Mitos och meios

Skillnader i syfte

Och även om båda typerna av celldelning förekommer hos många djur, växter och svampar, är mitos vanligare än meios och har en större variation av funktioner. Mitosen är inte bara ansvarig för asexuell reproduktion i encelliga organismer, utan är också det som möjliggör celltillväxt och reparation i flercelliga organismer, t.ex. människor. Vid mitos gör en cell en exakt klon av sig själv. Det är denna process som ligger bakom att barn växer till vuxna, att sår och blåmärken läker och till och med att hud, lemmar och bihang växer igen hos djur som geckos och ödlor.

Meios är en mer specifik typ av celldelning (särskilt av könsceller) som resulterar i könsceller, antingen ägg eller spermier, som innehåller hälften av kromosomerna som finns i en föräldracell. Till skillnad från mitos med sina många funktioner har meiosen ett smalt men betydelsefullt syfte: att bistå den sexuella reproduktionen. Det är den process som gör det möjligt för barn att vara besläktade men ändå olika från sina två föräldrar.

Meios och genetisk mångfald

Sexuell reproduktion använder sig av meiosen för att öka den genetiska mångfalden. Avkommor som skapas genom asexuell reproduktion (mitos) är genetiskt identiska med sin förälder, men de könsceller som skapas under meiosen skiljer sig från föräldracellerna. Vissa mutationer förekommer ofta under meiosen. Vidare har könscellerna endast en uppsättning kromosomer, så det krävs två könsceller för att skapa en komplett uppsättning genetiskt material för avkomman. Avkomman kan därför ärva gener från båda föräldrarna och båda uppsättningarna mor- och farföräldrar.

Den genetiska mångfalden gör en population mer motståndskraftig och anpassningsbar till miljön, vilket ökar chanserna till överlevnad och evolution på lång sikt.

Mitos som reproduktionsform för encelliga organismer uppstod i samband med livet självt, för cirka 3,8 miljarder år sedan. Meiosen tros ha dykt upp för cirka 1,4 miljarder år sedan.

Mitos och meiosens stadier

Celler tillbringar cirka 90 procent av sin existens i ett stadium som kallas interfas. Eftersom celler fungerar mer effektivt och tillförlitligt när de är små utför de flesta celler regelbundna metaboliska uppgifter, delar sig eller dör, snarare än att helt enkelt växa sig större i interfasen. Celler ”förbereder” sig för delning genom att replikera DNA och duplicera proteinbaserade centrioler. När celldelningen börjar går cellerna in i antingen mitotisk eller meiotisk fas.

I mitos är slutprodukten två celler: den ursprungliga modercellen och en ny, genetiskt identisk dottercell. Meiosen är mer komplex och genomgår ytterligare faser för att skapa fyra genetiskt olika haploida celler som sedan har potential att kombinera sig och bilda en ny, genetiskt olika diploid avkomma.

Mitosens faser

Det finns fyra mitosfaser: profas, metafas, anafas och telofas. Växtceller har ytterligare en fas, preprofas, som inträffar före profas.

• Under den mitotiska profasen löses kärnmembranet (ibland kallat ”kuvertet”) upp. Interfasens kromatin rullar sig tätt ihop och kondenseras tills det blir kromosomer. Dessa kromosomer består av två genetiskt identiska systerkromatider som är sammanfogade av en centromer. Centrosomerna rör sig bort från kärnan i motsatt riktning och lämnar kvar en spindelapparat.

• I metafas hjälper motorproteiner som finns på vardera sidan av kromosomernas centromerer till att flytta kromosomerna i enlighet med dragningen från de motsatta centrosomerna, vilket så småningom placerar dem i en vertikal linje nedåt mitten av cellen; detta kallas ibland för metafasplattan eller spindelekvatorn.

• Spindelfibrerna börjar förkorta sig under anafas och drar systerkromatiderna isär vid deras centromer. Dessa delade kromosomer dras mot centrosomerna som finns i motsatta ändar av cellen, vilket gör att många av kromatiderna kortvarigt ser V-formade ut. De två delade delarna av cellen kallas officiellt för ”dotterkromosomer” vid denna punkt i cellcykeln.

