Cell Division: Hur fungerar det?

Människokroppen innehåller nästan två biljoner celler som delar sig varje dag i ditt liv. De delar eller skapar fler celler hela tiden i alla levande organismer genom flera olika processer såsom meios och mitos. Celler delar sig för att skapa fler celler när ett barn växer, och de delar sig också för att hjälpa organ eller vävnader att läka ordentligt.

Celler delar av flera skäl. När ett barn växer behöver han eller hon fler celler för korrekt tillväxt, och detta görs genom celldelning. Spädbarn börjar som en enda cell eller ett ägg. Cellerna blir inte större när barn växer, men i stället har de fler celler i sina kroppar.

Celler delar också för att hjälpa dig att läka. Om du har en skada, till exempel att du slår av knäet, kommer dina celler att dela sig för att ersätta eventuella saknade, gamla eller skadade celler i knäet och läka det skadade området med nya celler. Av denna anledning delar sig hudcellerna ständigt när du tappar de som dör dagligen och du behöver nya friska hudceller för att ersätta dem.

Mitos och meios är de två huvudkategorierna för celldelning. Mitos är uppdelningen av somatiska eller icke-reproduktiva celler av alla slag i din kropp. Dessa typer av celler finns i ditt hår, hud, organ, muskler och kroppens vävnader. Meios är uppdelningen av reproduktiva celler i din kropp och inkluderar kvinnliga ägg eller manliga spermier.

I celldelning delar sig modercellen eller den ursprungliga cellen i två identiska dotterceller. Denna process upprepas om och om igen, i vad som kallas cellcykeln. Celler reglerar faktiskt deras uppdelning genom att använda kemiska signaler för att kommunicera med varandra. Signalerna kallas cykliner och de fungerar som en strömbrytare för att berätta för celler när de ska delas och sedan fungera som en avbrytare för att be cellerna sluta dela. Celler måste stoppa delningen vid rätt tidpunkt för korrekt tillväxt och hälsa, men när celler fortsätter att dela efter att de borde ha slutat skapar det cancerceller.

Människokroppen förlorar cirka 50 miljoner celler per dag i hela kroppen. Hudceller reproducerar ständigt med en hastighet av 30 000 till 40 000 celler per dag, liksom hårceller på grund av den dagliga förlusten av dessa typer av celler. Bara genom att duscha och borsta håret kan gamla hudceller tas bort för att göra plats för nya friska celler, och lite hår finns i borsten varje dag för att ge plats för fler hårceller eller folliklar. Andra typer av celler i dina organ, nerver och hjärna delar sig mycket mindre ofta, eftersom dessa typer inte dör så snabbt.

Mitos är processen för somatiska celler att reproducera sig. Somatiska celler är alla celler som inte är reproduktionsceller som hår, hud och alla kroppens vävnader och organceller. Det viktigaste att komma ihåg om mitos är att de två dottercellerna som skapas i division kommer att ha exakt samma DNA och kromosomer som modercellen. De två dotterceller som skapas kallas också diploida celler eftersom de har två kompletta uppsättningar kromosomer. Denna exakta duplicering skapar ingen genetisk mångfald i de delade cellerna.

Uppdelning av mitosceller involverar flera olika stadier innan det är klart. Denna process avser eukaryoter som har en membranbunden kärna eller kärnor i levande organismer som djur, människor, växter och svampar. Det börjar i mellanfasen där varje cell tillbringar större delen av sin tid när den samlar energi och näringsämnen som behövs för att genomgå uppdelning.

Detta steg är också när föräldercellen gör en kopia av sitt DNA som kommer att delas lika mellan de två cellerna som den separerar i, så kallade dotterceller. Innan syntesen av DNA ökar cellen i storlek och massa. Därefter syntetiserar cellen DNA i ett litet tidsfönster. Cellen som kommer att delas syntetiserar sedan proteiner för att dela med båda dottercellerna och fortsätter också att öka i storlek. I den senare delen av interfassteget har cellen fortfarande nukleoli närvarande i vilken kärnan är omgiven av ett hölje och kromosomerna dupliceras i form av kromatin.

Profasfasen är nästa, där kromatinet i cellen kondenseras till kromosomer. Spindelfibrer dyker upp från centrosomerna. Kärnhöljet börjar bryta ner och kromosomerna rör sig till motsatta sidor av cellen. Kromotinfibrer är en massa DNA och proteiner som kondenseras för att bilda kromosomer med varje kromosom som innehåller två kromatider och förenas i en centromer eller centrum av området.

Prometafasstadiet eller det sena profasstadiet identifieras genom att kromosomerna fortsätter att kondensera medan kinetokorerna (specialfibrer i kromosomcentromerer) uppträder vid centromerer och mitotiska spindelfibrer fäster vid kinetochores.

I metafasstadiet räknas kromosomerna upp på metafasplattan i mitten av cellen medan varje systercells kromatid är fäst vid en spindelfiber i motsatta ändar eller poler av cellen. Kromosomerna hålls på plats av krafterna hos polära fibrer som trycker på kromosomernas centromerer. Denna åtgärd håller de två dottercellerna åtskilda från varandra.

