Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Mitose vs. Meiosis
- De 4 faser af mitose
- Profase: Den nukleare membran opløses
- Metafase: Spindelfibre fastgøres til kromosomer
- Anafase: Når søsterchromatiderne adskilles
- Telofase: Nye kernemembraner dannes og celledelingen
Alle levende ting består af celler. Nogle har kun en celle, såsom bakterier, archaea, og nogle planter, svampe og andre encellede organismer. Mange levende ting er flercellede, inklusive alle dyr og de fleste plantearter. Alle arter begynder dog som en enkelt celle, selv mennesker. Uden celledeling kunne livet ikke eksistere. Organismer bruger celledeling for at reproducere såvel som for at vokse (hvis organismen består af mere end en celle). Cellerne i din krop er ofte eller forbereder sig på at dele sig; nogle deler dusinvis af gange i løbet af deres celletid. Andre celler er med dig hele dit liv, og den eneste gang, de deler sig, er, når de først splittes fra en anden celle.
Selvom celler har forskellige hastigheder, som de deler sig ved, er den omhyggeligt koreograferede rutine for vækst og celledeling den samme fra celle til celle, hvad enten det sker i et voksende menneskeligt embryo eller i en universitetsstuderende, der venter på, at en knækket knogle skal heles, eller endda i nyligt plantede frø i haven lige begyndt at spire skud. Denne kontinuerligt gentagne rutine kaldes cellecyklussen, og den består af to hovedstadier: interfase og mitose. Disse to faser involverer hver adskillige trin. Mitose er den fase af cellecyklussen, hvor cellen kopierer dens genetiske information og duplikerer kernen, så cellen kan dele sig i to.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Cellecyklussen er en kontinuerlig, gentagende funktion af levende celler, hvori de vokser og opdeles. Den første fase af cellecyklussen er interfase, der består af tre trin: gap-fase 1, syntesefase og gap-fase 2. Den anden fase er mitose, der har fire trin: profase, metaphase, anaphase og telophase. Under mitose gentager kernen sit genetiske materiale og deler sig, hvilket resulterer i to identiske datterceller.
Mitose vs. Meiosis
Folk forveksler ofte udtrykkene mitose og meiose. De er nært beslægtede udtryk, da de begge har at gøre med celledeling, men de er også forskellige processer med grundlæggende forskellige resultater. Det er vigtigt at kende forskellen. Cellecyklus er den kontinuerligt fornyende proces, hvormed en organisms celler vokser, forbereder sig på opdeling, opdeler og begynder igen. Mitose er den fase af den cellecyklus, som de deler sig i. Celler har noget, der kaldes et ploiditall - dette er antallet af kromosomer i en celle. Den er repræsenteret af variablen N. Hos mennesker er kromosomer grupperet i par, hvilket får humane celler (med undtagelse af reproduktionsceller) diploid eller 2N. Mitose resulterer i to datterceller, der begge er genetisk identiske med den originale celle, og som begge har et 2N ploidy-nummer. I nogle arter kan mitose resultere i datterceller, der f.eks. Er 4N eller 7N eller N, men de vil altid have det samme pluiditallet som forældercellen.
Meiosis er en separat celledelingsproces hos arter, der engagerer sig i seksuel reproduktion. Det bruges til gametogenese, hvilket er, hvordan kroppen skaber gameter eller kønsceller. Hos mennesker er disse celler sædceller (sædceller) og æg (æg). En 2N-celle gennemgår en række trin i celledeling, der er ens, men ikke de samme som dem, der er i mitose for at generere datterceller. Ved både mitose og meiose resulterer celledelingen i, at forældercellen erstattes af dattercellerne. I modsætning til mitose resulterer meiose i fire datterceller, ikke to, og de er ikke identiske med hinanden, fordi de rekombinerer deres genetiske information. Desuden har hver af de fire datterceller et uheldigt antal N.
