Indledning til celledeling
Celledeling er den proces, hvorved en levende celle formerer sig fra én celle til to celler. Cellerne før delingen kaldes moderceller, og de nye celler, der dannes efter delingen, kaldes datterceller. Generelt omfatter den to trin: kernedeling og cytokinese. Under mitose videregiver modercellerne det genetiske materiale til dattercellerne. I encellede organismer er celledeling reproduktion af individer. I flercellede organismer er celledeling grundlaget for individuel vækst, udvikling og reproduktion. Der er kun lidt viden om delingen af prokaryote celler, og kun få specifikke forståelser findes om delingen af nogle få bakterier. Prokaryote celler har hverken en kernemembran eller en kerneolus. Kun et cirkulært DNA-molekyle udgør et kerneområde, også kaldet en pseudonukleus, som har en kerne-lignende funktion. Kernemolekylet i kvasikernen er enten fastgjort til plasmamembranen eller forbundet med den plasmamembran, der er dannet ved indtrængning af plasmamembranen. Plasmamembranen kaldes også for mellemkroppen. Det replikerede DNA blev også kopieret i to. Senere forlader de to mellemlegemer gradvist hinanden på grund af plasmamembranens vækst imellem dem, og de to DNA-molekyler, der er forbundet med dem, er derefter trukket fra hinanden, og hver DNA-sløjfe er forbundet med et mellemlegeme. Cellemembranen vokser i midten mellem de to DNA-sløjfer, der er trukket fra hinanden, og danner en membran, der til sidst deler én celle i to celler. Eukaryote celler kan opdeles i mitose, meiose og amitose alt efter tilstanden af kerneopdelingen. Mitose er den grundlæggende form for eukaryotisk celledeling. Meiose er den proces, hvor kromosomerne deles i kimceller.
Processen for forskellige former for celledeling og regulering af celledeling
Det følgende en kort introduktion til den almindelige delingsmetode. Da kromosomerne ikke er jævnt fordelt, er der et problem, at det genetiske materiale ikke kan fordeles ensartet. Det er en unormal måde at dele sig på. Amitosis er den tidligste metode til celledeling. Ved amitose forsvinder kerneolien og kernemembranen ikke, der opstår ingen kromosomer, og der dannes ingen spindel i cytoplasmaet. Selvfølgelig ses processen med kromosomreplikation og endda fordeling i datterceller ikke. Cellerne gennemgår imidlertid amitose, kromosomerne replikeres også, og cellerne forstørres. Når kernevolumenet fordobles, deler cellerne sig. Med hensyn til, hvordan DNA’et af det genetiske materiale i kernen fordeles i dattercellerne, er der behov for yderligere forskning. Amitose er den enkleste måde at dele sig på. Tidligere troede man, at amitose hovedsageligt fandtes i aldrende eller syge celler i lavere organismer og højere organismer, men senere viste det sig, at den var mere udbredt i normale væv hos dyr og planter. Amitose er blevet observeret i dyreepitelvæv, løst bindevæv, muskelvæv og levervæv samt i parenkym epidermal vækstpunkt og endospermceller i planter. Den aseksuelle deling er også en almindelig delingsform, og denne form for reproduktion er almindelig i encellede organismer, men for forskellige encellede organismer er den måde, hvorpå kernen deler sig under reproduktionen, forskellig og kan grupperes i følgende måder: Amitosis, også kendt som direkte deling, er en af de enkleste måder at dele celler på. Hele delingsprocessen undergår ikke ændringer i spindel og kromosom. Denne form for deling er mest almindelig ved deling og reproduktion af prokaryoter som f.eks. bakterier og cyanobakterier. Delingen af prokaryote celler omfatter to aspekter: fordelingen af celle-DNA, som gør det muligt for de delte datterceller at få et komplet sæt genetisk materiale fra forældrecellerne, og cytokinesis, som deler cellerne i to lige store dele. De to DNA-molekyler, der er duplikeret, er forbundet med plasmamembranen. Efterhånden som cellerne vokser, trækkes de to DNA-molekyler fra hinanden. Når cellerne deler sig, plisseres cellevæggen og plasmamembranen, og modercellerne deles til sidst i to lige store datterceller. Mitoseprocessen er meget mere kompliceret end amitose og er den vigtigste måde at dele flercellede biologiske celler på. På den øverste del krymper kernemembranen indad i midten og danner en konkav rille. Cytoplasmaet i renden fremstår som en spindelformet struktur arrangeret i samme retning af mikrotubuli, regulerer kernemembranen og kromosomerne, adskiller sig i datterkerner og deler sig til sidst i to dele. Når øjenormelejren deler sig reproduktion, gennemgår kernen mitose. Under delingsprocessen forsvinder kernemembranen ikke, og kernen skrumper ind i to datterkerner i midten af kernen. Den oprindelige er flagella, og den anden vokser en ny flagellum og danner to øjenorme. Når amøben vokser til en vis størrelse, gennemgår den deling og formering. Når den midterste del af kernen trækker sig sammen, fordeles kromosomet i datterkernen, og derefter deles cytoplasmaet i to, hvorved cellen deles i to afkomsindivider. Den mest typiske repræsentant for aseksuel deling og reproduktion i form af kerneamitose og mitose er paramecium, protozoen ciliat af slægten Paramecium. Der findes to typer af kerne i cellen, nemlig den store kerne og den lille kerne. Den lille kerne er den reproduktive kerne, og den store kerne er næringskernen. Når