Pytania powtórkowe do lekcji “Cykl komórkowy i podziały”

Odpowiedzi

1. Cykl komórkowy to uporządkowany ciąg procesów zachodzących w komórce od momentu jej powstania aż do podziału na dwie komórki potomne. Obejmuje okresy wzrostu, replikacji materiału genetycznego i podziału komórki.
2. W cyklu komórkowym wyróżnia się dwa główne etapy: interfazę, czyli czas przygotowania do podziału, oraz fazę M, obejmującą mitozę i cytokinezę.
3. Interfaza to najdłuższa część cyklu komórkowego. Składa się z trzech faz: fazy G1, podczas której komórka rośnie i syntetyzuje białka, fazy S, w której dochodzi do replikacji DNA i syntezy histonów, oraz fazy G2, która obejmuje syntezę białek niezbędnych do podziału oraz kontrolę poprawności replikacji materiału genetycznego.
4. Faza M to etap podziału komórki, który obejmuje mitozę, czyli podział jądra, oraz cytokinezę, czyli podział cytoplazmy. Skutkiem tej fazy jest powstanie dwóch komórek potomnych o identycznym materiale genetycznym.
5. W fazie S następuje replikacja DNA, czyli podwojenie każdej cząsteczki DNA, co przygotowuje komórkę do równomiernego rozdzielenia materiału genetycznego w czasie mitozy.
6. Liczba chromosomów nie zwiększa się w fazie S, ponieważ każda cząsteczka DNA zostaje zreplikowana w obrębie jednego chromosomu, który po replikacji składa się z dwóch chromatyd siostrzanych połączonych wspólnym centromerem. O liczbie chromosomów decyduje właśnie liczba centromerów.
7. W fazie G2 komórka przygotowuje się do podziału, syntetyzuje białka wrzeciona kariokinetycznego, sprawdza poprawność replikacji DNA i magazynuje energię potrzebną do przeprowadzenia mitozy i cytokinezy.
8. Faza G1 to etap intensywnego wzrostu komórki, syntezy enzymów i organelli oraz kontrola środowiska wewnętrznego. Komórka podejmuje decyzję, czy przejdzie do kolejnego etapu cyklu, czy zatrzyma się i wejdzie w fazę G0.
9. Faza M składa się z dwóch głównych procesów: mitozy, czyli podziału jądra komórkowego, oraz cytokinezy, czyli podziału cytoplazmy i organelli.
10. Mitoza to proces rozdziału materiału genetycznego do dwóch jąder potomnych, natomiast cytokineza to fizyczny podział cytoplazmy, który prowadzi do powstania dwóch odrębnych komórek.
11. Faza G0 to stan spoczynku, w którym komórka nie przechodzi dalej w cyklu komórkowym, ale zachowuje aktywność metaboliczną. Niektóre komórki, jak neurony, pozostają w tej fazie na stałe.
12. Komórki dzielące się intensywnie to na przykład komórki naskórka, komórki nabłonka jelitowego i komórki szpiku kostnego. Rzadko dzielą się hepatocyty wątroby. Komórki, które w ogóle się nie dzielą, to na przykład neurony i komórki mięśnia sercowego.
13. Chromosomy homologiczne to para chromosomów o tej samej długości, strukturze i zestawie genów, z których jeden pochodzi od matki, a drugi od ojca.
14. Komórki macierzyste to komórki zdolne zarówno do podziału, jak i do różnicowania się w wyspecjalizowane typy komórek, co umożliwia rozwój organizmu i regenerację tkanek.
15. Replikacja DNA przed podziałem jest niezbędna, aby każda z komórek potomnych otrzymała identyczną, pełną kopię materiału genetycznego i mogła prawidłowo funkcjonować.
16. Układ kontroli cyklu komórkowego to sieć mechanizmów molekularnych, która czuwa nad prawidłowym przebiegiem cyklu. Obejmuje punkty kontrolne, które zatrzymują cykl w przypadku wykrycia błędów.
17. Jeśli komórka wykryje uszkodzenia DNA lub inne nieprawidłowości, cykl zostaje zatrzymany, uruchamiane są enzymy naprawcze, a w przypadku poważnych uszkodzeń aktywowana zostaje apoptoza, czyli programowana śmierć komórki.
18. Mutacja to trwała zmiana w sekwencji DNA. Może prowadzić do zaburzeń kontroli cyklu komórkowego, nieprawidłowych podziałów i rozwoju nowotworów.
19. Kluczowym białkiem w procesach kontroli cyklu, naprawy DNA i apoptozy jest p53, nazywane „strażnikiem genomu”.
20. Mutacja genu TP53 prowadzi do nieprawidłowego działania białka p53, co uniemożliwia zatrzymanie cyklu w odpowiedzi na uszkodzenia DNA i sprzyja nowotworzeniu.
21. Dwie główne drogi zakończenia życia komórki to apoptoza, czyli programowana śmierć komórki, oraz nekroza, czyli niekontrolowana śmierć komórki w wyniku uszkodzenia.
22. Apoptoza to proces kontrolowany i uporządkowany, w którym komórka ulega śmierci bez wywoływania stanu zapalnego. Nekroza natomiast jest gwałtowna, często związana z uszkodzeniem błon i wyciekiem treści komórkowej, co prowadzi do zapalenia.
