Zelula Zatiketa eta Metabolismoa: Prozesu Nagusiak

Mitosia

Zatiketa nuklearra edo kariozinesia gertatzen den fasea da. Gero, zelularen zatiketa edo zitozinesia gertatzen da.

Mitosiaren helburua material hereditarioa zelulakumeen artean zuzen banatzea da. Zelulakumeek zelula amak duen kromosoma kopuru bera dute.

Mitosiaren Faseak

1. Profasea

   Gaineztadura nuklearra desagertzen da, kromosomak kondentsatu egiten dira eta ardatz mitotiko berri bat eratzen da. Zelulakume bakoitzaren n kromosomak mikrotubulu zinetokorikoei lotzen zaizkie, eta ardatz mitotikoaren kontrako poloetan jartzen dira.

2. Metafasea

   Kromosomak plaka metafasikoan kokatzen dira, kromatidak ardatzaren kontrako poloetarantz begira daude eta mikrotubulu zinetokorikoei lotuta. Kromosoma bakoitza osatzen duten bi kromatidetatik, bat parentala da eta bestea, birkonbinatua.

3. Anafasea

   Kromatida senideak zentromeroetatik bereizten dira eta kontrako poloetarantz joaten dira. Polo bakoitzean kromatida bakarreko kromosoma sorta haploide bat biltzen da.

4. Telofasea

   Kromosoma sorta haploide bakoitzaren inguruan gaineztadura nuklearra osatzen da. Kromosomak deskondentsatu egiten dira eta nukleoloak berriz eratzen dira. Gero, zitozinesia gertatzen da.

Zitozinesia

Mitosiaren atzean zitozinesia gertatzen da.

• Animalia Zeluletan: Zitoplasma estutuz gertatzen da. Aktinazko eta miosinazko harizpiz osatutako eraztun uzkurkor bat eratzen da zelularen ekuatorean, mintzaren azpian. Eraztun hau uzkurtuz joaten da eta zatiketa ildoa eratzen du, amaieran zitoplasma bitan zatitzen da, bi zelulakume sortuz.
• Landare Zeluletan: Zitozinesia zitoplasmaren trenkaduraz gertatzen da. Golgi aparatuko hainbat besikulek mikrotubuluekin elkartu eta fragmoplasto deritzon egitura bat eratzen dute, zelula bitan zatitzen duena. Fragmoplastoa ez da guztiz ixten, baizik eta komunikazio-zubi batzuek eteten dute, hots, plasmodesmoek, bi zelulakumeen arteko komunikazioa ahalbidetzen dutenak.

Bidezidor Metabolikoen Erreakzioen Ezaugarriak

• Itzulezinak dira.
• Ingurune akuosoan gertatzen dira.
• Modu kateatuan eta uztartuta gertatzen dira.
• Energia askatzen badute exergonikoak dira eta kontsumitzen badute, endergonikoak dira.
• Zelularen konpartimentu espezifikoetan gertatzen dira.
• Entzima espezifiko batek katalizatzen du.
• Linealak, adarkatuak edo ziklikoak izan daitezke.

Meiosia

Zelula eukariotoetan bakarrik gertatzen da. Zelula diploideetatik zelulakume haploideak sortzen dira, eta horiek gametoak edo esporak eratuko dituzte. Lau zelula horiek genetikoki desberdinak dira, birkonbinazio genetikoa gertatzen delako, hau da, kromosoma homologoen kromatiden arteko gene-trukea gertatzen da.

Meiosi I

Kromosoma homologoak elkartzen dira eta material genetikoa trukatzen da.

