.

Výsledkem mitotického dělení je vznik dvou buněk se stejným počtem chromozomů, které měla buňka původní - mateřská.

Genetický význam mitózy: Mechanizmus mitózy zaručuje rovnoměrné rozdělení hmoty chromozomů do obou nových buněk. Mitózou se zabezpečuje konstantní počet chromozomů všech buněk v mnohobuněčném organizmu a v neposlední řadě pravidelnou distribucí chromozomů, nositelů genetické informace obsažené v DNA, se zabezpečuje úplná shoda dědičného základu původní a obou nových buněk.