תוֹכֶן
במשך מיליארדי שנים אורגניזמים חיים שרדו, השתתפו והתאימו באמצעות העברת חומצה deoxyribonucleic (DNA) מדור לדור. אחת הפלאות הגדולות ביותר של המדע היא כיצד תא מיקרוסקופי מצליח להעביר את כל ההוראות הדרושות למורפינג לנמלה, פיל או בן אנוש. טעויות בשכפול וניתוק DNA עלולים לגרום למוות או מוטציה בטרם עת. הכרומוזומים דחוסים ביותר (מעובדים) כאשר הם מסתדרים בשורה במטאפזה ומחלקים את הטלופאז כדי לשמור על מולקולות DNA שלמות.
הבנת מושגי מפתח
רצף הבסיסים בשכבת DNA מהווה את הגנום הייחודי של כל אחד. צורות חיים מתקדמות כמו תאים אוקריוטיים מכילים גרעין המאכלס חומר גנטי (כרומוזומים) כאשר התא גדל כרגיל. ה- DNA מתעבה לכרומוזומים. כשהזמן מתאים לתא להתחלק, הממברנה הגרעינית מתפרקת, וכרומוזומים נמצאים בתנועה.
למבנה של כרומוזום יש קשר למטרה של כל שלב של מחזור התא. קל יותר לזכור מתי הכרומוזומים מתמצאים ברגע שאתה מבין למה הכרומוזומים נדחסים מלכתחילה. הבנת ההגדרה של כרומטין וכרומוזומים היא נקודת פתיחה טובה.
מיטוזיס: רבייה אקסקסואלית
גופות של בעלי חיים, צמחים ואדם מגדלים ומתקנים בדרך כלל רקמות על ידי עוברים רבייה בלתי מינית (מיטוזה) בתאים סומטיים (שאינם רבייה) עם סט מלא של כרומוזומים. חלוקת התאים מתחילה כאשר התא ספג חומרים תזונתיים מספיקים ושכפל DNA בגרעין. כרומטות אחיות מתיישרות ואז מתחלקות ליצירת תאים חדשים, זהים לתא האב. מיטוזיס היא דרך מהירה ויעילה להגדיל את ספירת התאים ולהחליף תאים לא בריאים.
מיוזה: גנטיקה של רבייה
בעלי חיים, צמחים מסדר גבוה ובני אדם מעבירים את הגנים שלהם לצאצאיהם בתהליך של מיוזה. השלב הראשון של חלוקת התאים שונה ממיטוזה על ידי חילופי גנים אקראיים בתאי המין הפועלים. הכרומוזומים מתיישרים ומחליפים קטעי גנים, מתחלקים על פני הציטופלזמה ויוצרים זרע, ביצה או נבגים. ביצה מופרית צומחת לאורגניזם הדומה גנטית ושונה מההורים.
שינויים ב- DNA במהלך מחזור התא
במהלך גידול תאים רגיל, הכרומטין מתעבה לכרומוזומים שעדיין לא נראים תחת מיקרוסקופ אור. זהו שלב שנקרא שלב. כרומוטיד משכפל לשני חצאים המוחזקים יחד על ידי מרכז. לאחר שנוצרות הכרומטידים האחות הללו, השלב הבא של מחזור התא מתמשך; זה נבואה, כאשר הכרומטין מתעבה לכרומוזומים עד לנקודה בה ניתן לראות כרומטידים אחים תחת מיקרוסקופ אור.
הבא בתור הוא מטאפזה; הכרומוזומים הם מעובה מאוד וגלויים למדי תחת מיקרוסקופ אור כאשר הם עומדים בשורה על צלחת המטאפזה במרכז התא. (נוצרים כרומוזומים tetrads כאשר הם נכנסים למטאפזה במהלך מיוזה. טטרד כולל זוג כרומטות אחות מהאם וזוג כרומטידים אחים מהאב.) הבא הוא אנפזה, בהם הכרומטידים מתחילים להתנייד, לכיוון כל קצה התא. סוף סוף, יש טלופאז: כל מעט תא נוצר מעטפה גרעינית ומתעבה ה- DNA לכרומטין.