Mitose: Definition, stadier og formål

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 adskillige 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, er den omhyggeligt koreograferede rutine med vækst og celledeling er den samme fra celle til celle, hvad enten det sker i et voksende menneskeligt embryo eller i en universitetsstuderende, der venter på en knækket knogle til at 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; ikke læst)

Cellecyklussen er en kontinuerlig, gentagende funktion af levende celler, hvor de vokser og opdeles. Den første fase af cellecyklussen er interfase, der består af tre trin: hulfase 1, syntesefase og hulfase 2. Den anden fase er mitose, der har fire trin: profase, metafase, anafase og telofase. Under mitose gentager kernen sit genetiske materiale og deler sig, hvilket resulterer i to identiske datterceller.
Mitose vs. Meiose.

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. Cellecyklussen 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 opdeles 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) til 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 ploiditall som den overordnede celle.

Meiosis er en separat proces med celledeling i arter, der deltager i seksuel reproduktion. Det bruges til gametogenese, som 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. Endvidere har hver af de fire datterceller et uheldigt antal N.

Da mange arter ikke er diploide, som mennesker er, har gametets datterceller af andre arter muligvis ikke et plumtal af N, men de vil være halv eller haploid, uanset hvor forældrecellens ploidy-nummer var. Årsagen til dette 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 zygot vokser til et embryo og derefter et foster, og det resulterende menneske, der er født, vil have en anden genetisk kode end nogen før, på grund af den genetiske rekombination, der sker under meiose. Find ud af flere detaljer om ligheder og forskelle mellem mitose og meiose i cellevækst og seksuel reproduktion.
De 4 stadier af mitose -

De fire stadier af mitose er:

1. Prophase -
   
2. Metafase -
   
3. Anaphase -
   
4. Telophase -
   
   

   De er også kendt som mitosen faser 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 det job skal være en nervecelle, en glat muskelcelle eller en vaskulær vævscelle i en plantestamme. Der er tre faser af interfase, og disse er:
   

   1. Gap fase 1 eller G ₁
      
      
   2. Syntese fase eller S fase
      
      
   3. Gapfase 2 eller G 2
      
      

      Under 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 slutningen 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 mellemrumsfase 2.
      Prophase: The Nuclear Membrane Opløsning.

      Prophase er den første og længste af de fire mitosetrin. Prophase tager ca. 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 nukleare opdeling, når kromosomer begynder at bevæge sig inden i cellen, i senere faser.
      Metaphase: Spindelfibre Fastgør til kromosomer.

      Metafase er en kort fase, 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 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.
      Anaphase: When the Sister Chromatids Separate
      

      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 hver 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 fejl ikke sker, fordi fejl forårsager genetiske mutationer.
      

      Under metafase blev hver af spindelfibrene knyttet til centromeren på en sådan måde, at den blev fastgjort til en 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, opdeles centromeren også fra hinanden, den ene halvdel går med hver søsterchromatid. Plustallet 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 indtil videre. 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 cellen, så den strækker sig og bliver aflange. Dette udvider afstanden mellem de to centrosomer.
      Telofase: Nye nukleare membraner dannes og celledelingen
      

      Telofase er den sidste af de fire mitosetrin og varer i 18 minutter i humane celler. Kromosomerne afslutter deres vandring mod de to poler i cellen. I en human celle betyder dette, at der nu er 46 kromosomer ved hver pol. Spindelfibrene, der trak kromosomerne der, spredes. Kromosomerne trækkes op igen, mens der samtidig dannes en kernemembran omkring hver af de to grupper. Dette danner to nye kerner. Samtidig forekommer en proces kaldet cytokinesis, som 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 der dannes en filamentring på det samme sted, hvor metafasepladen befandt sig, 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, i slutningen af telofasen, vender cellen tilbage til starten af cellecyklussen: interfase.