Zamknięcie działu 4

Słowniczek działu

Anafaza — faza mitozy/mejozy, w której chromosomy (chromatydy) rozchodzą się do biegunów komórki.

Apoptoza — zaprogramowana, aktywna śmierć komórki; bez stanu zapalnego.

Centromer — odcinek DNA chromosomu; miejsce połączenia chromatyd siostrzanych i przyłączenia kinetochoru.

Centrosom — organellum cytoplazmatyczne organizujące wrzeciono podziałowe.

Chromatydy siostrzane — dwie identyczne kopie chromosomu po replikacji, połączone centromerem.

Crossing-over — wymiana odcinków DNA między chromatydami chromosomów homologicznych w profazie I mejozy.

Cykl komórkowy — ciąg zdarzeń G₁ → S → G₂ → M prowadzący do podziału komórki.

Cykliny i CDK — białka regulatorowe; kompleks cyklina–CDK kontroluje przejście między fazami cyklu.

Cytokineza — podział cytoplazmy (po podziale jądra).

Diploid (2n) — komórka/organizm z parami chromosomów homologicznych.

Faza G₁ — pierwsza przerwa; wzrost komórki i decyzja o wejściu w cykl.

Faza G₂ — druga przerwa; wzrost, kontrola replikacji, przygotowanie wrzeciona.

Faza M — podział jądra (kariokineza) + cytokineza.

Faza S — replikacja DNA; chromosomy zdublowane (dwie chromatydy siostrzane).

Gamety — haploidalne komórki rozrodcze (jaja, plemniki).

Haploid (n) — komórka/organizm z jednym zestawem chromosomów.

Interfaza — fazy G₁ + S + G₂; ~90% czasu cyklu.

Karcynogen — czynnik zwiększający ryzyko nowotworu przez uszkadzanie DNA.

Koniugacja (synapsa) — parowanie chromosomów homologicznych w profazie I mejozy.

Mejoza — dwa podziały jądrowe z jedną replikacją; wynik: 4 komórki haploidalne.

Metafaza — faza mitozy/mejozy, w której chromosomy ustawiają się na płycie równikowej.

Mitoza — podział jądra: 1 komórka diploidalna → 2 identyczne diploidalne komórki potomne.

Profaza — pierwsza faza mitozy/mejozy; kondensacja chromosomów, rozpad otoczki jądrowej.

Punkt kontrolny — moment weryfikacji gotowości do przejścia do kolejnej fazy cyklu.

Telofaza — ostatnia faza mitozy/mejozy; odtworzenie otoczki jądrowej, dekondensacja.

Tetrada (biwalent) — cztery chromatydy (dwa homologi × dwie chromatydy) w profazie I mejozy.

Wrzeciono podziałowe — aparat mikrotubularny transportujący chromosomy do biegunów.

Angiogeneza — tworzenie nowych naczyń krwionośnych; w nowotworach — odżywia rosnący guz.

Gen supresorowy — gen hamujący proliferację lub inicjujący apoptozę; przykłady: p53, Rb.

Onkogen — zmutowany proto-onkogen stymulujący niekontrolowaną proliferację.

Przerzut (metastaza) — tworzenie wtórnych ognisk guza w odległych narządach.

Proto-onkogen — normalny gen stymulujący proliferację; po mutacji → onkogen.

W pigułce

  • Cykl komórkowy: G₁ (wzrost, decyzja) → S (replikacja DNA) → G₂ (kontrola, przygotowanie) → M (podział); interfaza ≈ 90% czasu.
  • Trzy punkty kontrolne (G₁/S, G₂/M, metafaza) strzegą poprawności każdego etapu; cykliny i CDK to molekularne przełączniki.
  • Mitoza: PMAT → 2 diploidalne, identyczne komórki; w anafazie rozchodzą się chromatydy siostrzane.
  • Mejoza: dwa podziały, jedna replikacja → 4 haploidalne komórki; mejoza I redukcyjna (homologi), mejoza II równościowa (chromatydy).
  • Crossing-over (profaza I) + losowa segregacja homologów = ogromna zmienność genetyczna.
  • Nowotwór: akumulacja mutacji; onkogeny (dominujące, „gaz") vs geny supresorowe (recesywne, „hamulec"); apoptoza jako mechanizm ochronny.

Sprawdzian działowy

Pytania zamknięte

  1. Która faza cyklu komórkowego trwa najdłużej? a) G₁ b) S c) G₂ d) M

  2. W której fazie mitozy chromosomy ustawiają się na płycie równikowej? a) Profaza b) Metafaza c) Anafaza d) Telofaza

  3. Ile komórek haploidalnych powstaje w wyniku mejozy jednej komórki diploidalnej? a) 2 b) 4 c) 8 d) 1

  4. Crossing-over zachodzi w: a) Profazie I mejozy b) Anafazie I mejozy c) Profazie II mejozy d) Mitozie

  5. Centromer to: a) Organellum organizujące wrzeciono b) Odcinek DNA łączący chromatydy siostrzane c) Białko regulujące cykl komórkowy d) Enzym replikujący DNA

Odpowiedzi
  1. a) G₁ (lub: dowolna z faz interfazy jest dłuższa niż M; spośród opcji G₁ jest zazwyczaj najdłuższa)
  2. b) Metafaza
  3. b) 4
  4. a) Profaza I mejozy
  5. b) Odcinek DNA łączący chromatydy siostrzane

Pytania otwarte

  1. Wyjaśnij, dlaczego bez punktów kontrolnych cyklu komórkowego organizm byłby narażony na poważne konsekwencje. Podaj przykład.

  2. Porównaj anafazę mitozy z anafazą mejozy I — co się rozchodzi i dlaczego wynik jest różny.

  3. Oblicz, ile różnych kombinacji chromosomowych (bez crossing-over) może pojawić się w gametach człowieka (2n = 46).

  4. [R] Pacjent ma dziedziczną mutację w jednym allelu genu p53. Wyjaśnij, dlaczego ryzyko raka jest u niego zwiększone, ale nie pewne.

  5. [R] Jakie są dwa główne mechanizmy, dzięki którym guz nowotworowy unika eliminacji przez organizm?

Wskazówki do odpowiedzi otwartych

  1. Bez punktów kontrolnych uszkodzone DNA mogłoby zostać zreplikowane i przekazane komórkom córkom → akumulacja mutacji. Przykład: brak punktu G₁/S → wejście w replikację z uszkodzeniami DNA.

  2. Anafaza mitozy: rozchodzą się chromatydy siostrzane → każda komórka potomna dostaje pełny diploidalny zestaw. Anafaza mejozy I: rozchodzą się chromosomy homologiczne → każda komórka potomna dostaje haploidalny zestaw chromosomów, ale jeszcze z dwiema chromatydami w każdym.

  3. $2^{23} = 8,388,608 \approx 8{,}4 \times 10^6$ kombinacji na gamety od jednego rodzica.

  4. Geny supresorowe działają recesywnie — jedna działająca kopia wciąż hamuje nieprawidłowe podziały. Ryzyko wzrasta, bo pierwsze „trafienie" jest już odziedziczone; wystarczy jedna mutacja somatyczna, by zawiodły obie kopie (vs. dwie losowe mutacje somatyczne u osoby bez predyspozycji).

  5. Unikanie apoptozy (np. nadekspresja Bcl-2, mutacja p53) i unikanie nadzoru immunologicznego (np. obniżenie ekspresji białek MHC I, sekrecja immunosupresyjnych cytokin). Inne możliwe odpowiedzi: aktywacja telomerazy, angiogeneza jako wsparcie wzrostu.