Šūnu dalīšanās ir bioloģisks process, kurā viena šūna sadalās, lai veidotu divas vai vairākas jaunas šūnas. Tas notiek visos dzīvajos organismos un nodrošina organismu augšanu, attīstību, audu atjaunošanos un vairošanos. Ir divi galvenie šūnu dalīšanās veidi: mitoze un mejoze.
Mitoze ir somatisko šūnu dalīšanās process.
Svarīgi!
Mitozes procesā izveidojas divas identiskas meitšūnas, katrai saglabājot tādu pašu hromosomu skaitu kā mātes šūnai.
Mitoze ir būtiska augšanai, audu atjaunošanai un bezdzimumvairošanās procesiem. Mitozes bioloģiskā jēga ir nodrošināt nemainīga hromosomu komplekta saglabāšanos, šūnām daloties. Šis process ietver vairākas fāzes: profāzi, metafāzi, anafāzi un telofāzi, kam seko citokinēze, kas ir šūnas citoplazmas sadalīšanās.
 
Mitoze 
Šūnu dalīšanās mitozes procesā tiek sadalītas posmos: interfāzē, profāzē, anafāzē, telofāzē un citokinēzē. 
YCUZD_240913_6599_fazes_2.svg
Mitotiskais dalīšanās cikls
 
Interfāze:
  • G1 fāze: Šūna aug, sintezē olbaltumvielas un organellas, lai nodrošinātu šūnai nepieciešamos resursus.
  • S fāze: Notiek DNS replikācija (kopēšana). Šajā procesā katra hromosoma, kas sastāv no viena DNS pavediena, tiek pilnībā nokopēta, radot divus identiskus DNS pavedienus, ko sauc par māshromatīdām.
 
YCUZD_240911_6608_DNS_shema (1).svg
 
  • G2 fāze: Šūna turpina augt, tiek sintezēti nepieciešamie proteīni un organellas, piemēram, mikrotubuļi, kas būs vajadzīgi šūnu dalīšanās vārpstas veidošanai. Notiek sagatavošanās dalīšanai.
Mitozes M fāze:
 
YCUZD_241021_6709_mitoze.svg
 
Profāze: Centrosoma kļūst staraina. Dzīvnieku šūnās uz poliem atiet centriolu, jeb cilindrisku mikrotubuļu (proteīna pavedienu) struktūru pāri. Augu šūnās nav centriolu, to vietā ir koniski veidojumi – polu cepures. Hromosomas sablīvējas (hromatīna spiralizācija jeb kondensācija), kodolapvalks noārdās, veidojas dalīšanās vārpsta. Hromosomas kļūst redzamas gaismas mikroskopā. Vienlaikus ar kodola izzušanu starp centriolām sāk veidoties dalīšanās vārpsta. Dalīšanās vārpsta sastāv no mikrocaurulītēm.
Metafāze: Hromosomas maksimāli spiralizējas. Hromosomas izvietojas metafāzes plātnē. Pie katras hromosomas centromēras piestiprinās 2 dalīšanās vārpstas pavedieni (1 no katras centriolas). Katra centromēra dalās uz pusēm, hromosomās māshromatīdas sāk atdalīties viena no otras.
Anafāze: Māsu hromatīdas (māsu hromatīdas tagad sauc par māshromosomām, jo bioloģiski tās iegūst hromosomu nozīmi) sadalās un pārvietojas uz pretējām šūnas pusēm - poliem, kur izveido blīvus sakopojumus. Sākas citoplazmas pārdalīšanās – plazmatiskā membrāna veido ieliekumus.
Telofāze: Noārdās dalīšanās vārpsta. Hromosomas dekondensējas, kodolapvalks atjaunojas.
Citokinēze: Citoplazma sadalās, veidojot divas diploīdas šūnas. Dzīvnieku šūnas pārdalās ar iežmaugu, augu šūnas ar starpsienu.
G0 fāze: Stāvoklis šūnu ciklā, kad šūna iziet no dalīšanās cikla un ieiet miera fāzē. Šajā fāzē šūnas parasti veic savu specializēto funkciju un šajā fāzē var uzturēties ilgstoši, vai pat visu mūžu (piemēram, nervu šūnas). Šūnas var atgriezties uz G1 fāzi un atsākt šūnu dalīšanos, ja tiek saņemti attiecīgie signāli (augšanas faktori vai hormoni).
Mejoze ir šūnu dalīšanās veids, kas notiek dzimumšūnās.
Mejoze notiek dzimumšūnās, piemēram, spermatozoīdos un olšūnās.
Svarīgi!
Mejozes procesā izveidojas četrās neidentiskās meitšūnās, katrai saglabājot pusi no sākotnējās šūnas hromosomu skaita (pēc mejozes cilvēkiem katrā spermatozoīdā un olšūnā ir tikai 23 hromosomas).
Mejoze ir svarīga dzimumvairošanās procesā, nodrošinot, ka pēcnācēji saņem pilnu hromosomu komplektu no abiem vecākiem (23 hromosomu pāri cilvēkiem), kad mātes un tēva dzimumšūnas saplūst (23 olšūnas + 23 spermatozoīda hromosomas). Mejoze ietver divus dalīšanās ciklus, kas pazīstami kā mejoze I un mejoze II, ar līdzīgām fāzēm kā mitozē, bet ar būtiskām atšķirībām hromosomu sapārošanās un atdalīšanās procesā.
 
