Cellkärndelning

introduktion

De flesta av vävnaderna i kroppen förnyas ständigt. Denna förnyelse uppnås genom konstant bildning av nya celler. Denna nya formation uppnås genom celldelning. Denna celldelning kräver att cellerna kan dela sig. Cellerna som kan delas hos vuxna kallas vuxna stamceller. Den faktiska delningen av cellen, även kallad cytokinese, föregås av delningen av cellkärnan. Det mesta av cellkärnan innehåller DNA. DNA: t innehåller den genetiska informationen. Så att de resulterande cellerna innehåller all information fördubblas DNA: t innan cellkärnan delar sig. Processen med att dela cellkärnan kallas också mitos.

Process för kärnkraftsdelning

Cellkärnans uppdelning sker i 5 faser. I slutet av dessa 5 faser, istället för en kärna, finns det två fullt funktionella och identiska cellkärnor. För att förstå kärnans uppdelning är det viktigt att DNA är organiserat i kromosomer. All genetisk information hos människor och djur är uppdelad i flera kromosomer. Människor har två kopior av all genetisk information i alla celler i kroppen, förutom äggceller och spermier. Ett exemplar från modern och ett från fadern.

Sammantaget är DNA i cellkärnan uppdelad i 46 kromosomer. Mitos föregås av duplicering av genetisk information i den så kallade cellcykeln, dvs. en cells livscykel. Före duplicering är kromosomerna närvarande som en-kromatidkromosomer, efter duplicering som två-kromatidkromosomer. Efter att cellkärnorna har delats upp finns det enkla kromatidkromosomer igen. Detta bör göra det klart att den genetiska informationen fördubblas innan cellkärnan delar sig och ingen information går förlorad.

Cellkärnans uppdelning börjar med att kromosomerna packas tätare. Egentligen är dessa osorterade i cellkärnan. Genom denna kondensation kan de enskilda kromosomerna kännas igen under ljusmikroskopet, vilket inte är möjligt i förväg, eftersom kromosomerna tidigare är osorterade och fyller cellkärnan. Samtidigt sönderfaller skalet som omger cellkärnorna. Därefter ordnas kromosomerna i en linje av spindelapparaten. Spindelapparaten består av proteinstrukturer som är ordnade i form av trådar, mikrotubuli. Dessa proteinstrukturer kan flytta kromosomer och ordna dem i ett plan för nästa steg. Nu när kromosomerna är ordnade ordentligt dras de två identiska kromatiderna isär av spindelapparaten. Så nu har kromosomer med en kromatid dykt upp igen. I slutändan byggs cellkärnans skal om och det finns två identiska cellkärnor. Cellen delar sig sedan och cellkärnorna fördelas mellan två nya celler. Denna process är dock inte en del av cellkärnans uppdelning, utan ett separat steg och kallas celldelning eller cytokinese.

Faser av cellkärnadelning

Cellkärnans uppdelning kan delas in i 5 faser. Faserna kallas profas, prometafas, metafas, anafas och telofas.

I den första fasen sker profasen, huvudsakligen kondensationen av kromosomerna. Innan denna fas kan de enskilda kromosomerna inte skiljas från varandra under ljusmikroskopet. Endast i det kondenserade tillståndet blir de synliga som individuella kromosomer. Förutom kondens börjar sönderfallet av skalet som omger kärnan.

I nästa fas, prometa-fasen, sönderfaller kärnhöljet helt och spindelapparaten utvecklas också.

Spindelapparaten blir viktig i den efterföljande fasen, metafasen. I denna fas sorteras kromosomerna.

Nästa fas kallas anafas. I detta separeras kromosomerna så att två identiska dotterkromosomer skapas. Dessutom rör sig de resulterande kromosomerna isär.

Den sista fasen av mitos är telofas, under vilken kärnhöljena återställs. Dessutom är kondensationen av kromosomerna omvänd. I slutet av telofasen finns två funktionella cellkärnor.