Da mange arter ikke er diploide, som mennesker er, kan gametets datterceller af andre arter muligvis ikke have antallet af N, men de vil være halvt eller haploid, uanset hvad plundernummeret på forældercellen var. Årsagen hertil er, at under seksuel reproduktion vil en af disse haploide gameter smelte sammen med en haploid gamet fra et individ, normalt af et andet køn, og danne en diploid zygote med et unikt genom.Hos mennesker sker dette, når en sædceller smelter sammen med et æg, der begynder en graviditet. Den resulterende zygote vil vokse til et embryo og derefter et foster, og det resulterende menneske, der er født, har en anden genetisk kode end nogen før, på grund af den genetiske rekombination, der sker under meiose. Find ud af flere detaljer om lighederne og forskellene mellem mitose og meiose i cellevækst og seksuel reproduktion.
De 4 faser af mitose
De fire mitosetrin er:
De er også kendt som mitosefaser eller mitosesubfaser. Nogle gange tilføjes et trin mellem den første og den anden, kaldet prometaphase. Uanset hvor mange stadier der er beskrevet, er divisionerne menneskeskabte, som ikke påvirker, hvad der sker på celleniveau. Forskere finder disse stadier nyttige til forståelse og kommunikation med hinanden om mikrobiologi. I naturen sker cellecyklussen imidlertid flydende og kontinuerligt uden pauser for at signalisere slutningen af metafase og begyndelsen af anafase. Inden mitose begynder, skal interfasen slutte. Interfase er den del af den cellecyklus, hvor cellen vokser og udfører sit job, uanset om dette job skal være en nervecelle, en glat muskelcelle eller en vaskulær vævscelle i en plantestamme. Der er tre faser i fasen, og disse er:
I mellemrumsfasen vokser cellen. I S-fasen fortsætter cellen med at udføre sine daglige opgaver, men den gentager også sit DNA. Dette betyder, at det opretter en kopi af hvert enkelt kromosom i sit genom. Ved afslutningen af S-fasen er der dobbelt så mange kromosomer i kernen. Hver identiske kopi af et kromosom er bundet sammen af noget, der kaldes en centromere, og nu kaldes hele paret et kromosom, mens hver enkelt person kaldes en søsterchromatid. De forbliver på denne måde indtil halvvejs gennem mitose, der begynder i slutningen af gap fase 2.
Profase: Den nukleare membran opløses
Prophase er den første og længste af de fire mitosetrin. Prophase tager cirka 36 minutter at gennemføre i humane celler. Centrioler, som er strukturer lavet af mikrotubuli, der er placeret nær cellekernen, bevæger sig til modsatte sider af cellen. Centrioler er en del af større strukturer kaldet centrosomer. Senere vil disse spille en vigtig rolle i opdelingen af kernen. Atomkonvolutten opløses og efterlader kromosomerne flydende frit. DNA kondenserer meget tæt omkring tromler af chromatin, hvilket gør kromosomerne voluminøse nok til at være synlige under mikroskoper. På andre tidspunkter i løbet af cellecyklussen er de ikke synlige. Denne kondensation forenkler nuklear opdeling, når kromosomer begynder at bevæge sig i cellen i senere faser.
Metafase: Spindelfibre fastgøres til kromosomer
Metafase er en kort etape, der kun varer tre minutter. Under metaphase når mikrotubulier, der vokser (replikeres) fra centriolerne ved cellepolerne, til kromosomerne. De begynder at knytte sig til kromosomerne. De binder sig til proteinbundter på centromererne kaldet kinetochores. Mikrotubulerne kaldes også spindelfibre. Der er andre spindelfibre, der vokser fra centriolerne, der ikke fastgøres til kromosomerne, men når spindelfibrene, der vokser fra den modsatte side og fastgøres til hinanden. Spindelfibrene, der binder sig til kromosomerne, kaldes kinetochore mikrotubulier, mens de, der binder sig til hinanden, kaldes interpolære mikrotubuli. Kinetochore-mikrotubulier justerer kromosomerne langs et midtplan af cellen kaldet en metafaseplade. Dette er en imaginær linje, der er halvvejs mellem hver af centriolerne ved cellepolerne. Kromosomerne stiller sig op langs denne plade for at forberede sig til det næste trin. Nogle forskere bemærker en mellemfase før metafase kaldet prometaphase, der tager nogle træk ved profase og nogle træk ved metafase, mens mange forskere ikke gør det.
