9 GÉNY A GENERÁCIE

Samorozmnožovanie

Mitóza

Bunkové delenie, pri ktorom vznikajú somatické bunky sa nazýva mitóza. Zakaždým, keď sa bunka delí, dvojzávitnica DNA sa pozdĺžne rozdelí na dva jednotlivé reťazce. Každý z  reťazcov tvorí predlohu nového komplementárneho reťazca, až kým z  pôvodnej dvojzávitnice pripomínajúcej povrazový rebrík vzniknú dve úplné závitnice. Vzniknú tak dve presné kópie pôvodného reťazca DNA, ktoré však na jednom mieste ostávajú spojené. Ide o takzvanú centroméru. Tento proces prebieha paralelne vo všetkých chromozómoch bunky a pripravuje jej delenie. V nasledujúcom kroku sa rozpustí jadrový obal oddeľujúci bunkové jadro od cytoplazmy. Chromozómy sa potom usporiadajú jeden vedľa druhého. Obe identické chromozómové vlákna, takzvané chromatidy, sa od seba v mieste centroméry oddelia a  oddialia. Každé je vtiahnuté do inej polovice bunky. Nakoniec sa medzi oboma polovicami bunky vytvorí nová bunková stena, takže vznikajú dve dcérske bunky vybavené identickou genetickou informáciou.

Týmto spôsobom vznikajú nové bunky, keď organizmus rastie, utvárajú sa jeho orgány alebo ak v dospelom organizme treba niektoré bunky nahradiť. Ale aj výhonky, vrúble, pacibuľky a  rozmnožovacie púčiky rastlín z  rodu bryophyllum vznikajú takýmto bunkovým delením (k špecializácii buniek pozri časť 2.2). Z takýchto špecializovaných častí rastlín, ale aj z iných častí rastlín (napr. sadeničiek) môžu vyrásť celé nové rastliny. Dcérske a materské rastliny sú pritom geneticky identické. Hoci tu hovoríme o „materskej“ rastline, „otcovská“ rastlina v tomto prípade neexistuje. Takýmto spôsobom sa rozmnožujú aj niektoré zvieratá. Napríklad samičky niektorých druhov hmyzu, ako sú vši listové či hrčiarky, tvoria vajíčka takýmto mitotickým delením. Z nich sa potom vyliahnu geneticky identické mláďatá samičiek.

Meióza

Bunkové delenie, pri ktorom vznikajú pohlavné bunky sa nazýva meióza. Ako sme opísali v časti 1.1, za normálnych okolností sa v somatických bunkách nachádza dvojitá sada chromozómov. V pohlavných bunkách (vajíčkach a  spermiách) sa však nachádza iba jedna chromozómová sada. To znamená, že pri bunkovom delení, pri ktorom vznikajú pohlavné bunky, musia byť chromozómové páry rozdelené. Zdvojenie DNA je pri tomto spôsobe bunkového delenia do veľkej miery zhodné s mitózou. Na záver sa však chromozómy neuložia vedľa seba v jednej rovine, ale chromozómové páry sa uložia na seba a usporiadajú sa do párov, takže vznikne dvojvrstva. Jednotlivé chromozómy si pritom často navzájom vymenia niektoré svoje úseky, neraz len na jednej z chromatíd.

Udeje sa to tak, že v  priebehu tohto párového usporiadania v  horizontálnej rovine sa chromatidy jedného chromozómového páru prekrížia a nanovo spoja (pozri Obrázok 1 a  Obrázok 2). Tento proces sa nazýva crossover. Pri bunkovom delení sa chromozómové páry oddelia. To, ktorý chromozóm jedného páru sa pritom dostane do ktorej bunky, je pritom prenechané náhode. Počet chromozómov v bunke sa pri tomto spôsobe bunkového delenia (meióza 1) zníži na polovicu. V ďalšom cykle delenia (meióza 2), ktorý sa podobá mitóze, sa obe chromatidy každého chromozómu rozdelia do dcérskych buniek. Prostredníctvom crossoveru a náhodného rozdelenia vzniknú štyri geneticky rozdielne pohlavné bunky.

Obrázok 109: Meiotické bunkové delenie má dve fázy. Červené chromozómy pochádzajú
od jedného rodiča, modré od druhého. Pri prvom delení (obrázky 1 – 5) sa chromozómy
rozdelia a náhodne sa dostanú do dcérskych buniek. Počet chromozómov v bunke sa pritom zníži na polovicu. Pri ďalšom cykle delenia, ktorý sa podobá mitóze, sa obe chromatidy každého chromozómu rozdelia do dcérskych buniek.
(zdroj: grafické znázornenie Ali Zifran – vlastné dielo s  využitím Campbell Biology... (10th Edition) by:
Jane B. Reece & Steven A. Wasserman., CC-BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?cu-rid=50719392.)