Celledivisjon: Hvordan fungerer det?

Menneskekroppen inneholder nesten to billioner celler som deler seg hver dag i livet ditt. De deler eller lager flere celler konstant i alle levende organismer gjennom flere forskjellige prosesser som meiose og mitose. Celler deler seg for å skape flere celler når babyen vokser, og de deler seg også for å hjelpe organer eller vev å helbrede ordentlig.

Celler deler seg av flere grunner. Når en baby vokser, trenger han eller hun flere celler for riktig vekst, og dette gjøres gjennom celledeling. Babyer begynner som en enkelt celle eller et egg. Cellene blir ikke større etter hvert som babyer vokser, men i stedet har de flere celler i kroppen.

Celler deler seg også for å hjelpe deg å helbrede. Hvis du har en skade, for eksempel å skinne kneet, vil cellene dine dele seg for å erstatte eventuelle manglende, gamle eller ødelagte celler i kneet ditt og vil helbrede det skadede området med nye celler. Av denne grunn deler hudceller seg kontinuerlig når du mister de som dør daglig, og du trenger nye sunne hudceller for å erstatte dem.

Mitose og meiose er de to hovedkategoriene for celledeling. Mitose er inndelingen av somatiske eller ikke-reproduktive celler av alle typer i kroppen din. Disse celletyper er i hår, hud, organer, muskler og kroppens vev. Meiose er delingen av reproduktive celler i kroppen din og inkluderer kvinnelige egg eller mannlige sædceller.

I celledeling deler foreldercellen eller den originale cellen seg i to identiske datterceller. Denne prosessen gjentas igjen og igjen, i det som kalles cellesyklusen. Celler regulerer faktisk delingen ved å bruke kjemiske signaler for å kommunisere med hverandre. Signalene kalles cyclins, og de fungerer som en på-bryter for å fortelle celler når de skal deles, og deretter fungere som en av-bryter for å be cellene slutte å dele seg. Celler må stoppe deling på riktig tidspunkt for riktig vekst og helse, men når celler fortsetter å dele seg etter at de burde ha stoppet, skaper det kreftceller.

Menneskekroppen mister omtrent 50 millioner celler per dag i hele kroppen. Hudceller reproduserer konstant med en hastighet på 30 000 til 40 000 celler per dag, det samme gjør hårceller på grunn av det daglige tapet av denne typen celler. Bare det å dusje og pusse håret gjør at gamle hudceller kan fjernes for å gi plass til nye sunne celler, og noe hår er i børsten din hver dag for å gi plass til flere hårceller eller follikler. Andre typer celler i organene, nervene og hjernen deler seg mye sjeldnere, da disse typene ikke dør like raskt.

Mitose er prosessen for somatiske celler å reprodusere. Somatiske celler er alle celler som ikke er reproduksjonsceller som hår, hud og alle kroppens vev og organceller. Det viktigste å huske på mitose er at de to dattercellene som er opprettet i divisjon, vil ha nøyaktig samme DNA og kromosomer som foreldercellen. De to dattercellene som ble opprettet, kalles også diploide celler, da de har to komplette sett med kromosomer. Denne nøyaktige dupliseringen skaper ikke noe genetisk mangfold i de delte cellene.

Mitosis celledeling involverer flere forskjellige stadier før de er ferdige. Denne prosessen er for eukaryoter som har en membranbundet kjerne eller kjerner i levende organismer som dyr, mennesker, planter og sopp. Det starter i mellomfasen der hver celle bruker mesteparten av tiden sin når den samler energi og næringsstoffer som trengs for å gjennomgå deling.

Dette stadiet er også når foreldercellen lager en kopi av DNA-en som deles likt mellom de to cellene den skilles i, kalt datterceller. Før syntesen av DNA øker cellen i størrelse og masse. Deretter syntetiserer cellen DNA i et lite tidsvindu. Cellen som vil dele, syntetiserer deretter proteiner for å dele med begge dattercellene og fortsetter også å øke i størrelse. I den siste delen av interfase-stadiet har cellen fortsatt nukleoli der kjernen er omgitt av en konvolutt, og kromosomene dupliseres i form av kromatin.

Profasetrinnet er neste, der kromatinet i cellen blir kondensert til kromosomer. Spindelfibre kommer frem fra sentrosomene. Kjernekonvolutten begynner å bryte ned, og kromosomene beveger seg til motsatte sider av cellen. Kromotinfibre er en masse DNA og proteiner som kondenserer for å danne kromosomer med hvert kromosom som inneholder to kromatider og sammenføyer seg til et sentromer eller sentrum av området.

Prometafasetrinnet eller senprofasetrinnet identifiseres ved at kromosomene fortsetter å kondensere mens kinetokorene (spesialiserte fibre i kromosomens sentromerer) vises ved sentromerer og mitotiske spindelfibre fester seg til kinetochores.

I metafasestadiet stilles kromosomene opp på metafaseplaten i midten av cellen mens hver søstercellens kromatid er festet til en spindelfiber i motsatte ender eller poler av cellen. Kromosomene holdes på plass av kreftene til polare fibre som skyver på kromosomens sentromer. Denne handlingen holder de to dattercellene atskilt fra hverandre.

