Celldelning

Varför celldelning?

Celldelning är en viktig process som sker i våra kroppar av flera olika anledningar. För det första är det nödvändigt för att vi ska växa och bli större. När vi växer från en liten baby till en vuxen, behöver våra kroppar fler celler för att bygga upp nya vävnader och organ. Genom celldelning, där en cell delar sig för att skapa två identiska dotterceller, får vi de nya celler som krävs för att stödja vår tillväxt.

En annan anledning till att celldelning är viktig är för att reparera kroppsskador. När vi skadar oss, som vid ett sår eller benbrott, måste våra kroppar snabbt ersätta de skadade cellerna för att återställa vävnaden och läka. Celldelning gör att nya celler bildas och fyller de tomma eller skadade områdena, vilket är avgörande för att återställa normal funktion i kroppen.

Dessutom slits våra celler ut med tiden och behöver bytas ut. Detta gäller särskilt för celler som inte lever länge, som hudceller och blodceller. Hudceller byts ut regelbundet, och blodceller har en livslängd på endast några veckor. Celldelning gör att nya celler produceras för att ersätta de gamla och hålla kroppen i balans.

Celldelning sker också vid en form av asexuell fortplantning, där en organism skapar en identisk avkomma utan att behöva en partner. Ett exempel på detta är knoppning, som hos vissa encelliga organismer eller svampar, där en del av cellen knoppas av och bildar en ny, genetiskt identisk individ.

Slutligen spelar celldelning också en central roll i sexuell fortplantning, där könsceller (spermier och ägg) bildas genom en särskild typ av celldelning som kallas meios. Denna process reducerar antalet kromosomer i könscellerna, så när spermie och ägg förenas under befruktningen, återställs den fulla mängden kromosomer och en ny individ kan börja utvecklas.

Mitos - Vanlig celldelning

Mitos är en viktig cellprocess där en cell delar sig för att bilda två genetiskt identiska dotterceller. Processen sker i fyra faser: profas, metafas, anafas och telofas. Här är en mer detaljerad förklaring av varje fas:

1. Profas:

Profas är den första fasen av mitos och den markerar början på celldelningen. Under profas börjar cellens kromosomer att kondensieras från deras vanliga, osynliga form (kromatin) till synliga strukturer som kromosomer. Varje kromosom består av två identiska systerkromatider, som hålls ihop vid en region som kallas centromer.

Samtidigt sker flera andra viktiga förändringar:

• Centrosomer: I cellens cytoplasma börjar centrosomerna (specialiserade områden som organiserar mikrotubuli) att röra sig mot cellens motsatta poler (ändar). Från varje centrosom växer mikrotubuli ut och bildar den så kallade spindelapparaten, som är en struktur av mikrotubuli som kommer att spela en central roll i att separera kromosomerna senare i processen.

• Cellkärnans upplösning: Cellens kärnmembran (som omger cellkärnan och håller DNA:t skyddat) börjar brytas ner. Detta gör att kromosomerna blir fritt rörliga i cellens cytoplasma och kan få kontakt med spindelapparaten.

• Spindelapparatens bildande: Mikrotubuli som sträcker sig från varje centrosom börjar att fästa vid centromererna på kromosomerna, och vissa mikrotubuli bildar också en stödstruktur som kallas polära mikrotubuli, som inte fäster vid kromosomerna utan hjälper till att hålla cellens form och struktur.

Profas är det första steget i mitos, vilket är hur celler delar sig för att skapa nya celler.

1. DNA blir organiserat:
   Inne i cellen ser DNA, som innehåller alla instruktioner för livet, . Under profas packas det ihop hårt till synliga “X-formade” strukturer som kallas kromosomer. Varje kromosom är som en kopia av en bok, med två identiska delar som kallas systerkromatider, som sitter ihop i mitten.

2. ”Hjälparna” flyttar sig på plats:
   Två små strukturer som kallas centrosomer (tänk på dem som små teamledare) flyttar sig till motsatta sidor av cellen. De börjar bygga långa, tunna rep som kallas spindelfibrer, som senare kommer att hjälpa till att dra isär kromosomerna.

3. Kärnan försvinner:
   Kärnan, som normalt skyddar DNA, bryts ner, ungefär som när man tar ner ett tält. Det gör att kromosomerna kan röra sig fritt inne i cellen.

4. Spindelfibrerna fäster vid kromosomerna:
   Spindelfibrerna sträcker sig ut och tar tag i kromosomerna mitt i, där de två systerkromatiderna sitter ihop (en plats som kallas centromeren).