23. Apoptoza pełni wiele funkcji, m.in. umożliwia eliminację uszkodzonych komórek, modeluje struktury ciała w trakcie rozwoju zarodkowego i pomaga w utrzymaniu homeostazy tkanek.
24. Zaburzenia apoptozy mogą prowadzić do chorób – jej zahamowanie sprzyja powstawaniu nowotworów, a nadmiar może prowadzić do chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera.
25. Podczas apoptozy komórka ulega kurczeniu, dochodzi do kondensacji chromatyny i fragmentacji DNA. Następnie błona komórkowa pączkuje, tworząc ciałka apoptotyczne, które są usuwane przez fagocyty bez wywoływania reakcji zapalnej.
26. Mitoza to proces podziału komórki prowadzący do powstania dwóch komórek potomnych, które są genetycznie identyczne z komórką macierzystą. Umożliwia wzrost organizmu, regenerację uszkodzonych tkanek i rozmnażanie bezpłciowe.
27. W wyniku mitozy i cytokinezy powstają dwie komórki potomne o takiej samej liczbie chromosomów jak komórka macierzysta – u człowieka są to komórki diploidalne (2n).
28. W mitozie wyróżnia się cztery fazy: profazę, metafazę, anafazę i telofazę.
29. W profazie chromatyna ulega kondensacji do postaci chromosomów, co umożliwia ich dokładne rozdzielenie. Chromosomy stają się wtedy widoczne pod mikroskopem świetlnym.
30. W trakcie profazy dochodzi do zaniku jąderka i otoczki jądrowej, co umożliwia kontakt chromosomów z wrzecionem podziałowym.
31. Wrzeciono kariokinetyczne, zbudowane z mikrotubul, odpowiada za przesuwanie i rozdzielanie chromatyd siostrzanych. Organizowane jest przez centrosomy, zawierające pary centrioli (u komórek zwierzęcych).
32. W metafazie chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki dzięki przyczepieniu włókien wrzeciona do centromerów – jest to tzw. płytka metafazowa.
33. Płytka metafazowa to uporządkowany układ chromosomów w centrum komórki. W tej fazie są one maksymalnie skondensowane, dlatego dobrze widoczne w mikroskopie.
34. W anafazie dochodzi do pęknięcia centromerów, a chromatydy siostrzane zostają rozdzielone i przemieszczone do przeciwległych biegunów komórki.
35. W telofazie chromatydy ulegają dekondensacji do formy chromatyny, odtwarzają się jąderka i otoczki jądrowe wokół dwóch zestawów chromosomów.
36. Cytokineza w komórkach zwierzęcych przebiega przez zaciskanie pierścienia kurczliwego zbudowanego z filamentów aktynowych. W komórkach roślinnych powstaje przegroda komórkowa z pęcherzyków aparatu Golgiego.
37. Mitoza umożliwia wzrost organizmu poprzez zwiększenie liczby komórek oraz regenerację tkanek po uszkodzeniach. Jest też kluczowa dla odnowy komórek w obrębie tkanek, które szybko się zużywają.
38. W rozmnażaniu bezpłciowym mitoza pozwala na tworzenie potomstwa identycznego genetycznie z organizmem rodzicielskim, co pozwala na szybkie zwiększenie liczebności populacji.
39. Komórki macierzyste dzielą się mitotycznie, umożliwiając zastępowanie zużytych lub obumarłych komórek, takich jak krwinki czerwone, które mają ograniczoną długość życia.
40. Mejoza to proces podziału komórki diploidalnej, w wyniku którego powstają cztery komórki haploidalne (np. gamety), różniące się genetycznie między sobą oraz od komórki macierzystej.
41. W mitozie powstają dwie identyczne komórki diploidalne, natomiast w mejozie – cztery komórki haploidalne, które są zróżnicowane genetycznie. Mejoza prowadzi też do zmniejszenia liczby chromosomów o połowę.
42. Gametami u człowieka są plemniki (męskie) i komórki jajowe (żeńskie). Obie mają pojedynczy (haploidalny) zestaw chromosomów, czyli 23 chromosomy.
43. Redukcja liczby chromosomów podczas mejozy zapobiega ich podwojeniu po zapłodnieniu, dzięki czemu liczba chromosomów w zygocie pozostaje stała w obrębie gatunku.
44. Mejoza składa się z dwóch kolejnych podziałów: mejozy I – redukcyjnej, oraz mejozy II – równościowej. W każdej z nich zachodzą cztery fazy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza.
45. Koniugacja chromosomów to proces łączenia się chromosomów homologicznych w pary podczas profazy I mejozy, co umożliwia wymianę fragmentów materiału genetycznego.
46. Crossing-over to wymiana odcinków DNA między niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych. Zwiększa to różnorodność genetyczną komórek potomnych.
47. W anafazie I mejozy chromosomy homologiczne (a nie chromatydy) są rozdzielane do przeciwnych biegunów komórki. Centromery nie ulegają podziałowi.
48. Po mejozie komórki potomne zawierają zredukowaną liczbę chromosomów oraz unikalne kombinacje alleli, co wynika z losowego rozchodzenia się chromosomów i crossing-over.
49. Znaczenie mejozy polega na utrzymaniu stałej liczby chromosomów w kolejnych pokoleniach oraz na zwiększaniu zmienności genetycznej organizmów, co jest podstawą różnorodności biologicznej i ewolucji.