parameciaerne formeres aseksuelt, gennemgår den lille kerne kerne kernemitose, mens den store kerne spaltes filamentløst, og derefter deles parameciaerne i to nye individer fra midten. Mitose, også kendt som indirekte deling, er en af de mest almindelige måder at dele sig på. Mitose er en kontinuerlig deling, der generelt opdeles i kernedeling og cytokinesis. Mitoseprocessen omfatter kernespaltning (lang tid), og kernespaltning er en kontinuerlig proces. For at lette fortællingen er kernespaltningen kunstigt inddelt i fire perioder: før, midt, efter og slut. Karakteristikaene for hver mitosefase er som følger (med planteceller som eksempel). Interval: opdelt i G1, S, G2, hovedsagelig til DNA-replikation og relateret proteinsyntese, kernemembranen nukleoli forsvinder gradvist. Tidlig fase: kromatinet i kernen kondenseres til et kromosom, opløsningen af nukleolus forsvinder helt, kernemembranen brister, og spindlen begynder at dannes. Midtvejs: Mellemlang sigt: Mellemlang sigt er den periode, hvor kromosomerne er arrangeret på ækvatorialpladen, og spindlen er fuldt dannet. Sen fase: Det sene stadium er den periode, hvor de to kromatider i hvert kromosom adskilles og flyttes fra ækvator til cellens to poler under spindlens trækkraft. Slutstadiet: Perioden med dannelse af de to underkerner og cytoplasmatisk deling. Kromosomer nedbrydes, kernemembranen fremkommer, den ækvatoriale pladestilling danner en celleplade, og en ny cellevæg vil blive dannet i fremtiden. Spindelgarnet, der er akkumuleret på den ækvatoriale plade, kaldes et filmdannende legeme. Dyreceller er som planteceller, bortset fra at dyrecellerne har et centralt organ, der udsender en stjernestråle for at danne en spindel, og plantecellerne udsender direkte en spindel fra to stadier. Ved afslutningen af mitosen er cellemembranen i den animalske celle indadvendt tilbagetrukket, så der dannes to datterceller. Plantecellen danner en celleplade ved den ækvatoriale plade (virtuel fantasi) og deler cellen i to datterceller. Cytoplasmatisk deling (kort tid): I den sene fase af kernespaltningen begynder den cytoplasmatiske deling, når kromosomet nærmer sig polen. Flere korte spindler føjes til det kontinuerlige filament mellem de to datterkerner for at danne et tøndeagtigt område tæt pakket med en spindel, der betegnes som en filmdanner. Antallet af mikrotubuli øges, og der er vesikler (herunder polysaccharider) fra Golgi-apparatet og det endoplasmatiske retikulum i det filmdannende legeme, som samler, smelter sammen og frigiver flerkernede stoffer langs mikrotubuliens retning for at danne en celleplade. Fra midten til periferien, indtil den er forbundet med modercellens væg, bliver den til det intercellulære lag af den primære væg, og den nye plasmamembran dannes af vesikelets kapsel. Efter dannelsen af den nye cellevæg adskilles de to nyligt dannede kerner og det cytoplasma, der omgiver dem, til to datterceller. Mitose kan opdele hver modercelle i to stort set identiske datterceller ved celledeling. Dattercellernes antal, form og størrelse er de samme. Den genetiske information, der er indeholdt i hver kromatid, er stort set den samme som i modercellerne, således at dattercellerne får omtrent den samme genetiske information fra modercellen. Arterne opretholder en relativt stabil karyotype og genetisk stabilitet. Seksuel forplantning kræver, at amfocellerne kombineres for at danne en zygote, som derefter udvikles til et nyt individ. Antallet af kromosomer i kimceller er halvdelen af antallet af kromosomer i somatiske celler. Da antallet af kromosomer reduceres med halvdelen, når der dannes kimceller, sædceller eller ægceller, skal de oprindelige celler gennemgå meiose.
Celledelingens funktion
Ud over celleforøgelse kan celledeling også danne specifikke celler. I testiklerne dannes mange primordiale kønsceller, nemlig spermatogoner, ved mitose. I henhold til mitosens karakteristika er det kendt, at antallet af kromosomer i spermatogonier er det samme som antallet af kromosomer i somatiske celler. I spermatogoniefasen blev der foretaget kromosomreplikation. Når handyret er kønsmodent, begynder en del af spermatogonierne i testiklerne at gennemgå meiose. Efter meiose dannes der sædceller, og sædcellerne denatureres til at danne hanlige kønsceller, sædceller. Ægcellerne dannes i æggestokkene, og processen er grundlæggende den samme som sæddannelsesprocessen, men der er også forskelle. Ægcellen, som har et kromosomtal, der også er halveret i forhold til ægcellen. Cellerne er store i form, kugleformede og kan ikke svømme; de indeholder mange æggeblommer og er rige på næringsstoffer, hvilket sikrer udviklingen af nye individer efter befrugtning.
Reference
- Le B S, Le B R. Epithelial celledeling – at formere sig uden at miste grebet. Journal of Cell Videnskab. 2014, 127(24):5127-37.
- Heyman J, Cools T, Vandenbussche F, et al. ERF115 Controls Root Quiescent Center Cell Division and Stem Cell Replenishment. Science. 2013, 342(6160):860-863.
- Fukagawa T. Cell Division: En ny rolle for Kinetochore i den centrale spindelsamling. Current Biology. 2015, 25(13)R554-R557.
- Coelho M, Tolić I M. Asymmetrisk skadesegregation ved celledeling via proteinaggregatfusion og fastgørelse til organeller. Bioessays. 2015, 37(7):740-747.