2. Metafas:

Metafasen är en kritisk fas där kromosomerna ordnas i cellens centrum, på en tänkt linje som kallas metafasplattan. Denna ordning är avgörande för att säkerställa att kromosomerna delas rättvist mellan de två dottercellerna.

Under metafasen:

• Mikrotubuli från spindelapparaten är nu fullt utvecklade och fäster vid centromererna på varje kromosom, vilket gör att kromosomerna dras till mitten av cellen.

• Varje kromosom är nu i en rak linje längs metafasplattan, en process som kallas kromosomens orientering. Det är viktigt att varje systerkromatid på en kromosom är fäst vid mikrotubuli som sträcker sig från motsatta poler av cellen. Detta garanterar att varje dottercell får en komplett uppsättning kromosomer.

• Vid denna tidpunkt är cellen i en balans mellan att hålla kromosomerna på plats och förbereda sig för att de ska separeras i nästa fas.

Metafas är ett väldigt viktigt steg i mitos, som är när en cell delar sig för att skapa två nya celler. I denna fas ställer kromosomerna upp sig perfekt i mitten av cellen. Här är vad som händer, steg för steg:

1. Kromosomerna rör sig till mitten:
   Långa rep som kallas spindelfibrer (som byggdes tidigare) greppar tag i mitten av varje kromosom vid en plats som kallas centromeren. Dessa fibrer drar kromosomerna så att de ställer sig i en rak linje i mitten av cellen. Denna linje kallas för metafasplattan. Tänk på det som att ställa upp böcker i en rak rad på en hylla.

2. Varje kromosom är balanserad:
   Varje kromosom har två identiska halvor som kallas systerkromatider. Spindelfibrerna från motsatta sidor av cellen fäster vid varsin systerkromatid. Det här är väldigt viktigt eftersom det säkerställer att när cellen delar sig kommer den ena halvan av kromosomen gå till den ena nya cellen, och den andra halvan till den andra cellen.

3. Cellen är redo att dela sig:
   Vid denna tidpunkt är cellen som en perfekt balanserad– den håller kromosomerna på plats, men förbereder sig också för att dra isär dem i nästa steg.

3. Anafas:

Anafasen är den fas där de två systerkromatiderna på varje kromosom separeras och dras mot motsatta sidor av cellen. Detta är en mycket viktig fas, eftersom det säkerställer att varje dottercell får en identisk uppsättning av kromosomer.

Under anafasen:

• Separation av systerkromatider: Mikrotubuli som är fästa vid centromeren drar isär systerkromatiderna. Eftersom varje systerkromatid nu är en separat kromosom, rör de sig mot cellens motsatta poler.

• Förändring i mikrotubuli: Mikrotubuli som är fästa vid kromosomerna förkortas, vilket drar systerkromatiderna mot polerna. Samtidigt förlängs de polära mikrotubuli för att hjälpa till att sträcka cellen och ge den form inför den sista fasen.

• Korrekt uppdelning: Varje pol får nu en full uppsättning kromosomer (en kopia av varje ursprunglig kromosom), vilket är avgörande för att dottercellerna ska vara genetiskt identiska med den ursprungliga cellen.

Anafas är ett viktigt steg i mitos, där kromosomerna äntligen dras isär.

1. Separation av systerkromatider:
   Kromosomerna som var uppradade i mitten av cellen (i metafasen) börjar nu separeras. De spindelfibrer som var fästa vid centromeren (den mittersta delen av kromosomen) drar de två identiska halvorna av varje kromosom, kallade systerkromatider, isär. Nu är varje systerkromatid en egen kromosom och rör sig mot cellens motsatta poler (sidor).

2. Förändringar i spindelfibrerna:
   Spindelfibrerna som är fästa vid kromosomerna förkortas, vilket drar systerkromatiderna mot cellens poler. Samtidigt förlängs andra spindelfibrer som inte är fästa vid kromosomerna, vilket sträcker ut cellen och hjälper den att ta form inför den sista fasen.

3. Korrekt uppdelning:
   I slutet av anafasen har varje pol nu en komplett uppsättning kromosomer, med en kopia av varje kromosom. Detta säkerställer att de två nya dottercellerna kommer att ha samma antal kromosomer som den ursprungliga cellen.

4. Telofas:

Telofas är den avslutande fasen av mitos, där cellen börjar återgå till en mer normal struktur efter den intensiva delningen av kromosomer.

Under telofasen:

• Återbildning av kärnmembran: Kromosomerna som nu har separerats vid polerna, börjar de-kondensiera tillbaka till sin ursprungliga form som kromatin. Detta gör att de inte längre är synliga under mikroskopet.

