celledeling
Store norske leksikon,Biologi,Vitenskapsgrener i biologien,Cellebiologi,Celledeling
Celledeling er deling av en celle i to nye celler. Ettersom alle celler dannes ved deling av allerede eksisterende celler er dette en grunnleggende prosess i alle levende organismer.
Bakteriecellen deler seg ved avsnøring, slik at hver av de nye cellene får minst én kjernevakuole, som inneholder bakteriens kromosom.Hos alle organismer med cellekjerne er delingen av kjernen den sentrale prosessen i celledelingen. En kjernedeling er oftest, men ikke alltid, fulgt av en celledeling. Ved kjernedelingen fordeler cellekjernens kromosomer seg etter et bestemt mønster slik at de to nye cellekjernene får nøyaktig samme kromosomtall som morcellen (vanlig celledeling, mitose), eller det halve (reduksjonsdeling, meiosens første deling). Cellens øvrige elementer fordeles mer passivt ved en avsnøring av cytoplasmaet, og hos planter skjer dannelsen av ny cellevegg mellom de to nye cellekjernene. Men forut for en celledeling går alltid en vekst med nydannelse av celle-elementer. Mitose Ved formering av celler ved mitose, kan cellenes liv deles inn i faser: interfasen mellom to delinger samt de ulike delingsfasene. Vekslingen mellom disse fasene kalles cellesyklus. Overgangen fra en fase til den neste er nøye regulert ved et samvirke mellom en serie proteiner. Man kjenner til et hundretalls gener som som styrer cellesyklus. I interfasen er cellen fysiologisk aktiv. Da forberedes også celledelingen, blant anneta ved en kopiering av celleorganeller og arvemateriale. Mitosen gir altså opphav til to identiske datterceller av én morcelle. I celledelingens profase kommer kromosomene til syne i cellekjernen som lange, tynne tråder. Sentriolparene skiller lag og organiserer mikrotubuli rundt seg i to astere (strålefigurer) og en sentralspindel mellom de to sentriolparene. Sentriolparene med asterfigurene beveger seg mot hver sin side i cellen, og sentralspindelen kommer derved til å omslutte kjernen. På egnet materiale kan man allerede i profasen se at kromosomene er delt på langs i to kromatider, unntatt i den delen av kromosomet som kalles sentromeren. Mot slutten av profasen forsvinner kjernelegemet (nucleolus), og kromosomene er blitt kortere og tykkere på grunn av en økende grad av folding av kromosomfiberen.I overgangen til metafasen løses kjernemembranen opp og det utvikles mikrotubuli (spindelfibre) mellom sentriolene og hver kinetokor (organell som finnes på hver side av kromosomets sentromer). En del mikrotubuli går fra pol til pol uten å tre i kontakt med kromosomene. Kromosomene ordner seg i et plan mellom de to sentriolparene (metakinesen). Det er uklart hvordan kromosombevegelsene under celledelingen kommer i stand, men vi vet at spindelapparatet og kromosomets kinetokorer og sentromer er av betydning. Kromosomer uten sentromer eller med skadet sentromer følger ikke med i disse bevegelser. I metafasen ligger sentromerene i spindelens ekvatorialplan, og i slutten av denne fasen deler også sentromerene seg slik at de opprinnelige dobbeltkromosomer nå er helt spaltet. I anafasen går de delte kromosomer fra hverandre til hver sin pol med sentromeren først og kromosomarmene slepende etter. Bevegelsen består dels i en strekking av spindelen slik at sentriolene kommer lenger fra hverandre, dels i kromosomenes bevegelse fra ekvator mot polene. I telofasen vil kromosomfoldingen løses opp, kjernelegemet nydannes, og rundt hvert kromosom avleires en kjernemembran. Senere forenes de enkelte membraner og utgjør en ny kjernemembran rundt hele kjernen. Sentriolene deles allerede nå og er dermed klar til neste mitose. Astere og spindel forsvinner. Mellom de to datterkjernene vil cellen avsnøres i ekvatorialplanet slik at det dannes to nye celler. Hos planteceller nydannes en skillevegg (celleplate) mellom datterkjernene fra et organellkompleks (fragmoplasten) i spindelens ekvatorialplan. Celleplaten vokser fra sentrum ut mot sidene ved at golgiapparater, som inneholder veggmateriale, særlig pektinstoffer, forener seg med hverandre. De sammenføyde golgimembranene blir de nye cellemembranene. Meiose Meiose er den type celledeling som kjønnscellene har gjennomgått. De fleste organismer har en kjernefaseveksling mellom et stadium i sin livssyklus der cellene har et haploid (enkelt) kromosomtall og et stadium der cellene har et diploid (dobbelt) kromosomtall. Den