1. Profase I

   • Leptotenoa: Kromosomak kondentsatzen hasten dira eta homologoak hurbiltzen hasten dira. Kromosoma bakoitzak bi kromatida dauzka eta gaineztadura nuklearrari lotuta dago.
   • Zigotenoa: Kromosoma homologoak parekatu egiten dira, hau da, sinapsia gertatzen da. Parekatutako kromosoma homologoen bikoteei bibalente deritze, lau kromatidak osatutako egitura da.
   • Pakitenoa: Kromosoma homologoen arteko gaingurutzaketa gertatzen da. Honen ondorioz, birkonbinazio genetikoa gertatzen da, hau da, kromatida homologoen arteko gene-trukea.
   • Diplotenoa: Kromosoma homologoak bereizten hasten dira, baina loturik jarraitzen dute gaingurutzatu diren puntuetan, kiasma deritzenak.
   • Diazinesia: Kondentsazio mailarik handienera iristen da. Bibalente bakoitzean lau kromatida ikusten dira: kromatida senideak, zentromeroetatik elkartuak, eta kromatida homologoak kiasmetan elkartuak. Gaineztadura nuklearra zatitu egiten da, nukleoloa desagertu egiten da. Ardatz mitotikoa egituratu egiten da, baita zuntz zinetokorikoak ere.

2. Metafase I

   Bibalenteak plano ekuatorialean kokatzen dira eta plaka metafasikoa eratzen da.

3. Anafase I

   Kromosoma homologoak bereizten hasten dira, mikrotubulu zinetokorikoak laburtzen direlako. Kiasmak hautsi egiten dira eta bikote bakoitzeko kromosoma homologoak ardatzaren kontrako poloetara joaten dira. Ez dira kromatidak bereizten, baizik eta kromosoma osoak. Kromosoma bakoitzak bi kromatida dauzka, zeinetan birkonbinazio genetikoa gertatu den.

4. Telofase I

   Gaineztadura nuklearra birsortzen da, baita nukleoloa ere. Kromosomak deskondentsazio txikia pairatzen dute. Bi zelulakume sortzen dira, zelula amak zuen kromosoma kopuruaren erdiarekin. Kromosoma bakoitzak bi kromatidarekin.

BI ZATIKETEN ARTEKO ALDIARI INTERZINESI DERITZO

Gluzidoen Katabolismoa

Gluzidoen katabolismoan, gluzidoek glukosa bihurtu behar dute katabolizatzeko. Glukosatik energia lortzen da, arnasketaren edo hartziduraren bidez. Glukosaren arnasketa bidezko katabolismoaren formula orokorra: C6H12O6 + 6 O2 → 6 H2O + 6 CO2 + 36 ATP

1. Glukolisia

   Bidezidor kataboliko lineal eta anaerobiko bat da. Zelula guztietan (bai prokariotoetan bai eukariotoetan) hialoplasman gertatzen da. Glukosa molekula bat (sei karbono atomo dituena) oxidatu egiten da eta bi pirubato molekula (bakoitzak hiru karbono atomo dituena), 2 ATP eta 2 NADH ematen ditu. Prozesua hasteko bi ATP molekularen energia behar da, eta prozesuan lau ATP molekula sortzen dira; beraz, balantze garbia bi ATP molekula da. 1 Glukosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 Pirubato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

   Baldintza aerobioetan, NADHk elektroiak arnas katera ematen dizkio, oxigenora iritsi arte ura sortuz eta NAD+ leheneratuz.

   Baldintza hauetan, pirubatoak, Krebsen zikloan sartu aurretik:

   • Pirubatoaren karboxilo taldea karbono dioxido gisa kanporatzen da, hau da, deskarboxilazio oxidatiboa gertatzen da. Parte hartzen duen entzima pirubato deshidrogenasa da.
   • Pirubatoaren karbonilo taldea oxidatzen da eta elektroiak NAD+-ri ematen dizkio. Ondorioz, azetilo taldea sortzen da.
   • Azetilo taldea A koentzimarekin esterifikatzen da eta Azetil-CoA sortzen da, Krebsen zikloan sartuko dena.

   Azido pirubikoa + CoA-SH + NAD+ → Azetil-CoA + CO2 + NADH + H+

2. Krebsen Zikloa

   • Bidezidor metaboliko zikliko bat da, baldintza aerobikoetan gertatzen dena.
   • Karbono dioxidoa eta energia kimikoa lortzen dira.
   • Zelula eukariotoen matrize mitokondrialean eta zelula prokariotoen zitoplasman gertatzen da.