• Kärnmembranen bildas på nytt runt de två uppsättningarna av kromosomer, vilket skapar två nya kärnor i cellen. Varje kärna omger en identisk uppsättning kromosomer.

• Cellen förbereder sig för cytokines: Cellen börjar också förbereda sig för den sista fasen, cytokines, där cellens cytoplasma delas upp för att bilda två nya dotterceller.

När telofasen är över har cellen nu två fullständiga och separata kärnor, och processen för att dela cellens cytoplasma inleds.

Telofas är det sista steget i mitos, där cellen börjar återgå till en mer normal struktur efter all kromosomdelning. Här är vad som händer under denna fas:

1. Kärnmembran bildas igen:
   Efter att kromosomerna har dragits till motsatta sidor av cellen, börjar de att återgå till sin ursprungliga form som kromatin, vilket gör att de inte längre är synliga under mikroskopet.

2. Nya kärnmembran bildas:
   Cellen börjar bilda nya membran runt de två uppsättningarna av kromosomer, vilket skapar två nya kärnor i cellen. Varje ny kärna omger en identisk uppsättning kromosomer.

3. Cellen förbereder sig för sista steget:
   Cellen förbereder sig nu för det sista steget i cellens delning, som kallas cytokines. Det är då cellens övriga del (cytoplasma) kommer att delas upp för att skapa två nya dotterceller.

I slutet av telofasen har cellen nu två separata och kompletta kärnor, och processen för att dela upp resten av cellen i två nya celler är på väg att börja.

5. Cytokines:

Även om cytokines tekniskt inte är en del av mitos, sker den ofta direkt efter telofasen. Under cytokines:

• Cellens cytoplasma delas upp genom en process där en "sträng" av protein, kallad aktinfilament, bildar en snörliknande struktur vid cellens mitt, vilket kallas cleavage furrow. Denna sträng drar sig åt och delar cellen i två.

• Efter cytokines har vi två genetiskt identiska dotterceller, var och en med en full uppsättning av kromosomer och en kärna.

Meios - Reduktionsdelning

Meios är en speciell typ av celldelning som sker i organismer som reproducerar sig sexuellt. Det är processen där en cell med en diploid kromosomuppsättning (två uppsättningar kromosomer, en från varje förälder) delar sig för att bilda könsceller, även kallade haploida celler (med en enkel kromosomuppsättning). Haploida könsceller, som spermier och ägg, är nödvändiga för att möjliggöra sexuell reproduktion eftersom de smälter samman under befruktningen och bildar en diploid cell igen.

Meios skiljer sig från vanlig celldelning (mitos) eftersom målet inte är att skapa genetiskt identiska celler utan att minska antalet kromosomer till hälften och skapa genetisk variation. Denna process sker i två på varandra följande faser, som kallas meios I och meios II, och involverar totalt åtta steg

Diploida och haploida celler

Innan vi går in på detaljerna i meios är det viktigt att förstå skillnaden mellan diploida och haploida celler:

• Diploida celler (2n): Dessa celler innehåller två kompletta uppsättningar av kromosomer, en från modern och en från fadern. Hos människor innebär detta 46 kromosomer (23 par).

• Haploida celler (n): Dessa celler innehåller endast en enkel uppsättning av kromosomer, vilket hos människor är 23 kromosomer. Haploida celler är könsceller, som spermier hos män och äggceller hos kvinnor.

Processen i detalj: Meiosens två delar

Meios I: Den första delningen

Den första fasen av meios är unik och ansvarig för att halvera antalet kromosomer samt skapa genetisk variation. Den består av fyra steg:

1. Profas I:
   Under profas I blir kromosomerna synliga, precis som i mitos. Men en unik process som kallas överkorsning (crossing over) sker här. Kromosomer som tillhör samma par (homologa kromosomer) ligger tätt intill varandra och utbyter genetiskt material. Detta skapar nya kombinationer av gener, vilket bidrar till den genetiska variationen hos avkomman. Kärnmembranet bryts ner, och spindelapparaten börjar bildas.

2. Metafas I:
   De homologa kromosomparen (varje par består av en kromosom från modern och en från fadern) radar upp sig längs cellens mitt i par, till skillnad från metafasen i mitos där enskilda kromosomer radas upp. Spindeltrådarna fäster vid centromererna på varje kromosompar.

3. Anafas I:
   Här dras de homologa kromosomerna isär och rör sig mot motsatta sidor av cellen. Till skillnad från mitos separeras inte systerkromatiderna här, utan varje kromosom i ett par dras mot en cellpol. Detta halverar antalet kromosomer i varje cell.

