Mitoza i mejoza - czym się różnią? Podziały komórki krok po kroku

Główna idea: kopiowanie i tasowanie

Komórki dzielą się z dwóch powodów. Pierwszy: organizm potrzebuje nowych komórek, żeby rosnąć, zagoić ranę albo wymienić naskórek. Nowe komórki mają być takie same jak stare, więc komórka kopiuje swój materiał genetyczny i przekazuje każdej komórce potomnej pełny komplet. To mitoza.

Drugi powód to rozmnażanie płciowe. Komórka jajowa i plemnik łączą się w jedną komórkę, więc każda z nich może mieć tylko połowę chromosomów - inaczej ich liczba podwajałaby się w każdym pokoleniu. Ta połowa jest przy tym za każdym razem inna, bo chromosomy się tasują. To mejoza.

Zanim zaczniesz: chromosomy w parach

Komórka człowieka ma 46 chromosomów, czyli 23 pary. W każdej parze jeden chromosom pochodzi od matki, a drugi od ojca. Takie dwa chromosomy to chromosomy homologiczne: niosą te same geny, choć często w nieco innych wersjach. Komórkę z podwójnym zestawem chromosomów nazywamy diploidalną (2n), a z pojedynczym - haploidalną (n).

Zanim komórka zacznie się dzielić, w interfazie kopiuje DNA - to faza S. Od tej chwili każdy chromosom składa się z dwóch identycznych chromatyd siostrzanych, połączonych centromerem.

W animacjach komórka ma tylko 2n = 4 chromosomy: parę długich i parę krótkich. Turkusowe pochodzą od matki, pomarańczowe - od ojca. W interfazie chromosomy są rozluźnione i pod mikroskopem świetlnym nie da się ich rozróżnić, ale rysujemy je, żeby było widać, co się z nimi dzieje. Animację możesz przechodzić przyciskami albo strzałkami na klawiaturze.

Mitoza krok po kroku

Z jednej komórki 2n powstały dwie komórki 2n o identycznym DNA. Każda dostała po jednej chromatydzie z każdego chromosomu.

Mejoza krok po kroku

Mejoza to dwa podziały jeden po drugim, bez kopiowania DNA między nimi. W pierwszym rozchodzą się chromosomy homologiczne, w drugim - chromatydy siostrzane.

Z jednej komórki 2n powstały cztery komórki n. Żadne dwie nie są takie same: w każdej jest inna mieszanka chromosomów matki i ojca.

Wypróbuj: ile różnych gamet?

W metafazie I każda para może się ustawić na dwa sposoby - chromosomem od matki w stronę jednego albo drugiego bieguna. Od tego zależy, co trafi do każdej z komórek potomnych. Obracaj pary albo układaj je losowo i spróbuj odkryć wszystkie zestawy. Potem sprawdź suwakiem, jak ich liczba rośnie z liczbą par.

Przy $n$ parach chromosomów możliwych zestawów jest $2^n$. Dla 3 par to 8, a dla 23 par człowieka - 8 388 608. Crossing-over dokłada do tego nowe połączenia genów w obrębie samych chromosomów, więc jest skrajnie mało prawdopodobne, żeby dwie gamety miały dokładnie ten sam zestaw genów.

Mitoza i mejoza: porównanie

Jak liczyć chromosomy i chromatydy

Najważniejsza zasada: liczba chromosomów to liczba centromerów. Chromosom może mieć jedną chromatydę (przed fazą S i po rozdzieleniu chromatyd) albo dwie (od fazy S aż do ich rozdzielenia).

Przykład: komórka ma 2n = 8.

W podręcznikach spotkasz też zapis z literą c, np. 2n4c. Liczba przed n mówi, ile zestawów chromosomów ma komórka, a liczba przed c - ile kopii DNA. Komórka w metafazie mitozy to 2n4c, komórka po mejozie I - 1n2c, a gameta - 1n1c.

Teraz Ty

Komórki psa mają 2n = 78 chromosomów. Ile chromosomów ma gameta psa? Ile chromatyd jest w jednej komórce zaraz po pierwszym podziale mejozy?

Najczęstsze błędy

• Mylenie chromatyd siostrzanych z chromosomami homologicznymi. Chromatydy siostrzane to dwie identyczne kopie jednego chromosomu, połączone centromerem. Chromosomy homologiczne to dwa różne chromosomy z tej samej pary - jeden od matki, drugi od ojca.
• „Liczba chromosomów spada w mejozie II”. Spada w mejozie I, kiedy rozchodzą się homologi. Mejoza II przebiega jak mitoza: rozdziela chromatydy siostrzane, a w każdej komórce zostaje n chromosomów.
• „Po mejozie I komórki są diploidalne, bo mają dużo DNA”. Są haploidalne: mają n chromosomów, tylko każdy z dwiema chromatydami.
• Liczenie chromatyd zamiast chromosomów. W metafazie mitozy komórka człowieka ma 46 chromosomów, a nie 92 - chromosomy liczymy po centromerach.
• „Crossing-over zachodzi w mitozie”. Crossing-over to cecha mejozy: zachodzi w profazie I, kiedy homologi tworzą pary. W mitozie homologi nie łączą się w pary, a wymiana odcinków między nimi zdarza się rzadko - zwykle przy naprawie uszkodzeń DNA.
• „Gamety zawsze powstają w mejozie”. U zwierząt tak, ale nie u wszystkich organizmów. U pasożyta Toxoplasma gondii gamety powstają przez mitozę, a mejoza zachodzi dopiero po zapłodnieniu. Na maturze 2026 zadanie oparte na tym cyklu rozwiązało tylko 17% zdających - wielu odruchowo połączyło gamety z mejozą (sprawozdanie CKE).

Na maturze

Podziały komórkowe to osobny dział wymagań na maturze z biologii (dział IV, „Podziały komórkowe”). Zadania potrafią być podchwytliwe: na maturze 2026 zadanie, w którym trzeba było zastosować wiedzę o mitozie i mejozie do cyklu życiowego pasożyta, rozwiązało tylko 17% zdających (sprawozdanie CKE). Warto ćwiczyć na komórkach z inną liczbą 2n niż 46 - tak jak w animacjach wyżej - i na cyklach życiowych innych niż ludzki.

Sprawdź się

Fiszki do powtórki

Odwróć fiszkę i oceń, czy znasz odpowiedź. Te, których jeszcze nie znasz, wrócą na koniec talii. Dlaczego warto wrócić do nich za kilka dni, przeczytasz w poradniku Powtórki rozłożone w czasie.