Celledeling

Celledeling er en prosess hvor en celle kopierer sitt arvemateriale og deler seg i datterceller. Det finnes to typer celledeling: mitose og meiose.

Mitose er såkalt ”vanlig celledeling”, det vil si at det er denne måten de fleste av kroppens celler benytter under deling. Etter at prosessen er avsluttet, er det dannet to nye datterceller som begge er identiske med den cellen som delte seg.

Meiose er derimot en prosess som kun foregår i delingen av kjønnsceller. Resultatet av prosessen er 4 datterceller som alle er ulike.

Celledeling er essensielt i forbindelse med vekst av en organisme og ved erstatning av døde celler. Hvor raskt de ulike kroppscellene deler seg, varierer svært mye. Mens enkelte celler deles raskt (hudceller, tarmceller, blodceller), vil andre celler dele seg langsommere. Leverceller vil eksempelvis bare deles med ett års mellomrom. Enkelte celler deler seg svært sjelden eller aldri. Slike celler er for eksempel nerveceller og hjertets muskelceller.

Alle somatiske celler (kroppsceller) består av 46 kromosomer, 23 kromosomer fra far og 23 kromosomer fra mor. Det vil si at hver celle består av 23 kromosompar. De to kromosomene i et par kalles homologe kromosomer. Kromosomene i et par er ikke identiske i og med at det ene er fra far og det andre er fra mor. Men de homologe kromosomene inneholder gener som koder for samme type egenskaper. Det vil si at begge kromosomene for eksempel inneholder gener som bestemmer øyenfargen. Det kan imidlertid være at et gen på kromosomet fra mor koder for blå øyenfarge, mens det tilsvarende genet på fars kromosom koder for brun øyenfarge.

Mitose

Alle celler som gjennomfører vanlig celledeling, har gjennomgått en prosess som kalles cellesyklus. Denne består av fire faser:

• G1-fasen hvor det skjer en fordobling av cellenes organeller i tillegg til cellevekst
• S-fasen hvor DNA replikasjonen finner sted. Denne prosessen fører til en dannelse av identisk arvemateriale slik at cellen får dobbelt opp av DNA.
• G2-fasen. Denne fasen er svært lik det som skjer i G1.
• M-fasen hvor celledelingen foregår

En nervecelle vil ikke gjennomføre en slik syklus i og med at den ikke deler seg. I stedet vil cellen etter G1-fasen gå over i en hvilefase (G0) og bli der resten av livet. Andre celler kan for en periode gå inn i denne hvilefasen for så å forlate den og fortsette cellesyklus.

M-fasen består av mitose (kjernedelingen) og cytokinese (delingen av cytoplasma). Mitosen deles vanligvis inn i fem faser:

1. Profase. I denne fasen foregår det en kondensering av kromosomene slik at de blir tykkere. Ut ifra et sentrosom oppstår det to sentrosomer, som danner to motsatte poler i den delende cellen. Ut fra sentrosomene strekker det seg trådliknende proteiner (mikrotubuli). Disse omdannes til et nettverk som kalles det mitotiske spindelet. I senere faser trekker disse trådene i kromosomene slik at de fordeles i dattercellene.
2. Prometafase. Her går kjernen i oppløsning slik at kromosomene ligger fritt i cytoplasma. På hvert kromosom (i innsnevringen mellom kromosomets korte og lange arm) samles det spesielle proteiner (kinetochorer) som fungerer som et bindingssted for proteintrådene i det mitotiske spindelet.
3. Metafase. Kromosomene samles i denne fasen på en loddrett rekke langs cellens midtlinje. De to identiske kromosomene (det ene som opprinnelig var i cellen og det andre en kopi som ble dannet i S-fasen) ligger derimot ved siden av hverandre og er festet sammen på midten slik at de danner et ”kryss”. Det mitotiske spindelet gjør seg klar til å trekke disse identiske kromosomene (søsterkromatidene) fra hverandre.
4. Anafase. I denne fasen splittes de identiske kromosomene fra hverandre. Det mitotiske spindelet trekker kromosomene mot hver sin pol av cellen
5. Telofasen. I denne fasen dannes det en kjernemembran rundt kromosomene i hver av dattercellene.

I cytokinesen foregår det en deling av cellens cytoplasma slik at det fordeles mellom de to dattercellene. Prosessen utføres ved at en ”kontraktil ring” som består av proteinfilamenter, samles på midten som et bånd rundt cellen. Ved en gradvis innstramming av ”båndet”snøres cellen av i to datterceller. Cytokinesen starter i anafasen og er ikke ferdig før i telofasen når kjernene er dannet i de to dattercellene. Enkelte komponenter i cytoplasma blir tilfeldig fordelt, mens andre blir transportert med transportproteiner til den ene eller den andre cellen.

Meiose

Meiose, reduksjonsdeling, er deling av kjønnsceller. Prosessen starter med at en stamcelle, spermatogonium (hos mannen) eller oogonium (hos kvinnen), deler seg for å bli opphav til henholdsvis en sædcelle eller en eggcelle. Stamcellen er diploid, det vil si at den består av 46 kromosomer (23 fra far og 23 fra mor). På samme måte som i mitosen kopieres hvert av de 46 kromosomene. De identiske kromosomene (søsterkromatidene) vil være bundet til hverandre på midten slik at de likner et ”kryss”. Kromosomenes ordning i en loddrett rekke langs midten av cellen, er imidlertid ulik rekken i mitosen. Dette får konsekvenser for hvordan kromosomene fordeles. I meiosen vil i stedet to identiske kromosomer (søsterkromatidene) fra mor legge seg ved siden av de tilsvarende søsterkromatidene fra far. To kopier av kromosom 3 fra far vil for eksempel legge seg ved siden av to kopier av kromosom 3 fra mor. I mitosen vil i stedet søsterkromatidene fra mor ligge over eller under søsterkromatidene fra far.

Meiosen deles inn i to hovedfaser hvor det i hver av dem skjer en celledeling. Den første fasen kalles meiose 1. Her vil søsterkromatidene (for eksempel fra kromosom 3) fra mor skille lag med søsterkromatidene fra far. Disse går til hver sin nye celle. Etter dette skjer det en ny celledeling hvor de to dattercellene som er dannet deler seg på ny slik at det i alt dannes fire datterceller. Den siste celledelingen kalles meiose 2 og er lik den celledelingen som skjer i mitosen. Det vil si at to identiske søsterkromatider splittes, ett til hver av cellene. De fire dattercellene som dannes er haploide celler. De består av kun 23 kromosomer i stedet for 46 kromosomer som vanlige kroppsceller. Når en eggcelle smelter sammen med en sædcelle, får den i alt 46 kromosomer.

Meiosen fører til at det kan dannes utallige forskjellige typer kjønnsceller. Årsaken til dette er blant annet at det er helt tilfeldig hvordan kromosomene blir fordelt i de fire dattercellene under celledelingene. I tillegg foregår det en overkrysning mellom kromosomer. Det vil si at genmateriale fra ett kromosom kan bytte plass med genmateriale fra et annet kromosom. Når til slutt en tilfeldig eggcelle smelter sammen med en tilfeldig sædcelle, gir det opphav til et enormt antall ulike individer.