Interfāze:
Mitozes un mejozes interfāzes sakrīt, abi procesi ietver G1, S un G2 fāzi, kuru laikā šūna veic DNS replikāciju (kopēšanu) un sagatavojās dalīšanās ciklam. Starp mejozi I un mejozi II interfāzes nav.
 
YCUZD_241021_6709_mejoze_1.svg
 
Mejoze I
Profāze I: Atšķirībā no mitozes mejozes profāze I homologās hromosomas satuvinās, notiek hromosomu krustmija jeb krosingovers - apmaiņa ar iecirkņiem. Šādi veidojas atšķirīgas hromatīdas. Tad izzūd kodols, veidojas dalīšanās vārpsta. Hromosomas ir kondensētas (sablīvētas) un viegli saskatāmas.
Homologās hromosomas ir strukturāli un morfoloģiski identiskās hromosomas ar vienādu gēnu izvietojumu.
Hromosomu krustmija jeb krosingovers ir savstarpēja iecirkņu apmaiņa starp homologām hromosomām.
YCUZD_231012_5612_centrometra.png
Hromosomu krustmija jeb krosingovers
 
Metafāze I: Homologu hromosomu pāri (tetrādes) izvietojas šūnas ekvatoriālajā plaknē jeb metafāzes plātnē. Mikrotubuļi no vārpstas piestiprinās katras hromosomas centromērai, nodrošinot, ka katra homologā hromosoma būs savienota ar pretējo polu.
Anafāze I: Mikrotubuļi saīsinās, un homologās hromosomas tiek vilktas uz pretējiem šūnas poliem. Atšķirībā no mitozes, šeit māsu hromatīdas netiek atdalītas — katra hromosoma joprojām sastāv no divām māsu hromatīdām, kuras kopā pārvietojas uz šūnas poliem.
Telofāze I: Hromosomas sasniedz šūnas polus, un dažās šūnās kodolapvalks var atjaunoties ap hromosomām. Šajā posmā katra šūna satur vienu homologās hromosomas kopiju, tādēļ tās ir haploīdas, kaut gan katra hromosoma sastāv no divām māsu hromatīdām.
Citokinēze I: Citoplazma sadalās, veidojot divas jaunas šūnas, katra no kurām ir haploīda, jo tajās ir viena hromosomu komplekta kopija. Šūnas gatavojas mejozei II.
 
YCUZD_241021_6709_mejoze_2.svg
 
Mejoze II 
Profāze II: Hromosomas, kuras joprojām sastāv no divām māsu hromatīdām, atkal kondensējas. Kodolapvalks noārdās un mikrotubuļu vārpsta veidojas katrā no divām šūnām.
Metafāze II: Katrā no šūnām hromosomas izvietojas metafāzes plātnē. Katras hromosomas māsu hromatīdas piestiprinās vārpstas mikrotubuļiem no pretējiem šūnas poliem.
Anafāze II: Māsu hromatīdas tiek atdalītas, un tās tiek vilktas uz pretējiem poliem, katra kļūstot par atsevišķu hromosomu, līdzīgi kā mitozes anafāzē, taču šoreiz šūnas ir haploīdas (n).
Telofāze II: Hromosomas sasniedz polus un sāk dekondensēties, jeb izkliedēties. Ap katras jaunās šūnas hromosomām atkal veidojas kodolapvalks. Šajā posmā ir izveidojušās četras šūnas, katra ar haploīdu hromosomu komplektu.
Citokinēze II: Citoplazma sadalās katrā no divām šūnām, veidojot četras haploīdas meitšūnas. Šīs šūnas satur tikai vienu no katra hromosomu pāra kopijām un, pateicoties krustmijai, jeb krosingoveram, ir ģenētiski unikālas.