Mitoos ja meioos (11)

Ande Andekas-Lammutaja
Bioloogia – Mitoos ja meioos
Hulkraksetel organismidel järgneb nii sugulisele kui ka mittesugulisele paljunemisele rakkude jagunemine (saadud rakke nimetatakse tütarrakkudeks), mis tagabki organismi kasvamise ja arengu, aga ka hukkunud rakkude asendamise ja vigastuste parandamise. Eukarüootsete rakkude jagunemisel eristatakse teineteisele järgnevat tuuma- ja tsütoplasma jagunemist. Esmalt toimub karüokinees (rakutuuma jagunemine; tagatakse kromosoomides oleva geneetilise info jaotumine tuumade vahel; jaguneb profaasiks ( kromosoomid keerduvad kokku, rakutuum suureneb, tuumakesed kaovad, tsenrioolpaaride liikumise tulemusena rakk polariseerub ja nende vahele moodustuvad kääviniidid, tuumamembraanid lagunevad), metafaasiks ( kromosoomid liiguvad raku keskele, moodustavad ekvatoriaaltasandi, on maksimaalselt kokku keerdunud , kääviniidid kinnituvad kromosoomide tsentriomeeridele), anafaasiks (tsentrioolidelt lähtuvad kääviniidid lühenevad, kromosoomide kromatiidid eralduvad rakupoolustele, tsentromeerid kahestuvad) ja telofaasiks (kääviniidid kaovad, sünteesitakse tuumamembraanid, kromosoomid keerduvad lahti, tekivad tuumakesed, membraan nöördub keskosast sisse)) ja seejärel tsütokinees (tsütoplasma jagunemine; tekib kaks tütarrakku). Kääviniidid koosnevad niitjatest valkudest ja osalevad kromosoomide jaotamises. Mitoosiks nimetatakse päristuumsete rakkude jagunemise viisi, millega tagatakse kromosoomide arvu püsivus tütarrakkudes. Interfaasiks nimetatakse kahe mitoosi vahele jäävat raku eluperioodi. Rakutsükliks nimetatakse raku eluringi ühe mitoosi lõpust läbi interfaasi järgmise mitoosi lõpuni. Mitoosi ja interfaasi kestus sõltub rakutüübist, vastava koe füsioloogilisest aktiivsusest ja keskkonnatingimustest . Raku ainevahetuse põhiprotsessid (organellide arvu suurenemine, ATP ja teiste makroerigiliste ühendite süntaas, tsentrioolide ja DNA kahekordistumine) toimuvad interfaasis , raku mõõtmed suurenevad. Interfaasi lõpus toimuva DNA kahekordistumise tagajärjel on kromosoomid rakujagunemise alguseks kahekromatiidilised (nende koostisse kuulub kaks identset DNA molekuli). Mitoosi alguseks on ühe kromosoomi kromatiidid omavahel ühendatud tsentromeeri abil, mis jagab iga kromatiidi kaheks osaks (kromosoomi õlgadeks). Rakujagunemisel lahknevad kõigi kromosoomide kromatiidid ja moodustunud tütarrakkudesse jäävad ühekromatiidilised kromosoomid. Interfaasis on nad lahtikeerdunud kujul. Kõik hulkrakse organismi rakud ei ole jagunemisvõimelised (taimedel paljunevad algkoerakud). Interfaasis enamik rakke diferentseerub, nad omandavad vastava koe tüübile iseloomuliku kuju ja talitluse. Sellega kaotab palju rakke pöördumatult oma jagunemisvõime (närvi- ja vöötlihasrakud, erütrotsüüdid). On ka rakke, mis tavaliselt küll ei puudu, aga teatud tingimistes on selleks võimelised (maksarakud).
Igale liigile on iseloomulik kindel kromosoomide arv. Et sugulisel paljunemisel kromosoomide arv viljastumise tulemusena ei kahekordistuks, peab nende arv sugurakkudes vähenema kaks korda. Meioosiks nimetatakse raku jagunemise viisi, mille käigus kromosoomide arv tütarrakkudes väheneb kaks korda. Haploidseks nimetatakse meioosis kaks korda vähenenud kromosoomistikku (tähiseks n). Munaraku viljastumisel ühinevad kahe suguraku kromosoomid ja taastub liigile omane kahekordne e. diploidne kromosoomistik (tähiseks 2n). Somaatilisteks rakkudeks nimetatakse keharakke ja gameetideks sugurakke . Meioos kaasneb sugurakkude küpsemise ja eoste moodustumisega. Protsess koosneb kahest järjestikusest jagunemisest, mille tulemusena tekib neli tütarrakku. Meioosile eelnevas interfaasis toimub DNA kahekordistumine, rakuorganellide arvu suurenemine, makroergiliste ühendite süntees ja tsentrioolide kahestumine . Esimese jagunemise profaasis toimub tuumamembraanide jagunemine, tuumakeste kadumine, kromosoomide kokku keerdumine, ristsiire (homoloogiliste kromosoomide paarikaupa liibumine ja võrdse pikkusega osade vahetamine, kaasneb geenivahetus; suurendab pärilikku muutlikust) ning tsentrioolide paaride eraldumine ja nende vahele kääviniitide moodustumine. Kromosoommutatsioonid on ristsiirdes esinevate vigadega (vahetatavate kromosoomilõikude pikkused on erinevad) kaasnevad kromosoomide struktuurimuutused. Metafaasis liiguvad homoloogilised kromosoomid ekvatoriaaltasandile, nende tsentromeeridele kinnituvad kääviniidid. Anafaasis kääviniidid lühenevad ja kromosoomid lahknevad poolustele . Telofaasis nöördub rakumembraan sisse, kaasneb tsütoplasma kahestumine ja kahe tütarraku teke. Tsentrioolid kahestuvad, kromosoomid ei keerdu täielikult lahti, tuumamembraane ei teki ja tuumakesi ei moodustu. Esimese jagunemise tulemusena on kromosoomide arv kaks korda vähenenud. Kromosoomid koosnevad kahest kromatiidist ja DNA kahekordistumist ei järgne. Interfaas on mitoosi omast lühem ja liitub teise jagunemise profaasiga, kus liiguvad tsentrioolide paarid jällegi rakupoolustele ja neist lähtuvad kääviniidid. Metafaasis paiknevad kromosoomid ekvatoriaaltasandile ja kääviniidid kinnituvad tsentromeeridele. Anafaasis kromosoomide tsentromeerid kahestuvad, kromatiidid lahknevad ja liiguvad koos kääviniitide lühenemisega raku poolustele. Telofaasis keerduvad kromatiidid lahti, moodustuvad tuumamembraanid ja tuumakesed. Toimub tsütokinees ja tekib neli tütarrakku, kääviniidid lagundatakse. Meioosi tulemusena tekib ühest diploidsest rakust neli haploidset tütarrakku. Ristsiirde ja üksteisest sõltumatu lahknemise tõttu on tütarrakud geneetiliselt erinevad.