W organizmach eukariotycznych występują dwa rodzaje podziałów komórkowych: mitoza i mejoza. Każdy z nich ma inne przeznaczenie.
Mitoza wytwarza komórki ciała, które mogą być wykorzystane do wzrostu, wymiany starych komórek i rozmnażania bezpłciowego (rozmnażania z jednym rodzicem). W wyniku mejozy powstają komórki płciowe lub gamety, które są wykorzystywane do rozmnażania płciowego.
Międzyfaza
Podczas interfazy komórki kontynuują wzrost i pełnią swoje normalne funkcje komórkowe, przygotowując się do następnego podziału. Nazywa się to fazą przerwy i składa się z trzech etapów: G1, S i G2.
W pierwszym etapie (G1 lub Gap-1) komórka zwiększa swoje rozmiary, jednocześnie syntetyzując białka, kwasy nukleinowe i inne cząsteczki. W tym okresie ilość DNA w komórce podwaja się, a gdy komórka osiąga swój maksymalny rozmiar, wytwarzane są nowe organelle.
Chromosomy nie są widoczne w tej fazie, ponieważ materiał, który je łączy, zwany chromatyną, jest rozproszony w całym jądrze. Jednak wrzeciono, które później odciągnie siostrzane chromatydy od siebie, rozwija się w tej fazie.
Profazy
Mitoza to proces, w którym komórki dzielą się na dwie komórki córki, które powielają materiał genetyczny komórki macierzystej. Proces ten zachodzi we wszystkich żywych organizmach, w tym u ludzi, i dzieli się na cztery etapy: profazę, metafazę, anafazę i telofazę.
Pierwszy etap nazywany jest profazą i zachodzi, kiedy kompleks DNA i białek zwany chromatyną zwija się i staje się bardziej zwarty. Wtedy też zaczynają się tworzyć chromosomy, zwane chromatydami siostrzanymi.
Pod koniec profazy zaczyna się tworzyć struktura zwana wrzecionem mitotycznym. Centrosomy chromosomów przyczepiają się do wrzeciona i zaczynają przemieszczać się do przeciwległych biegunów komórki. Następnie zaczynają się tworzyć mikrotubule wrzeciona i rozciągają się pomiędzy centrosomami. Teraz tworzą się również kinetochory skondensowanych chromosomów, gdzie chromosomy są przyczepione do mikrotubul.
Metafaza
Metafaza jest drugą fazą mitozy, podczas której chromosomy są bardzo skondensowane i zwinięte oraz ustawiają się na płytce równikowej. To ułożenie jest kluczowe dla prawidłowego podziału chromosomów.
Chromosomy składają się z dwóch siostrzanych chromatyd, które są przyczepione do każdego centromeru przez białka zwane kohezynami. Każdy chromosom jest następnie przyłączany do jednego włókna wrzeciona z każdego bieguna komórki przez mikrotubule, które łączą się z centromerem na jego kinetochorach.
Podczas metafazy chromosomy są nieustannie ciągnięte i popychane przez długie mikrotubule z włókien białkowych, które rozciągają się z włókien wrzeciona na obu końcach komórki (mikrotubule kinetochorowe). Ten proces ciągnie chromatydy siostrzane tam i z powrotem, aż ustawią się one w centrum komórki na płytce metafazowej.
Anafaza
Anafaza jest najkrótszą fazą mitozy, podczas której centromery każdego chromosomu rozdzielają się, a chromatydy siostrzane rozchodzą się do przeciwległych biegunów komórki. To rozdzielenie chromosomów gwarantuje, że każda komórka potomna otrzyma identyczny zestaw chromosomów.
Podczas anafazy mikrotubule wrzeciona zaczynają się poruszać. Ruch ten jest spowodowany przede wszystkim działaniem kinetochorów i podklasy mikrotubul zwanych mikrotubulami kinetochorowymi.
Faza końcowa
Kiedy komórka osiąga koniec interfazy, przygotowuje się do podziału. Nazywa się to fazą końcową.
Istnieją dwa różne rodzaje podziałów komórkowych: mitoza, w której powstają genetycznie identyczne komórki-córki, i mejoza, w której liczba chromosomów zmniejsza się o połowę. Oba procesy są ważne dla życia na Ziemi.
W mitozie chromatydy siostrzane ustawiają się w płaszczyźnie zwanej płytką metafazową. Są one przymocowane do mikrotubul wrzeciona w centromerze przez wyspecjalizowaną strukturę białkową zwaną kinetochorem.
Centrosomy przemieszczają się na przeciwległe bieguny komórki i są napędzane przez wydłużające się między nimi mikrotubule. Chromosomy stają się teraz wizualnie dyskretne i ulegają kondensacji.