4. Telofas I och cytokines:
   Kromosomerna når cellens poler, och nya kärnmembran kan börja bildas. Cellen delar sig i två, och varje dottercell har nu en haploid uppsättning kromosomer (23 kromosomer hos människor). Men varje kromosom består fortfarande av två systerkromatider.

Meios II: Den andra delningen

Meios II liknar mitos eftersom systerkromatiderna separeras. Denna fas sker i båda haploida cellerna som bildades i meios I.

1. Profas II:
   Kromosomerna börjar kondenssera igen, och kärnmembranet bryts ner om det hade hunnit återbildas. Spindelapparaten bildas på nytt.

2. Metafas II:
   Kromosomerna, som fortfarande består av två systerkromatider, radas upp längs cellens mitt i en rak linje. Spindeltrådarna fäster vid centromererna på varje kromosom.

3. Anafas II:
   Systerkromatiderna separeras nu, och var och en dras mot motsatta sidor av cellen. Detta är avgörande eftersom det garanterar att varje könscell får en komplett, enkel uppsättning av kromosomer.

4. Telofas II och cytokines:
   Kromosomerna når cellens poler, och kärnmembranen bildas runt varje uppsättning kromosomer. Cellens cytoplasma delas upp, och resultatet är fyra haploida celler som är genetiskt unika.

Resultat av meios

I slutet av meios har en ursprunglig diploid cell delat sig för att producera fyra haploida könsceller. Dessa celler har:

1. Hälften så många kromosomer som den ursprungliga cellen.

2. Genetiska skillnader på grund av överkorsning och den slumpmässiga fördelningen av kromosomer i meios I.

Hos människor innebär detta att varje könscell innehåller 23 kromosomer. Vid befruktning smälter en spermie (23 kromosomer) och ett ägg (23 kromosomer) samman och bildar en ny diploid cell med 46 kromosomer – en komplett kromosomuppsättning från båda föräldrarna

Diploida och haploida celler

Innan vi förstår meios, är det viktigt att känna till skillnaden mellan diploida och haploida celler:

• Diploida celler (2n): Dessa celler innehåller två kompletta uppsättningar av kromosomer – en uppsättning från mamman och en från pappan. Hos människor innebär detta 46 kromosomer (23 par).

• Haploida celler (n): Dessa celler innehåller endast en uppsättning kromosomer, vilket hos människor innebär 23 kromosomer. Haploida celler är könsceller (spermier hos män och äggceller hos kvinnor).

Meios: Processen i två steg

Meios är en typ av celldelning som halverar antalet kromosomer och skapar genetisk variation. Den sker i två huvudsakliga faser: Meios I och Meios II.

Meios I: Den första delningen

• Profas I:

  • Kromosomerna blir synliga och förbereder sig för att dela sig.

  • Överkorsning (crossing over): Homologa kromosomer (en från mamman och en från pappan) byter genetiskt material. Detta ökar den genetiska variationen.

  • Kärnmembranet löses upp och spindeltrådarna börjar bildas.

• Metafas I:

  • Homologa kromosompar radar upp sig längs cellens mitt.

  • Spindeltrådarna fäster vid centromererna på varje kromosom.

• Anafas I:

  • De homologa kromosomerna dras åt motsatta poler i cellen. Till skillnad från mitos separeras inte systerkromatiderna här.

• Telofas I och cytokines:

  • Kromosomerna når cellens poler och kärnmembranet kan börja återbildas.

  • Cellen delar sig i två, och varje ny cell får en haploid uppsättning kromosomer (23 kromosomer hos människor).

Meios II: Den andra delningen

Meios II liknar mitos, men den stora skillnaden är att systerkromatiderna separeras.

• Profas II:

  • Kromosomerna kondenserar igen, och spindeltrådarna bildas i båda haploida cellerna.

  • Kärnmembranet löses upp.

• Metafas II:

  • Kromosomerna radad upp sig i mitten av cellen.

  • Spindeltrådarna fäster vid centromererna på varje kromosom.

• Anafas II:

  • Systerkromatiderna separeras och dras åt cellens poler.

• Telofas II och cytokines:

  • Kromatiderna når cellens poler och nya kärnmembran bildas.

  • Cellen delar sig, vilket resulterar i fyra haploida celler, som är genetiskt unika.

Resultat av meios

• Meios leder till att en ursprunglig diploid cell delar sig och bildar fyra haploida celler.

• De nya cellerna har:

  • Hälften så många kromosomer som den ursprungliga cellen (23 kromosomer hos människor).