• Telofasen är den sista fasen av mitotisk celldelning. Under telofasen fäster dotterkromosomerna vid sina respektive ändar av modercellen. Tidigare faser upprepas, bara i omvänd riktning. Spindelapparaten löses upp och kärnmembran bildas runt de separerade dotterkromosomerna. Inom dessa nybildade kärnor avvecklas kromosomerna och återgår till ett kromatintillstånd.

• En sista process – cytokinesis – krävs för att dotterkromosomerna ska bli dotterceller. Cytokinesis är inte en del av celldelningsprocessen, men den markerar slutet på cellcykeln och är den process genom vilken dotterkromosomerna separeras till två nya, unika celler. Tack vare mitos är dessa två nya celler genetiskt identiska med varandra och med den ursprungliga föräldracellen; de går nu in i sina egna individuella interfaser.

Meiosens stadier

Det finns två primära meiosstadier där celldelningen sker: meios 1 och meios 2. Båda primärstadierna har fyra egna stadier. Meios 1 har profas 1, metafas 1, anafas 1 och telofas 1, medan meios 2 har profas 2, metafas 2, anafas 2 och telofas 2. Cytokinesis spelar också en roll i meiosen, men precis som i mitos är det en separat process från själva meiosen, och cytokinesis visar sig vid en annan punkt i delningen.

Meios I vs Meios II

För en mer detaljerad förklaring se Meios 1 vs Meios II

För en mer detaljerad förklaring se Meios 1 vs Meios II

För en mer detaljerad förklaring se Meios 1 vs Meios II. Meiosis 2.

I meiosis 1 delar sig en könscell i två haploida celler (vilket halverar antalet kromosomer i processen), och huvudfokus ligger på utbytet av liknande genetiskt material (t.ex, en hårgen; se även genotyp vs fenotyp). I meios 2, som är ganska lik mitos, delar sig de två diploida cellerna ytterligare till fyra haploida celler.

Faserna i meios I

• Den första meiotiska fasen är profas 1. Precis som i mitos löses kärnmembranet upp, kromosomerna utvecklas från kromatinet och centrosomerna skjuts isär och skapar spindelapparaten. Homologa (liknande) kromosomer från båda föräldrarna paras ihop och utbyter DNA i en process som kallas crossing over. Detta resulterar i genetisk mångfald. Dessa parade kromosomer – två från varje förälder – kallas tetrader.

• I metafas 1 fäster några av spindelfibrerna vid kromosomernas centromer. Fibrerna drar tetraderna till en vertikal linje längs cellens mitt.

• I anafas 1 dras tetraderna isär från varandra, där hälften av paren går till den ena sidan av cellen och den andra hälften går till den motsatta sidan. Det är viktigt att förstå att hela kromosomer flyttas i denna process, inte kromatider, vilket är fallet i mitos.

• Någon gång mellan slutet av anafas 1 och utvecklingen av telofas 1 börjar cytokinesis dela cellen i två dotterceller. I telofas 1 upplöses spindelapparaten och kärnmembran utvecklas runt kromosomerna som nu finns på motsatta sidor av modercellen/den nya cellen.

Faserna i meios II

• I profas 2 bildas centrosomer och skjuts isär i de två nya cellerna. En spindelapparat utvecklas och cellernas kärnmembran löses upp.

• Spindelfibrer ansluter sig till kromosomernas centromerer i metafas 2 och radar upp kromosomerna längs cellens ekvator.

• Under anafas 2 bryts kromosomernas centromerer och spindelfibrerna drar isär kromatiderna. De två delade delarna av cellerna kallas officiellt för ”systerkromosomer” vid denna tidpunkt.

• Precis som i telofas 1 får telofas 2 hjälp av cytokinesis, som delar båda cellerna ännu en gång, vilket resulterar i fyra haploida celler som kallas könsceller. Kärnmembran utvecklas i dessa celler, som återigen går in i sina egna interfaser.

• Mitos – Encyclopædia Britannica
• Meiosis – Encyclopædia Britannica
• Mitosis – Crash Course Biology – YouTube
• Meiosis – Crash Course Biology – YouTube
• How Cells Divide – PBS (Se även 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: Celldelning
• Wikipedia: Meios
• Wikipedia: Mitos