Du kanske också är intresserad av detta ämne: Funktioner i cellkärnan

Varför finns det kärndelning?

Kärnuppdelning är nödvändig för att skapa celler för vävnader som ständigt förnyar sig. Kroppens förmåga att fungera och läka baseras på det faktum att döda celler kan ersättas med nya. Det finns dock skillnader i förmågan att dela mellan de olika vävnaderna. Vissa delar av kroppen förnyas ständigt, inklusive huden eller slemhinnorna och blodcellerna. Huden och blodkropparna replikeras ständigt när omogna stamceller delar sig. Cellkärndelning är nödvändig för detta. Det finns dock också organ i kroppen vars celler inte längre delar sig. Detta inkluderar hjärtat och hjärnan. Eftersom inga nya celler reproduceras här kan skador bara ersättas med ärrvävnad och inte av den ursprungliga vävnaden.

Hur lång tid tar en cellkärnadelning?

Varaktigheten för en cellkärndelning är olika för alla celltyper. Beroende på om cellerna delar sig snabbt eller långsamt. Mitos kan pågå några minuter, men det finns celler där mitos tar flera timmar. Cellkärnan delar sig snabbast i organ där nya celler ständigt bildas. Detta inkluderar huden, slemhinnorna och benmärgen. Blodbildning sker i benmärgen. Cellkärnans uppdelning måste därför ske särskilt snabbt här.

Hur ofta delar sig cellkärnorna?

Frekvensen av cellkärnans uppdelningar beror främst på hur snabbt cellerna delar sig. Celldelning förekommer oftare i snabbt delande celler. I celler som delar sig långsamt finns det ett motsvarande lägre antal cellkärnadelningar. Det är viktigt att notera att det finns celler i kroppen som inte längre delar sig. Dessa celler kallas differentierade celler. Dessa dör så småningom och måste bytas ut. Detta är funktionen hos stamcellerna. De kan fortfarande dela sig och sedan delvis bli differentierade celler, som i sin tur inte längre kan delas.

Vad händer om cellkärnan delar sig fel?

Det finns flera kontrollpunkter i cellcykeln som är avsedda att förhindra fel från celldelning. Dessa kontrollpunkter finns på olika punkter där kritiska processer äger rum. Den mest kritiska fasen i kärnans uppdelning är separationen av kromosomerna. Om ett fel inträffar här kan två olika kromosomer uppstå. Den resulterande cellen skulle vara defekt och en tumörcell kan utvecklas. Kontrollpunkten för mitos är i metafasen, den fas i vilken kromosomerna är ordnade i rad. Således kontrollpunkten fungerar är att nästa steg inte börjar förrän alla kromosomer är ordentligt ordnade. Om ett fel inträffar kommer mitos i bästa fall att stoppas och cellkärnan kommer att bryta av.

Det kan dock hända att fel uppstår vid denna kontrollpunkt. Om cellkärnor med ett annat innehåll av kromosomer uppstår kan cellerna antingen förstöras av kroppen eller så utvecklas celler med högre risk för degeneration.

Det kan också vara av intresse för dig: Kromosommutation

Hur utvecklas en tumör?

Ordet tumör betyder bokstavligen svullnad och kan utlösas av olika processer. Den vanligaste orsaken till svullnad är inflammation, som orsakar svullnad från överdriven vattenretention. En tumör orsakad av okontrollerad proliferation av celler kallas också för neoplasma. Det finns många olika former av neoplasi som uppstår från olika celler. I allmänhet beror neoplasmer på förlust av kontroll över cellens tillväxt och uppdelning. Celler innehåller olika proteiner som säkerställer att en cell inte växer utom kontroll. Dessa proteiner kan begränsas i sin funktion genom förändringar i generna som är mallen för dessa proteiner. Denna förlust av kontrollfunktion leder till okontrollerad tillväxt och degenererade celler.

Läs mer om detta: tumör