Anafase: Når søsterchromatiderne adskilles
Den tredje fase af mitose kaldes anafase. Ligesom metafase varer det kun tre minutter. Anafase begynder kun, når visse betingelser er opfyldt under metafase. Hvert kromosom har en centromere på det, der binder søsterchromatiderne sammen. Under metafase skal en spindelfiber, der stammer fra hvert centrosom - akserne ved modsatte poler af cellen - fastgøres til kromosomets centromer. Cellen bevæger sig ikke frem til anafase, før hvert kromosom har to spindelfibre knyttet til den. Hvis begge spindler på nogen af kromosomerne er fra det samme centrosom, vil det også forhindre cellen i at bevæge sig frem til anafase. Cellecyklussen har mange kontrolpunkter for at sikre, at der ikke sker fejl, fordi fejl forårsager genetiske mutationer.
Under metafase fæstnede hver af spindelfibrene til centromeren på en sådan måde, at den blev fastgjort til den ene søsterchromatid eller den anden. Under anafase forkortes spindelfibrene, hvilket får søsterchromatiderne til at adskille sig og bevæge sig væk fra hinanden mod modsatte sider af cellen. Når de adskilles, deles centromeren også fra hinanden, hvoraf den ene halvdel går med hver søsterchromatid. Pleidietallet er altid et antal af, hvor mange kromosomer der er i cellen, og antallet af kromosomer er altid et antal af, hvor mange centromerer der er i cellen. Når centromererne blev delt i to, blev de hver deres egen centromere, og det betyder, at hver søsterchromatid blev sit eget kromosom. Det betyder igen, at ploidy-tallet er fordoblet for tiden. I en human somatisk (ikke-reproduktiv) celle, hvor der tidligere var 2N eller 46 kromosomer, er der nu 4N eller 92 kromosomer. Seksogfyrre flytter til den ene ende af cellen og seksogfyrre til den anden ende. Under anafase arbejder de interpolære mikrotubuler også for at skubbe og trække i cellen, så den strækker sig og bliver aflange. Dette udvider afstanden mellem de to centrosomer.
Telofase: Nye kernemembraner dannes og celledelingen
Telofase er den sidste af de fire mitosetrin og varer 18 minutter i humane celler. Kromosomerne afslutter deres migration mod cellenes to poler. I en human celle betyder det, at der nu er 46 kromosomer ved hver pol. Spindelfibrene, der trak kromosomerne der, spredes. Kromosomerne opløses igen, mens der samtidig dannes en kernemembran omkring hver af de to grupper. Dette danner to nye kerner. Samtidig forekommer en proces kaldet cytokinesis, der deler resten af cellen i to separate datterceller og returnerer ploiditallet fra 4N til 2N, da hver nye celle igen vil have det samme antal kromosomer som den oprindelige stamcelle ( 46 for en human celle).
I dyreceller sker cytokinesis, når en filamentring dannes på samme sted, hvor metafasepladen var før, midtpunktet mellem de to poler. Den indsnævrer cellen og klemmer den indad i midten, indtil der dannes en spaltning af fure. Dette ligner et timeglas, hvis forbindelsesgang bliver stadig smalere, indtil de to klodder bryder ud i to separate kugler. I planteceller og andre celler med cellevægge syntetiserer Golgi-apparatet vesikler, der danner en celleplade langs celle ækvator, som er på samme sted som metafasepladen, og hvor filamentringen indsnævrer cellen i dyre celler. Over tid bliver cellepladen bundet af en cellemembran, der er kontinuerlig med cellevæggen; den bliver funktionelt til en cellevæg, der deler en ny dattercelle fra den anden, som begge er omgivet af de originale cellevægge. Uanset hvilken type celle, ved slutningen af telofasen, vender cellen tilbage til starten af cellecyklussen: interfase.