Metafas är den tredje av de fem faserna av biologisk celldelning, eller mer specifikt, uppdelningen av vad som finns i cellens kärna. I de flesta fall är denna uppdelning mitos, som är det medel genom vilket levande celler duplicerar deras genetiska material (DNA eller deoxyribonukleinsyra, i allt liv på jorden) och delas upp i två identiska dotterceller. De andra faserna är i ordning profas, prometafas (denna del utelämnas från många källor), anafas och telofas. Mitos är i sin tur en del av den totala celllivscykeln, varav de flesta tillbringas i intervall. Metafas kan bäst uppfattas som ett steg där elementen i den snart delade cellen ordnar sig till en snygg formation, som en liten militär platon.

De flesta celler i kroppen är somatiska celler, vilket betyder att de inte spelar en roll i reproduktionen. Nästan alla dessa celler genomgår mitos, vilket tillhandahåller nya celler för tillväxt, vävnadsreparation och andra dagliga behov. Å andra sidan uppstår gameter, även kallade groddceller, från en process med celldelning som kallas meios, som är uppdelad i meios I och meios II. Var och en av dessa inkluderar i sin tur sitt eget metafas, lämpligt benämnt metafas I och metafas II. (Tips: När du ser någon av faserna för celldelning följt av ett nummer, beskriver din källa meios snarare än mitos.)
DNA och grunden för genetik

Innan du diskuterar detaljerna om en viss steg i uppdelningen av en cells genetiska material, är det användbart att gå tillbaka och granska vad som sker inuti celler för att till och med nå denna punkt.

DNA är en av två nukleinsyror, den andra är ribonukleinsyra (RNA) ). Även om DNA kan betraktas som det mer grundläggande av de två, används DNA som mallen för framställning av RNA. Å andra sidan är RNA mer mångsidig och finns i ett antal undertyper. Nukleinsyror består av långa monomerer (upprepade element som är identiska i strukturen) av nukleotider, som var och en innehåller tre element: ett femkolsocker i ringform, en fosfatgrupp och en kväverik bas.

Dessa nukleinsyror syror skiljer sig på tre viktiga sätt: DNA är dubbelsträngat, medan RNA är enkelsträngat; DNA innehåller sockerdeoxiribos, medan RNA innehåller ribos; och medan varje DNA-nukleotid har sin kvävebas antingen adenin (A), cytosin (C), guanin (G) eller tymin (T), i RNA, tar uracil (U) platsen för tymin. Det är denna variation i baserna mellan nukleotider som producerar skillnaderna mellan individer och också vad som tillåter den genetiska "koden" som används av alla organismer. Varje tre-nukleotidbassekvens har koden för en av 20 aminosyror, och aminosyror samlas någon annanstans i cellen till proteiner. Varje DNA-remsa som innehåller all den kod som behövs för en enda unik proteinprodukt kallas en gen.
Översikt över kromosomer och kromatin.

DNA i celler finns i form av kromatin, som är en lång , linjär substans som består av ungefär en tredjedel DNA och två tredjedelar proteinmolekyler som kallas histoner. Dessa proteiner tjänar den vitala funktionen av att tvinga DNA att spole och vrida sig i sig själv i en så anmärkningsvärd utsträckning att en enda kopia av allt ditt DNA i varje cell, som skulle nå 2 meter i längd om det sträcker sig ände till slut, kan pressas i ett utrymme som bara är en eller två miltedelar av en meter bred. Histoner finns som oktamerer, eller grupper om åtta underenheter. DNA slingrar sig runt varje histonoktamer på samma sätt som trådomslagning runt en spole ungefär två gånger. Under ett mikroskop ger detta kromatin ett beady utseende, med "naken" DNA alternerande med DNA som omsluter histonkärnor. Varje histon och DNA runt det utgör en struktur som kallas en nukleosom.