  • Genetiska skillnader på grund av överkorsning och slumpmässig kromosomfördelning under Meios I.

• Hos människor innebär det att varje könscell har 23 kromosomer. Vid befruktning smälter en spermie och ett ägg samman och bildar en ny diploid cell med 46 kromosomer – en komplett uppsättning kromosomer från båda föräldrarna.

Celldelning i detalj- Cellcykeln

Celldelningens interfas: Mellanfasen i cellcykeln

Innan själva celldelningen sker går cellen igenom en viktig förberedelsefas som kallas interfas. Under denna period växer cellen, kopierar sitt DNA och förbereder sig för att dela sig. Interfas är den längsta delen av cellcykeln och delas in i tre huvudstadier: G1-fasen (tillväxt), S-fasen (DNA-replikation) och G2-fasen (kontroll och förberedelse). Alla dessa steg är nödvändiga för att celldelningen ska ske på ett korrekt och effektivt sätt.

1. G1-fasen (Growth 1 / Tillväxtfas 1)

G1-fasen är den första fasen av interfasen och sker direkt efter att cellen har delat sig. Under denna fas fokuserar cellen på tillväxt och att återställa sig efter den föregående celldelningen.

• Cellens tillväxt: Cellen blir gradvis större genom att öka i volym och producera fler organeller, såsom mitokondrier, ribosomer och endoplasmatiskt retikulum. Detta är nödvändigt för att säkerställa att de nya dottercellerna, som kommer att bildas efter celldelningen, får tillräckligt med resurser för att fungera korrekt.

• Proteinsyntes: Cellen producerar också de proteiner och enzymer som behövs för att stödja dess funktioner och förbereda sig för DNA-replikation. Detta inkluderar byggstenar för att kopiera DNA och komponenter för celldelning.

• Tillväxtsignaler: Cellen kan också ta emot signaler från omgivningen som avgör om den ska fortsätta med celldelning eller gå in i ett vilostadium som kallas G0. G0 är en fas där cellen pausar sin delningscykel och endast utför sina normala funktioner.

2. S-fasen (Syntesfasen)

S-fasen är en avgörande del av interfasen där cellens DNA kopieras (replikeras) för att förbereda sig för celldelning. Detta säkerställer att varje dottercell kommer att få en exakt kopia av cellens genetiska material.

• DNA-replikation: I S-fasen dupliceras varje kromosom, vilket innebär att varje kromosom nu består av två identiska DNA-molekyler som kallas systerkromatider. Dessa systerkromatider hålls ihop vid ett område som kallas centromer. Denna kopieringsprocess är mycket noggrann eftersom eventuella fel kan leda till mutationer, vilket kan påverka cellens funktion negativt.

• Histonproduktion: Förutom att DNA kopieras, produceras också proteiner som kallas histoner. Dessa används för att packa ihop det långa DNA:t till tätt strukturerade kromosomer, vilket gör dem mer hanterbara under celldelningen.

• Kärnans organisation: Under denna fas förblir DNA:t fortfarande i en utspridd och osynlig form (kromatin), vilket gör det lättare för enzymer att komma åt och kopiera DNA:t.

3. G2-fasen (Growth 2 / Tillväxtfas 2 och kontroll)

G2-fasen är den sista delen av interfasen och fungerar som en kontroll- och förberedelsefas inför själva celldelningen (mitos eller meios). Här säkerställer cellen att allt är korrekt och redo för nästa steg.

• Kontroll av DNA-replikation: Cellen går igenom en noggrann kontroll av det nyligen kopierade DNA:t för att identifiera eventuella fel eller skador. Om problem upptäcks försöker cellen reparera dem innan delningen börjar. Detta är viktigt för att förhindra att skadade eller ofullständiga kopior av DNA:t överförs till dottercellerna.

• Tillväxt och förberedelse: Cellen fortsätter att växa och producerar nödvändiga strukturer och proteiner för celldelningen, såsom mikrotubuli, som kommer att bilda spindelapparaten. Denna apparat är avgörande för att separera kromosomerna under mitos eller meios.

• Förberedelse för mitos: Cellen börjar samla energi i form av ATP, vilket krävs för de energikrävande processer som sker under själva celldelningen. Organeller som mitokondrier och golgiapparaten dupliceras också ytterligare för att säkerställa att de fördelas jämnt mellan de två dottercellerna.