diploide cellen inneholder to representanter for hvert av artens kromosomer, og to kromosomer av samme type kalles homologe. Denne kjernefaseveksling skyldes to begivenheter. Den ene er befruktningen, der to haploide kjønnsceller smelter sammen til den diploide zygoten. Den andre er meiosen, en spesiell type celledeling, som omfatter to på hverandre følgende celledelinger, hvorav den første er en reduksjonsdeling. Ved meiosen vil morcellen deles to ganger mens kromosomene bare én gang – kromosomtallet blir følgelig redusert til det halve.De fire cellene som blir dannet, differensieres videre – vanligvis til kjønnsceller hos dyr og til sporer hos planter. De genetiske konsekvenser av meiosen er en atskillelse av allele gener, en uavhengig fordeling av ulike gener og genetisk rekombinasjon. Den første profasen (profase I) omfatter forskjellige stadier med egne betegnelser: leptoten, zygoten, pachyten, diploten og diakinese.Leptoten. Kromosomene kommer til syne som lange, tynne tråder. De er ofte lengre enn i mitosens profase, og kromosomtrådene er delt i sterkt fargbare avsnitt (kromomerer) atskilt av mindre sterkt fargbare områder, slik at kromosomene kan ligne perlekjeder. Oftest er kromosomene spredt over hele kjernen, men hos enkelte organismer er det en tendens til at kromosomendene ligger an mot en bestemt del av kjernemembranen (bukett-stadium).Zygoten. I meiosen skjer en paring av de homologe kromosomene. Denne paringen begynner i zygoten og er meget nøyaktig. Mekanismen bak paringen er ikke klarlagt. I elektronmikroskop kan man se en spesiell struktur i de parede zygotekromosomene: det synaptinemale kompleks. Dette ser ut som to parallelle kraftige bånd og et mellomliggende svakere bånd.Pachyten. Kromosomene blir kortere og tykkere på grunn av folding av kromosomfiberen. Kromosomtallet er nå tilsynelatende det halve, men hvert kromosom er nå en bivalent, bestående av to sentromerer og fire kromatider. To av kromatidene kan tre i forbindelse med hverandre og danne et chiasma (det er skjedd et brudd i de to homologe kromatider med en påfølgende heling slik at den ene kromatiden sammenføyes med et stykke fra den andre og omvendt). Vi vet at det skjer en overkrysning mellom homologe kromosomer (se rekombinasjon), og vi antar at dette skjer i pachyten og at chiasmadannelsen er et uttrykk for dette. I pachyten kan vi se de fire kromatider (firetrådsstadiet).Diploten. De homologe kromosomene separeres igjen, men de holdes sammen der det er et chiasma. Minst ett chiasma finnes i hver bivalent. Men opptil tretten chiasmata er observert i én enkelt bivalent.Diakinese. Kromosomene er nå sterkt sammentrukket. Chiasmataene forskyves mot kromosomenes frie ender (terminalisering). I diakinesen ligger bivalentene med størst mulig innbyrdes avstand ute ved kjernemembranen. Kjernemembranen løses opp og kjernelegemet (nucleolus) forsvinner. Bivalentene ordner seg i ekvatorialplanet med en sentromer rettet mot hver pol i det spindelapparatet som i mellomtiden er dannet i cytoplasmaet (liksom beskrevet for mitosen). De homologe kromosomene i bivalentene skiller nå definitivt lag og går mot hver sin pol. Vi får to cellekjerner med det halve kromosomtall. Før anafase I skjer det altså ikke noen deling av sentromeren slik som i mitosens anafase. Kromosomene er samlet ved hver sin pol. De despiraliseres og blir lengre og tynnere. Kjernemembran og kjernelegemet nydannes. I den første meiotiske delingen er kromosomtallet redusert til det halve. Den kalles derfor reduksjonsdeling. Det er ikke egentlig noen interfase mellom meiosens to delinger, bare en kortere eller lengre pause. Det dannes en ny cellevegg mellom interkinesekjernene. Kromosomene kommer igjen til syne. Kjernelegemet og kjernemembranen oppløses igjen, og kromosomene ordner seg i ekvatorialplanet i det spindelapparat som nå er dannet vinkelrett på den forrige spindelaksen. Sentromerene deles og kromosomene går til hver sin pol. Hver kromosomarm består nå av én kromatide, mens de i anafase I bestod av to. Kromosomene er samlet ved hver sin pol. Den tettpakkede foldingen av kromosomfiberen løses opp, og kromosomene blir ikke lenger synlige i den interfasekjernen som nå inneholder det haploide antall kromosomer – bare én representant for hvert av artens kromosomer. Kjernemembran og nucleolus nydannes, og kjernene atskilles av nye cellevegger. Les mer i Store norske leksikon celle