Kromosomer är inget annat än distinkta kromatinbitar. Människor har 23 olika kromosomer, 22 som är numrerade och en som är en könskromosom, antingen X eller Y. Varje somatisk cell i din kropp innehåller ett par av varje kromosom, en från din mor och en från din far. Parade kromosomer (t.ex. kromosom 8 från din mor och kromosom 8 från din far) kallas homologa kromosomer eller homologer. Dessa ser väldigt identiska ut under ett mikroskop, men skiljer sig mycket i fråga om deras nukleotidsekvenser.

När kromosomer replikerar, eller gör kopior av sig själva som förberedelse för mitos, förblir mallkromosomen kopplad till den nya kromosomen vid en punkt kallas en centromere. De två identiska sammanfogade kromosomerna kallas kromatider. Kromosomer är vanligtvis asymmetriska längs sin långa axel, vilket betyder att det finns mer material på ena sidan av centromeren än på den andra. De kortare segmenten av varje kromatid kallas p-armar, medan det längre paret kallas q-armar.
Cellcykeln och celldelningen

Prokaryoter, de flesta är bakterier, replikerar sina celler via en process som kallas binär klyvning, som liknar mitos men är betydligt enklare på grund av den mindre komplexa strukturen hos bakteriell DNA och celler. Alla eukaryoter å andra sidan - växter, djur och svampar - genomgår både mitos och meios.

En nytillverkad eukaryot cell inleder en livscykel som innehåller följande faser: G _{1 (första gapfasen ), S (syntetisk fas), G <2> (andra gapfasen) och mitos. I G 1 gör cellen duplikat av alla komponenter i cellen med undantag av kromosomerna. I S, som tar cirka 10 till 12 timmar och konsumerar ungefär hälften av livscykeln hos däggdjur, replikeras alla kromosomerna och bildar systerkromatiderna såsom beskrivits ovan. I G <2> kontrollerar cellen väsentligen sitt arbete och skannar sitt DNA efter fel som härrör från replikering. Cellen går sedan in i mitos. Det är uppenbart att varje cells huvudfunktion är att kopiera exakta kopior av sig självt, särskilt genetiskt material, och detta rör hela organismen mot både överlevnadsunderhåll och reproduktion.}

När kromosomer inte aktivt delar sig, existerar de som lossna former av sig själva, blir diffusa, snarare som små hårbollar. Först i början av mitos kondenseras de till de former som är bekanta för alla som såg på ett mikrografi av det inre av en cellkärna taget under celldelningen.
Sammanfattning av mitos -

The G _{1, S och G 2-faser benämnes kollektivt intervall. Resten av cellcykeln handlar om celldelning - mitos i somatiska celler, meios i de specialiserade cellerna i gonader. Stadierna med mitos och meios kallas kollektivt M-fasen, vilket potentiellt kan införa förvirring.}

I vilket fall som helst, i den profasiska delen av mitos, som är den längsta av de fem mitotiska stadierna, sönderdelas kärnhöljet och kärnan i kärnan försvinner. En struktur som kallas centrosomen delar sig, och de två resulterande centrosomerna rör sig till motsatta sidor av cellen, i en linje vinkelrätt mot den längs vilken kärnan och cellen snart delar sig. Centrosomerna sträcker sig proteinstrukturer som kallas mikrotubuli mot kromosomerna som har kondenserat och ligger i linje nära mitten av cellen; dessa mikrotubulor bildar tillsammans den mitotiska spindeln.

I prometafas raderas kromosomerna genom sina centromerer längs delningslinjen, även kallad metafasplattan. Mikrotubulusspindelfibrerna ansluter till centromererna på en plats som kallas kinetokore.

Efter korrekt metafas (diskuteras i detalj kort) är anafas. Detta är den kortaste fasen, och i den dras systerkromatiderna isär av spindelfibrerna vid deras centromerer och dras mot de motsatt placerade centrosomerna. Detta resulterar i bildandet av dotterkromosomer. Dessa kan inte skiljas från systerkromatider bortsett från att inte längre förenas av centromeren.