I anafasetrinnet splittes sentromerer i to, og søsterkromatidene blir nå kromosomer når de trekkes til de to separate polene. Spindelfibrene får de to nye cellene til å forlenges. På slutten av dette stadiet har hver pol et komplett sett med kromosomer. Inndelingen av den originale cellens cytoplasma kalt cytokinese, begynner og fortsetter gjennom hele dette stadiet.

Telofasetrinnet er neste og er når kromosomene kommer i hver sin ende av cellen og begynner å dekondensere når en ny kjernekonvolutt dannes rundt begge søstercellene. Spindelfibrene rundt hver nye celle skyver dem fra hverandre. Nukleoliene dukker også opp igjen og kromatosefibrene i kromosomene i hver dattercelle spoles ut. På dette punktet er det genetiske innholdet i foreldercellen likt delt inn i to nye datterceller.

Cytokineser er den siste delingen av divisjon når dyreceller begynner å skilles med en spaltning mellom de to dattercellene. I planteceller skiller en celleplate dattercellene for å danne en cellevegg på hver. Dattercellene kalles også diploide celler, noe som betyr at hver og en inneholder hele og nøyaktig samme mengde kromosomer som hverandre og som foreldercellen.

Det er bare to stadier av meiose celledeling-meiose I og meiose II. Hver nye celle vil inneholde unikt DNA. Dette gir det store mangfoldet i genetikk som kan sees når to barn med de samme to foreldrene ser veldig forskjellige ut fra hverandre. Meiose oppstår når en liten del av hver av kromosomene i en celle går i stykker og fester seg til et annet kromosom. Dette kalles genetisk rekombinasjon eller kryssing.

Meiose I deler kromosomene i to for å krysse over. Meiose II deler mengden genetikk i to i hvert kromosom i hver celle. Sluttresultatet av celledelingen er fire datterceller, i stedet for de to i mitosedeling. Hver av disse dattercellene har bare halvparten av antall kromosomer som den opprinnelige foreldercellen.

Prokaryote celler er encellede bakterieorganismer uten kjerne. De er mikroskopiske organismer som trenger å dele seg for å eksistere. Delingsprosessen kalles binær fisjon, der en celle blir to. Det første trinnet i binær fisjon er når DNA i cellen kopieres, og små biter av DNA kalt plasmider dupliseres, og deretter flytter de to kopiene og originalen til motsatte ender av celle. Cellen vokser og forlenger seg, og deretter dannes en septalring i midten av cellen som deler den i to celler.

Denne delingsprosessen er den samme ideen om å kutte en myk ost med tanntråd i to. Myke oster er vanskelig å kutte rent med en kniv på grunn av den myke konsistensen. Hvis du setter den myke osten på en tallerken, kan du kutte den to ganger jevnt med tanntråd for å lage to biter som er identiske og like store.

Aseksuell celledeling brukes til reproduksjon der nye celler produseres ved inndeling av morscellen i to datterceller ved binær fisjon. Alle cellene som er delt, har samme genetiske identitet som foreldercellen. Dette gjør at organismer kan reprodusere veldig raskt som i bakterier, alger, gjær, løvetann og flatorm. De nye individuelle cellene kalles kloner fordi de er eksakte duplikater av overordnede celler.

Bakterier reproduserer aseksuelt og dobler antallet veldig raskt på omtrent 20 minutter. Derfor kan bakterieutbrudd være veldig alvorlige og vokse så raskt. Bakteriecellene har også en høy dødsrate for å oppveie den raske reproduksjonsmetoden.

Gjærprodukter reproduserer aseksuelt ved prosessen med spirende, men kan også reprodusere seksuelt. Den spirende prosessen involverer en bule som dannes på den ytre kanten av cellen, og deretter oppstår kjernedeling. En av kjernene beveger seg inn i knoppen, og så bryter den av foreldercellen. Reproduksjon aseksuelt ved spirende er også hvordan flatorm bryter inn i to separate seksjoner og regenererer for å lage to fulle flatworms.

Noen insekter som maur, veps og bier kan reprodusere enten seksuelt eller aseksuelt. Når celler deler seg i aseksuell inndeling i disse insektene, bruker de prosessen med parthenogenese der nye insekter reproduseres fra egg som ikke blir befruktet. I noen av artene som kan reprodusere både seksuelt og aseksuelt, produserer de ubefruktede eggene mannlige insekter, og de befruktede eggene produserer kvinnelige insekter.

Når planter reproduserer aseksuelt, kalles det vegetativ forplantning, og denne metoden foretrekkes av bønder, da den produserer identiske avlinger som moderplanten. Noen ganger er denne metoden foretrukket fordi noen frø er vanskelige å spire.

For eksempel er potetøyer eller rotområdene plantet for å generere flere potetplanter som er identiske med settepotet eller moderplante. Bananplanter reproduseres ved å skille babyens sugeplanter som vokser fra basen til moderplanten og plante hver for en helt ny plante. Bringebærbusker kan reproduseres ved å bøye noen av de nedre grenene mot bakken og dekke dem med jord. Grenene vil dyrke sitt eget rotsystem og reprodusere flere nye planter som til slutt kan skilles og plantes separat for en ny avling.