Celldelningens faser i mitos (PMAT)

Mitos är en viktig process där en cell delar sig för att skapa två genetiskt identiska dotterceller. Detta sker i fyra huvudfaser: profas, metafas, anafas och telofas (PMAT). Varje fas spelar en specifik roll i att säkerställa att det genetiska materialet fördelas jämnt mellan de två nya cellerna.

I profas, den första och längsta fasen, börjar kromosomerna som tidigare var osynliga i cellkärnan (i form av kromatin) att kondenseras till kompakta och synliga strukturer. Varje kromosom består nu av två identiska systerkromatider som hålls samman av en centromer. Samtidigt börjar cellens centrosomer röra sig mot motsatta poler i cellen och bildar spindelapparaten, som är en struktur av mikrotubuli. Denna apparat är avgörande för att separera kromosomerna senare i processen. Kärnmembranet bryts ner, och spindeltrådarna fäster sig vid kromosomernas centromerer via kinetokorer. Denna fas förbereder kromosomerna för att flyttas och delas jämnt mellan de kommande dottercellerna.

Under metafas, som är en kort men avgörande fas, radas kromosomerna upp längs cellens mittlinje, som kallas metafasplattan. Denna positionering säkerställer att varje systerkromatid är korrekt placerad och redo att dras åt motsatta håll. Spindelapparaten fäster ordentligt vid centromererna, och cellen genomgår en kontrollpunkt för att försäkra sig om att alla kromosomer är korrekt kopplade till spindeltrådarna. Denna noggrannhet är viktig för att undvika felaktig kromosomfördelning, som kan leda till genetiska störningar.

I anafas, fasen där separationen sker, bryts bindningarna mellan systerkromatiderna vid deras centromerer. Varje systerkromatid blir nu en egen kromosom. Spindeltrådarna som är fästa vid kromosomerna förkortas och drar de nybildade kromosomerna mot cellens motsatta poler. Samtidigt förlängs andra mikrotubuli i spindelapparaten, vilket hjälper till att sträcka ut cellen. Denna noggrant kontrollerade förflyttning garanterar att varje dottercell får en exakt kopia av det genetiska materialet.

I den sista fasen, telofas, når kromosomerna cellens poler och börjar återgå till sin ursprungliga form som kromatin. Kärnmembranen återbildas runt varje uppsättning kromosomer, vilket skapar två nya kärnor. Spindelapparaten bryts ner, och cellen börjar återgå till ett mer stabilt tillstånd. Samtidigt förbereder sig cellen för cytokines, som är processen där cytoplasman delas och två separata dotterceller bildas. I djurceller sker detta genom att en fördjupning, kallad cleavage furrow, bildas i mitten av cellen och snör av den i två delar.

När mitosen är klar har den ursprungliga cellen delat sig i två genetiskt identiska dotterceller. Dessa celler är redo att utföra sina specifika funktioner i kroppen eller att påbörja sin egen cellcykel. Mitos är därmed en grundläggande process för tillväxt, reparation och ersättning av celler i flercelliga organismer.

Celldelning i detalj (PMAT)

Profas är den första fasen i mitos och spelar en avgörande roll i att förbereda cellen för den kommande kromosomseparationen. Under denna fas sker flera viktiga förändringar i cellens struktur och organisation. En av de mest framträdande händelserna är kondenseringen, där cellens DNA, som tidigare varit utspritt och osynligt som kromatin, packas tätt för att bilda tydliga och kompakta Mitos och cellcykelns faser i detalj Cellcykeln är en grundläggande process som en cell genomgår från det att den bildas tills den delar sig igen. Denna cykel, som tar ungefär 24 timmar i en typisk däggdjurscell, delas in i två huvudsakliga faser: interfasen och mitos. Under interfasen förbereder sig cellen för delning, och under mitosen sker själva delningsprocessen, där en cell delas upp i två genetiskt identiska dotterceller. Interfasen, som är den längsta delen av cellcykeln, delas i sin tur in i tre steg: G1, S och G2. I G1-fasen växer cellen och blir dubbelt så stor, samtidigt som dess organeller ökar i antal. Detta är en fas där cellen förbereder sig för att kopiera sitt genetiska material. Under S-fasen sker DNA-replikation, vilket innebär att allt DNA fördubblas och varje kromosom nu består av två systerkromatider som är genetiskt identiska. Dessutom dupliceras centrosomen, som spelar en viktig roll i att organisera mikrotubuli under celldelningen. I G2-fasen kontrollerar cellen att all DNA-replikation är korrekt utförd och gör de sista förberedelserna inför mitos. Efter interfasen inleds mitosen, som delas in i fyra distinkta faser: profas, metafas, anafas och telofas. I profas börjar DNA-molekylen, som tidigare var utspridd som kromatin, kondenseras till kompakta strukturer som kallas delningskromosomer. Varje kromosom består av två systerkromatider som hålls samman av en centromer. Samtidigt löses kärnmembranet upp, och cellens två centrosomer börjar röra sig mot motsatta ändar av cellen. Dessa centrosomer organiserar proteintrådar som växer ut och bildar spindelapparaten, som är nödvändig för att dra isär kromosomerna.