   Azetil-koentzima A molekula bakoitzeko, 2 CO2, 3 NADH + 3 H+, 1 FADH2 eta 1 GTP lortzen dira; beraz, glukosa molekula bakoitzeko, 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2 eta 2 GTP lortzen dira.

3. Arnas Katea

   Zenbait elektroi garraiatzailez osatuta dago. Garraiatzaile hauek elektroiak ematen edo hartzen dituzte sekuentzialki, eta, ondorioz, oxidazio-erredukzio segida bat gertatzen da. Segida hori glukolisitik eta Krebsen ziklotik datozen koentzima erreduzituekin hasten da (NADH eta FADH2), eta azken hartzailean bukatzen da: oxigeno molekularrean, zeina erreduzitu egiten baita eta ura ematen baitu.

   Fosforilazio Oxidatiboa (Mitchellen Hipotesi Kimiosmotikoa)

   Elektroien garraio-kateko osagaien oxidazioari uztartuta, ADP fosforilatzea eta ATP sintetizatzea da. Bi fasetan gertatzen da:

   • Protoi Gradientea Sortzea: Arnas-katearen elektroien garraioak protoiak ponpatzen ditu mitokondriaren mintzen arteko eremura, barneko mintzean zehar. Protoiak mintzen arteko eremuan metatzeak protoien gradiente elektrokimiko oso energetiko bat eragiten du mintz arteko espazioaren eta matrizearen artean; mintz arteko espazioa matrizea baino positiboago eta azidoago bihurtzen da.
   • Protoi Gradientea ATP Sintetizatzeko Erabiltzea: Oreka kimioelektrikoa protoiak matrizera itzultzean lortzen da, gandor mitokondrialetako ATP sintetasa konplexuaren bidez. Askatzen den energia ADP-tik eta Pi-tik abiatuta ATP sintetizatzeko erabiltzen da. Hala, barneko mintz mitokondrialean zehar dagoen protoi gradienteak, elektroi-garraioaren eragileak, fosforilazioa eta oxidazioa uztartzen ditu.

   Fosforilazio Oxidatiboaren Energia-Balantzea: NADH molekula bakoitzeko 3 ATP sintetizatzeko behar adina energia elektrokimiko sortzen da. Glukolisian eratzen den NADH-tik barneko mintz mitokondrialean zehar elektroiak garraiatzeko egiten den energia-gastuak 4 ATPra murrizten du 2 NADH horien errendimendu garbia. Berroxidatzen den FADH2 bakoitzeko 2 ATP sintetizatzeko energia elektrokimikoa sortzen da.

   F Partikulak: Gandor mitokondrialetan daude, eta horietan zehar pasatzen dira protoiak. F partikula bakoitza ATP sintetasa konplexu entzimatiko bat da, eta bi atal ditu: F0, mintzean kokatuta, eta F1, matrizera orientatuta dagoena.

Kromosomek Betetzen Dituzten Printzipioak

• Kromosomen kopurua konstantea da espezie bakoitzarentzat, eta ez du erlaziorik organismoaren konplexutasun ebolutiboarekin. Espezie batek duen kromosoma kopuruari ploidia deritzo, n, 2n,… bidez adierazten da.
• Espezie gehienen zelula somatikoen kromosomen kopurua bikoitia da, zelula somatiko bakoitzak bi kromosoma sorta dituelako. Kromosoma errepikatu horiei kromosoma-bikote homologo esaten zaie, eta gametoak elkartzetik datoz. Gameto arretik kromosoma bat dator eta emetik beste kromosoma bat.
• Kromosoma sorta bakarra duen zelulari haploide deritzo (n). Bi kromosoma sorta dituen zelulari diploide deritzo (2n).
• Espezie gehienetan, arraren eta emearen kariotipoak desberdinak dira. Kromosoma-pare batek bereizten ditu: kromosoma sexualak edo heterokromosomak. Gainerako kromosomak baliokideak dira eta autosoma deritze.

Mitosia eta Meiosiaren Konparaketa

(2n = 18 kromosoma dituen animalia-zelula batean)