Mitose og Meiose

Forskelle i formål

Og selv om begge typer celledeling findes hos mange dyr, planter og svampe, er mitose mere almindelig end meiose og har en bredere vifte af funktioner. Mitose er ikke kun ansvarlig for den ukønnede reproduktion i encellede organismer, men er også det, der muliggør cellevækst og reparation i flercellede organismer, som f.eks. mennesker. Ved mitose laver en celle en nøjagtig klon af sig selv. Det er denne proces, der ligger bag børns vækst til voksne, heling af snitsår og blå mærker og endda genvækst af hud, lemmer og vedhæng hos dyr som gekkoer og øgler.

Meiose er en mere specifik form for celledeling (især af kønsceller), der resulterer i kønsceller, enten æg eller sædceller, som indeholder halvdelen af de kromosomer, der findes i en modercelle. I modsætning til mitose med dens mange funktioner har meiose et snævert, men væsentligt formål: at bistå den seksuelle formering. Det er den proces, der gør det muligt for børn at være beslægtede, men stadig forskellige fra deres to forældre.

Meiose og genetisk mangfoldighed

Seksuel reproduktion bruger meioseprocessen til at øge den genetiske mangfoldighed. Afkom, der skabes ved aseksuel reproduktion (mitose), er genetisk identisk med deres forælder, men de kønsceller, der skabes under meiose, er forskellige fra deres forældres celler. Nogle mutationer forekommer ofte under meiose. Desuden har kønscellerne kun ét sæt kromosomer, så der skal to kønsceller til for at skabe et komplet sæt genetisk materiale til afkommet. Afkommet er derfor i stand til at arve gener fra begge forældre og begge sæt bedsteforældre.

Genisk diversitet gør en population mere modstandsdygtig og tilpasningsdygtig til miljøet, hvilket øger chancerne for overlevelse og evolution på lang sigt.

Mitose som form for reproduktion for encellede organismer opstod med selve livet for ca. 3,8 milliarder år siden. Meiose menes at være dukket op for omkring 1,4 milliarder år siden.

Mitose og meiosefaser

Cellerne tilbringer omkring 90 % af deres eksistens i et stadie, der kaldes interfasen. Fordi celler fungerer mere effektivt og pålideligt, når de er små, udfører de fleste celler almindelige metaboliske opgaver, deler sig eller dør, i stedet for blot at vokse sig større i interfasen. Cellerne “forbereder” sig på deling ved at replikere DNA og duplikerer proteinbaserede centrioler. Når celledelingen begynder, går cellerne ind i enten mitotiske eller meiotiske faser.

I mitose er slutproduktet to celler: den oprindelige modercelle og en ny, genetisk identisk dattercelle. Meiose er mere kompleks og gennemgår yderligere faser for at skabe fire genetisk forskellige haploide celler, som derefter har potentiale til at kombinere sig og danne et nyt, genetisk forskelligt diploidt afkom.

Mitosens faser

Der er fire mitotiske faser: profasen, metafasen, anafasen og telofasen. Planteceller har en ekstra fase, præprofasen, der forekommer før profasen.

• I løbet af den mitotiske profase opløses kernemembranen (undertiden kaldet “kuvertet”). Interfasens kromatin vikler sig stramt sammen og kondenserer, indtil det bliver til kromosomer. Disse kromosomer består af to genetisk identiske søsterkromatider, der er forbundet med hinanden af en centromer. Centromer bevæger sig væk fra kernen i modsatte retninger og efterlader et spindelapparat.

• I metafase hjælper motorproteiner, der findes på hver side af kromosomernes centromerer, med at flytte kromosomerne i overensstemmelse med de modsatte centrosomers træk og til sidst placere dem i en lodret linje ned gennem midten af cellen; dette er undertiden kendt som metafasepladen eller spindelekvator.

• Spindelfibrene begynder at forkortes under anafase og trækker søsterkromatiderne fra hinanden ved deres centromer. Disse splittede kromosomer trækkes mod centrosomerne, der findes i de modsatte ender af cellen, hvilket får mange af kromatiderne til kortvarigt at fremstå V-formede. De to delte dele af cellen er officielt kendt som “datterkromosomer” på dette tidspunkt i cellecyklus.

• Telofase er den sidste fase af mitotisk celledeling. I telofasen fæstner datterkromosomerne sig til deres respektive ender af modercellen. De tidligere faser gentages, blot i omvendt retning. Spindelapparatet opløses, og der dannes kernemembraner omkring de adskilte datterkromosomer. I disse nyligt dannede kerner afvikler kromosomerne sig og vender tilbage til kromatintilstanden.