Slutligen, i telofas, bildas ett kärnmembran runt var och en av de två nya DNA-aggregeringarna (som, kom ihåg, består av 46 ensamma dotter kromosomer per bildande cell). Detta slutför nukleär uppdelning, och själva cellen delar sig sedan i en process som kallas cytokinesis.
Sammanfattning av Meios -

Meios hos människor förekommer i specialiserade celler i testiklarna hos män och äggstockarna hos kvinnor. Medan mitos skapar celler som är identiska med originalet för att ersätta döda celler eller bidra till tillväxten av hela organismen, genererar meios celler som kallas gameter som är utformade för att smälta samman med könsdelar från motsatt kön för att skapa avkommor. Denna process kallas befruktning.

Meios är uppdelad i meios I och meios II. Liksom mitos föregås uppkomsten av meiose I av alla 46 av cellens kromosomer som replikeras. Vid meios, emellertid, efter att kärnmembranet har lösts upp i profas, kopplas de homologa kromosomerna, sida vid sida, med homologen härledd från organismens far på ena sidan av metafasplattan och den från modern på den andra. Det är viktigt att detta sortiment om metafasplattan förekommer oberoende - det vill säga, 7 manliga levererade homologer kan avvecklas på ena sidan och 16 kvinnliga levererade homologer på den andra, eller någon annan kombination av siffror som lägger upp till 23. Dessutom kan armarna hos homologerna nu i kontaktmaterial. Dessa två processer, oberoende sortiment och rekombination, säkerställer mångfald i avkommor och därmed i arten som helhet.

När cellen delar sig har varje dottercell en replikerad kopia av alla 23 kromosomerna, snarare än dotterkromosomerna. skapad i mitos. Meios Jag innebär alltså inte att dra kromosomer isär vid sina centromerer; alla 46 centromerer förblir intakt vid början av meios II.

Meiosis II är i huvudsak en mitotisk uppdelning, eftersom var och en av dottercellerna från meios jag delar upp på ett sätt som ser systerkromatider migrera till motsatta sidor av cellen . Resultatet av båda delarna av meios är fyra dotterceller i två olika identiska par, var och en med 23 enskilda kromosomer. Detta möjliggör bevarande av "magin" nummer 46 när manliga gameter och kvinnliga gameter säkras.
Metafas i mitos.

Vid början av metafas i mitos är de 46 kromosomerna mer eller mindre uppställda med varandra, med deras centromerer som bildar en ganska rak linje från toppen av cellen till botten (med positionerna för centrosomerna till vänster och höger sida). "Mer eller mindre" och "rättvist" är dock inte tillräckligt exakta för symfonin för biologisk celldelning. Endast om linjen genom centromererna är exakt rak kommer kromosomerna att delas upp exakt i två identiska uppsättningar och därigenom skapa identiska kärnor. Detta åstadkommes genom att motverka mikrotubuli från spindelapparaten som spelar en slags dragkamp, tills var och en applicerar tillräcklig spänning för att hålla på plats den specifika kromosomen som varje mikrotubul hanterar. Detta händer inte för alla 46 kromosomer på en gång; de som fixas tidigt svängs något runt sina centromerer tills den sista faller i linje och sätter tabellen för anafas.
Metafas I och II i Meios |

I metafas I i meios, skiljer linjen mellan parade homologa kromosomer, inte genom dem. I slutet av metafas kan emellertid två andra raka linjer visualiseras, den ena passerar genom de 23 centromererna på ena sidan av metafasplattan och en som passerar genom de 23 centromererna på den andra.

Metafas II liknar metafas av mitos, förutom att varje deltagande cell har 23 kromosomer med icke-identiska kromatider (tack vare rekombination) snarare än 46 med identiska kromatider. Efter att dessa icke-identiska kromatider är ordentligt uppställda följer anafas II för att dra dem till motsatta ändar av dotterkärnorna.