Bioloogia kursus gümnaasiumiõpilastele

2. Rakutsükkel, mitoos ja meioos

Rakutsükkel

Rakutsükkel ehk raku jagunemistsükkel on raku elukäik pooldumisest pooldumiseni.

Rakutsükkel koosneb reast sündmustest, mis viivad raku jagunemise ja kahekordistumiseni. Rakutuuma omavate ehk eukarüootsete rakkude rakutsükkel jaotatakse kolmeks osaks.

Rakutsükkel koosneb neljast eristatavast faasist: 

1. G1-faas, S-faas (süntees), G2-faas (need kolm kokku moodustavad interfaasi) ja
2. M-faas (mitoos). M-faas ise koosneb kahest omavahel tihedalt ühendatud protsessist: 
     a) mitoosist, kus jaotatakse raku kromosoomid kahe tütarraku vahel, ning
      b) tsütokineesist, kus jaotatakse raku tsütoplasma kaheks ja moodustub kaks eraldi rakku.

Rakutsükkel:

Rakutsükkel    Rakutsükli skeem:
Välimine ring:          I – interfaas,
                                    M – mitoos;
sisemine ring:         M – mitoos,
                                    G1 – G1-faas,
                                    G2 – G2-faas,
                                    S – süntees;
ringist väljaspool: G0 – puhkefaas


Rakutsükli faaside kirjeldused

Puhkefaas (Go-faas) – Hulkraksetes organismides väljub enamik diferentseerunud rakke rakutsüklist, jäädes Go-faasi pikaks ajaks või mõnel juhul kogu eluks (südamelihase rakud, närvirakud). Teatud kasvufaktorite mõjul võib aga osa G0-faasis olevatest rakkudest liikuda tagasi rakutsüklisse, sisenedes S-faasi.

Interfaas –  Interfaas on ka tuntud kui ettevalmistav faas, tuuma jagunemist seal ei toimu.
Kõik ettevalmistused jagunemiseks tehakse interfaasi kolme alafaasi (G1, S, ja G2) jooksul. Kuna raku jagunemine toimub tsükliliselt, eelneb interfaasile eelmise rakutsükli mitoos ja tsütokinees. 

G1-faas – Esimest interfaasi alafaasi M-faasi lõpust kuni S-faasi alguseni kutsutakse G1-faasiks (G viitab ingliskeelsele sõnale gap, mis tähendab tühimikku, lünka). G1 kutsutakse ka kasvufaasiks, kuna selle faasi jooksul raku biosünteetiline aktiivsus kasvab järsult, G1-faasis toimub erinevate ensüümide süntees, mida läheb vaja S-faasis. 

S-faas – Algab DNA sünteesimine. Selle faasi lõpuks on kõik kromosoomid kahekordistatud, mis tähendab, et igal kromosoomil on kaks tütarkromosoomi ehk kromatiidi. 

G2-faas – G2-faas kestab S-faasi lõpust kuni raku mitoosi sisenemiseni. Taas on näha biosünteesi aktiivsuse kasvu, seekord aga toimub mikrotuubulite tootmine, mis on vajalikud mitoosiprotsessi jaoks. 

M-faas  (mitoos)  –  Iga rakujagunemise jooksul toimub DNA replikatsioon ja mitoos. Iga tsükli tulemuseks on kaks diploidset tütarrakku. Küllaltki lühike, keeruline ja  reguleeritud mitoosifaas kujutab endast rakutuuma jagunemist. Sündmuste jada on jaotatud erinevateks faasideks, kus üks faas ei alga enne, kui eelmine on lõpuni viidud. Need faasid on järgmised:

  • profaas
  • metafaas
  • anafaas
  • telofaas
  • tsütokinees (rangelt võttes ei ole tegelikult mitoosi osa, kuid toimub telofaasiga paralleelselt)

 

MITOOS
Profaas ehk eelfaas  (ettevalmistav faas)
  		profaas
Metafaas ehk keskfaas (eraldumisfaas) Metafaas
Anafaas ehk vahefaas (rändamisfaas)  Anafaas
Telofaas ehk lõppfaas (ümberkorraldav faas) Telofaas

 

Mitoosi tähtsus
Hulkraksetel organismidel järgneb nii sugulisele kui ka mittesugulisele paljunemisele rakujagunemine, mis tagab:

  • organismi kasvu ja arengu,
  • hukkunud rakkude asendamise ja
  • vigastuste parandamise.

 

Täiendav info ja harjutusülesanded

Rakutsükkel ja mitoos https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/2466

Vaata videoid (kasuta eestkeelseid subtiitreid)
Rakutsükkel https://www.youtube.com/watch?v=U5vAO_f2LDQ&list=PLbKSbFnKYVY0aJ8wpekSO4ssurkaIdeEk
Mitoosi faasid https://www.youtube.com/watch?v=LLKX_4DHE3I&t=39s


MEIOOS

Sugulise paljunemise korral toimub viljastumine – kahe erinevast organismist pärit raku ühinemine. Enamik loomi ja taimi on diploidsed ehk neis olevates keharakkudes on igast kromosoomist 2 koopiat. Kuna rakkude ühinemisel kromosoomide arv kahekordistub, siis on vajalik rakkude jagunemine, mis vähendaks kromosoomide arvu poole võrra, selleks on meioos. Meioosi käigus toimub raku jagunemine haploidseteks ehk ühe kromosoomi koopiaga rakkudeks.

Meioosile eelneb rakutsüklis interfaas, mis koosneb G1-, S- ja G2- faasist:
1. G1-faasis rakk kasvab.
2. S-faasis toimub DNA replikatsioon, mille ajal kromosoomide arv kahekordistub. Identseid kromosoomikoopiaid, mida
    kutsutakse kromatiidideks, hoitakse koos kuni anafaas II toimumiseni.
3. G2-faasis viiakse läbi viimased ettevalmistused meioosi toimumiseks.

Meioosis toimub kaks järjestikust jagunemist, mis koosnevad neljast faasist nagu mitoosiski. Meioosi tulemusena tekib neli erineva geneetilise informatsiooniga sugurakku.

MEIOOS

I jagunemine   II jagunemine    
I profaas  1profaas II profaas  2profaas  2profaas
I metafaas 1metafaas II metafaas 2metafaas 2metafaas
I anafaas 1anafaas II anafaas 2anafaas 2anafaas
I telofaas 1telofaas II telofaas 2telofaas 2telofaas

 

Täiendav info ja harjutusülesanded

Meioos, selle tähtsus https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/2462

Vaata videot (kasuta eestkeelseid subtiitreid)

Meioosi I jagunemise etapid https://www.youtube.com/watch?v=XGWL9jfPHJ8&t=430s
Meioosi II jagunemise etapid  https://www.youtube.com/watch?v=mMCcBsSAlF4&t=13s