I metafas radas delningskromosomerna upp längs en tänkt mittlinje i cellen, kallad metafasplattan. Spindeltrådarna, som är en del av kärnspolen, fäster sig vid centromererna på kromosomerna. Denna arrangering säkerställer att systerkromatiderna kan separeras korrekt i nästa fas. Kärnspolen, som består av centrosomer och mikrotubuli, är nu fullt formad och fungerar som cellens "dragmekanism". Under anafas separeras systerkromatiderna från varandra. Proteinerna som håller ihop dem vid centromeren bryts ner, och kärnspolen börjar dra systerkromatiderna mot cellens motsatta ändar. Varje systerkromatid blir nu en självständig kromosom. Cellen börjar också förändra sin form för att förbereda sig för att snöras av i två delar. Denna fas är avgörande för att säkerställa att varje dottercell får en exakt kopia av det genetiska materialet. I telofas når de separerade kromosomerna cellens ändar, och nya kärnmembran börjar bildas runt varje uppsättning kromosomer. Kromosomerna dekondenseras tillbaka till kromatin, och cellens struktur börjar återgå till det normala. Samtidigt delas cellens cytoplasma genom en process som kallas cytokines, där en fördjupning, kallad cleavage furrow, bildas i mitten av cellen och snör av den i två identiska dotterceller. Efter mitos återgår cellerna till interfasen, där de kan börja cykeln igen. Denna noggrant koordinerade process säkerställer att cellerna kan växa, reparera vävnader och ersätta slitna eller skadade celler i kroppen. Mitosens precision och samordning är avgörande för att upprätthålla stabiliteten i organismens arvsmassa.

Strukturer som kallas delningskromosomer. Varje kromosom består av två identiska systerkromatider som hålls samman vid ett område som kallas centromer. Denna kondensering gör det möjligt för kromosomerna att hanteras och separeras mer effektivt i de senare faserna av mitos. Samtidigt som kromosomerna kondenseras börjar cellkärnan att lösas upp. Kärnmembranet bryts ner, vilket gör kromosomerna tillgängliga för spindelapparaten, en struktur som kommer att ansvara för att dra isär systerkromatiderna. Denna process är nödvändig för att kromosomerna ska kunna förflyttas fritt inom cellen under delningen. En annan viktig förändring som sker under profasen är att cellens två centrosomer, som fungerar som organiseringscentra för mikrotubuli, börjar röra sig mot motsatta ändar av cellen. Dessa poler kommer att fungera som förankringspunkter för spindelapparaten, som börjar bildas i denna fas. Mikrotubuli, som är tunna proteintrådar, växer ut från centrosomerna och skapar den struktur som kommer att binda till kromosomerna vid deras centromerer.

Sammanfattningsvis markerar profas en kritisk fas i mitosen där DNA kondenseras till delningskromosomer, cellkärnan löses upp, och centrosomerna rör sig mot cellens ändar för att skapa spindelapparaten. När profasen är klar har cellen organiserat sig för att säkerställa en korrekt och effektiv separation av kromosomer i de följande stegen.

Celldelning och Cellcykeln: En Detaljerad Förklaring

Cellen är den minsta enheten av liv och för att leva, växa och föröka sig måste celler kunna dela sig. Celldelning är en process där en cell delar sig och bildar nya celler. Detta är en grundläggande process i alla levande organismer.

Celldelning sker i två stora former:

1. Mitos – Vanlig celldelning, där en cell delar sig för att skapa två identiska dotterceller.

2. Meios – En specialiserad celldelning som sker i könsceller (spermier och ägg), vilket resulterar i fyra dotterceller, var och en med hälften så många kromosomer som den ursprungliga cellen.

Men innan själva delningen sker, måste cellen förbereda sig genom en process som kallas cellcykeln. Cellcykeln består av två huvudsakliga faser: Interfas och Mitos (eller Meios).

1. Interfas: Förberedelse för Celldelning

Interfasen är den längsta fasen av cellcykeln, och det är här cellen förbereder sig för att dela sig. Interfasen delas in i tre faser: G1, S och G2.

G1-fasen (Tillväxt 1):

• Cellen växer i storlek.