• En sidste proces – cytokinese – er nødvendig, for at datterkromosomerne kan blive til datterceller. Cytokinese er ikke en del af celledelingsprocessen, men den markerer afslutningen på cellecyklussen og er den proces, hvorved datterkromosomerne adskilles til to nye, unikke celler. Takket være mitose er disse to nye celler genetisk identiske med hinanden og med deres oprindelige modercelle; de går nu ind i deres egne individuelle mellemfaser.

Miosiens stadier

Der er to primære meiosestadier, hvor celledelingen finder sted: meiose 1 og meiose 2. Begge primære stadier har hver især fire stadier. Meiose 1 har profase 1, metafase 1, anafase 1 og telofase 1, mens meiose 2 har profase 2, metafase 2, anafase 2 og telofase 2. Cytokinese spiller også en rolle i meiose; men ligesom i mitose er det en separat proces fra selve meiosen, og cytokinese viser sig på et andet tidspunkt i delingen.

Meiose I vs. Meiose II

For en mere detaljeret forklaring, se Meiose 1 vs. Meiose II

For en mere detaljeret forklaring, se Meiose 1 vs. Meiose 2.

I meiose 1 deler en kimcelle sig i to haploide celler (hvorved antallet af kromosomer halveres i processen), og hovedvægten ligger på udveksling af ens genetisk materiale (f.eks, et hårgen; se også genotype vs. fænotype). I meiose 2, som minder meget om mitose, deler de to diploide celler sig yderligere til fire haploide celler.

Faserne i meiose I

• Den første meiotiske fase er profasen 1. Som i mitose opløses kernemembranen, kromosomer udvikles fra kromatinet, og centrosomerne skubbes fra hinanden, hvorved spindelapparatet dannes. Homologe (ensartede) kromosomer fra begge forældre danner par og udveksler DNA i en proces, der kaldes crossing over. Dette resulterer i genetisk mangfoldighed. Disse parrede kromosomer – to fra hver forælder – kaldes tetrader.

• I metafase 1 hæfter nogle af spindelfibrene sig ved kromosomernes centromer. Fibrene trækker tetraderne ind i en lodret linje langs midten af cellen.

• I anafase 1 trækkes tetraderne fra hinanden, så halvdelen af parrene går til den ene side af cellen og den anden halvdel til den modsatte side. Det er vigtigt at forstå, at det er hele kromosomer, der flyttes i denne proces, ikke kromatider, som det er tilfældet i mitose.

• På et tidspunkt mellem slutningen af anafase 1 og udviklingen af telofase 1 begynder cytokinese, der deler cellen i to datterceller. I telofase 1 opløses spindelapparatet, og der udvikles kernemembraner omkring kromosomerne, der nu findes på modsatte sider af modercellen/den nye celle.

Faser i meiose II

• I profasen 2 dannes centrosomerne og skubbes fra hinanden i de to nye celler. Der udvikles et spindelapparat, og cellernes kernemembraner opløses.

• Spindelfibre forbinder sig med kromosomernes centromerer i metafase 2 og lægger kromosomerne på linje langs cellens ækvator.

• Under anafase 2 knækker kromosomernes centromerer, og spindelfibrene trækker kromatiderne fra hinanden. De to delte dele af cellerne er officielt kendt som “søsterkromosomer” på dette tidspunkt.

• Ligesom i telofase 1 hjælpes telofase 2 af cytokinese, som endnu en gang deler begge celler, hvilket resulterer i fire haploide celler kaldet gameter. Der udvikles kernemembraner i disse celler, som igen går ind i deres egne interfaser.

• Mitose – Encyclopædia Britannica
• Meiosis – Encyclopædia Britannica
• Mitose – Crash Course Biology – YouTube
• Meiosis – Crash Course Biology – YouTube
• How Cells Divide – PBS (Se også interaktiv Flash-animation)
• Cell Cycle and Mitosis Tutorial – Hartnell College Biology
• Cell Division, Mitosis, and Meiosis – Biology at the University of Illinois-Chicago
• Mitosis and Meiosis – The Biology Web
• The Self-made Beauty of the Centriole – Nautilus
• Wikipedia: Celledeling
• Wikipedia: Meiose
• Wikipedia: Mitose