I anafassteget delades centromererna i två och systerkromatiderna blir nu kromosomer när de dras till de två separata polerna. Spindelfibrerna får de två nya cellerna att förlängas. I slutet av detta steg har varje pol en komplett uppsättning kromosomer. Uppdelningen av den ursprungliga cellens cytoplasma som kallas cytokinese börjar och fortsätter under hela detta steg.

Telofasstadiet är nästa och är när kromosomerna når i motsatta ändar av cellen och börjar avkondensera när ett nytt kärnhölje bildas runt båda systercellerna. Spindelfibrerna runt varje ny cell skjuter isär dem. Nukleolierna dyker också upp igen och kromatosomernas kromatosfibrer i varje dottercell slingrar sig. Vid denna tidpunkt delas det genetiska innehållet i modercellen lika upp i två nya dotterceller.

Cytokineser är det sista delningsskedet när djurceller börjar separera med en klyvning mellan de två dottercellerna. I växtceller separerar en cellplatta dottercellerna för att bilda en cellvägg på var och en. Dottercellerna kallas också diploida celler, vilket innebär att var och en innehåller hela och exakt samma mängd kromosomer som varandra och som modercellen.

Det finns bara två steg av meioscelldelning-meios I och meios II. Varje ny cell kommer att innehålla unikt DNA. Detta ger den stora mångfalden i genetik som kan ses när två barn med samma två föräldrar ser väldigt olika ut från varandra. Meios uppstår när en liten del av var och en av kromosomerna i en cell går sönder och fäster vid en annan kromosom. Detta kallas genetisk rekombination eller korsning.

Meios I delar kromosomerna i hälften för att korsa. Meios II delar upp mängden genetik i hälften i varje kromosom i varje cell. Slutresultatet av celldelningen är fyra dotterceller, istället för de två i mitosdelning. Var och en av dessa dotterceller har bara hälften av antalet kromosomer som den ursprungliga föräldercellen.

Prokaryota celler är encelliga bakterieorganismer utan kärna. De är mikroskopiska organismer som måste dela sig för att existera. Delningsprocessen kallas binär fission, där en cell blir två. Det första steget i binär fission är när DNA i cellen kopieras och små bitar av DNA kallade plasmider dupliceras, och sedan flyttas de två kopiorna och originalet till motsatta ändar av cell. Cellen växer och förlängs och sedan bildas en septalring i mitten av cellen som delar den i två celler.

Denna delningsprocess är samma idé att skära en mjuk ost med tandtråd i hälften. Mjuka ostar är svåra att skära rent med en kniv på grund av den mjuka konsistensen. Om du lägger den mjuka osten på en tallrik kan du skära den jämnt med tandtråd för att skapa två delar som är identiska och lika stora.

Sexuell celldelning används för reproduktion där nya celler produceras genom uppdelning av modercellen i två dotterceller genom binär fission. Alla delade celler har samma genetiska identitet som modercellen. Detta gör att organismer kan reproducera sig mycket snabbt som i bakterier, alger, jäst, maskrosor och plattmaskar. De nya enskilda cellerna kallas kloner eftersom de är exakta dubbletter av modercellerna.

Bakterier reproducerar aseksuellt och fördubblar antalet mycket snabbt på cirka 20 minuter. Det är därför bakterieutbrott kan vara mycket allvarliga och växa så snabbt. Bakteriecellerna har också en hög dödlighet för att kompensera för den snabba reproduktionsmetoden.

Jästprodukter reproduceras asexuellt genom att spira men kan också reproduceras sexuellt. Den spirande processen involverar en utbuktning som bildas på cellens ytterkant och sedan uppstår kärnkraftsdelning. En av kärnorna rör sig in i knoppen och sedan bryter den av modercellen. Reproduktion asexuellt genom spirande är också hur plattmaskar bryts i två separata sektioner och regenereras för att göra två fulla plattmaskar.

Vissa insekter som myror, getingar och bin kan reproducera antingen sexuellt eller asexuellt. När celler delar sig i aseksuell uppdelning i dessa insekter använder de partenogenesprocessen där nya insekter reproduceras från ägg som inte befruktas. I vissa av de arter som kan reproducera både sexuellt och asexuellt producerar de obefruktade äggen manliga insekter och de befruktade äggen producerar kvinnliga insekter.

När växter reproducerar asexuellt kallas det vegetativ förökning, och denna metod föredras av jordbrukare eftersom den producerar identiska grödor som moderplantan. Ibland föredras denna metod eftersom vissa frön är svåra att gro.

Till exempel planteras potatisögon eller rotområdena för att generera fler potatisväxter som är identiska med utsädespotatisen eller moderplantan. Bananväxter reproduceras genom att separera baby sucker växter som växer från basen av moderplantan och plantera var och en för en helt ny växt. Hallonbuskar kan reproduceras genom att böja några av de nedre grenarna mot marken och täcka dem med jord. Grenarna kommer att odla sitt eget rotsystem och reproducera flera nya växter som så småningom kan separeras och planteras separat för en ny gröda.