• Den producerar nya organeller, som mitokondrier (cellens energifabriker), ribosomer (för att bygga proteiner) och andra strukturer som behövs för att cellen ska fungera.

• Detta är också en fas där cellen gör sig redo för att börja kopiera sitt DNA. I G1 kontrolleras cellens miljö för att säkerställa att den är redo att fortsätta cykeln.

S-fasen (DNA-syntes):

• Här sker DNA-replikation, där cellens DNA kopieras noggrant. Varje kromosom i cellen dupliceras och består nu av två systerkromatider, som är identiska kopior av varandra.

• DNA:t packas in i strukturer som kallas kromosomer, och detta gör att cellen kan dela sitt genetiska material på ett effektivt sätt under celldelning.

• Centrosomerna, som spelar en viktig roll i att organisera mikrotubuli (de proteintrådar som hjälper till att separera kromosomer under mitos), dupliceras också under denna fas.

G2-fasen (Tillväxt 2):

• Cellen fortsätter växa och förbereder sig för att dela sig.

• Allt DNA kontrolleras noggrant för att se till att det inte finns några skador. Om det finns fel i DNA:t försöker cellen reparera dem innan den fortsätter till mitos.

• Cellen börjar också samla energi i form av ATP, som krävs för de energikrävande processerna i mitos. Mikrotubuli och andra strukturer som behövs för att separera kromosomerna under mitos produceras också.

2. Mitos: Delningen av en Cell

Mitos är en process där en cell delar sig för att skapa två identiska dotterceller. Mitos är viktigt för att kroppen ska kunna växa, reparera skadade vävnader och ersätta gamla celler. Mitos delas in i fyra faser, som kallas PMAT: Profas, Metafas, Anafas och Telofas.

Profas:

• Kondensering av kromosomer: I början av profas blir kromosomerna synliga som kompakta strukturer. Varje kromosom består av två systerkromatider som är fästa vid ett område som kallas centromer.

• Centrosomerna rör sig mot cellens motsatta poler (ändar). De kommer att hjälpa till att organisera spindelapparaten, som är en struktur av mikrotubuli.

• Kärnmembranet bryts ner, så att spindeltrådarna kan komma i kontakt med kromosomerna.

Metafas:

• Kromosomerna radas upp längs metafasplattan, som är cellens mittlinje. Denna ordning säkerställer att varje systerkromatid är korrekt placerad inför delningen.

• Spindeltrådarna fäster vid centromererna på kromosomerna. Denna fästning säkerställer att kromosomerna kan separeras korrekt.

Anafas:

• Bindningarna mellan systerkromatiderna bryts vid centromererna, och varje systerkromatid blir en separat kromosom.

• Spindeltrådarna drar de nybildade kromosomerna mot cellens motsatta poler.

• Cellen börjar också förändra sin form, vilket hjälper den att dela sig i två.

Telofas:

• Kromosomerna har nu nått cellens poler och börjar återgå till sin ursprungliga form som kromatin (ett mer utspritt och mindre kompakt tillstånd).

• Nya kärnmembran bildas runt de separerade kromosomerna, och cellen har nu två nya kärnor.

• Spindelapparaten bryts ner, och cellen förbereder sig för cytokines, där cytoplasman delas och två dotterceller bildas.

3. Cytokines: Sista Steget i Celldelning

Cytokines är den process där cytoplasman (den vätska som omger cellens organeller) delas upp mellan de två dottercellerna. I djurceller sker detta genom att cellen bildar en "cleavage furrow", en inbuktning i cellens mitt som så småningom snör av cellen i två. Hos växtceller sker det genom att en ny cellvägg bildas mellan de två dottercellerna.

Efter cytokines har vi nu två identiska dotterceller, och de kan börja om processen och gå in i interfasen, där de kommer att växa och förbereda sig för nästa delning.

4. Meios: Specialiserad Celldelning för Könsceller

Meios är den typ av celldelning som sker för att skapa könsceller, som spermier och ägg. Meios är lite mer komplicerat än mitos, och består av två omgångar av celldelning, vilket skapar fyra dotterceller, var och en med hälften så många kromosomer som den ursprungliga cellen.

1. Meios I: Kromosomerna i den ursprungliga cellen parvis separeras och fördelas till två nya celler. Detta minskar kromosomantalet med hälften.

2. Meios II: I denna andra delning separeras systerkromatiderna, vilket resulterar i fyra dotterceller, var och en med en uppsättning kromosomer.

Meios är viktig för att skapa genetisk variation, vilket gör att varje könscell är unik.