Celler är livets grundläggande enheter, de minsta enheterna som utför alla väsentliga biologiska funktioner, från metabolism till reproduktion. Precis som flercelliga organismer följer en livscykel – födelse, tillväxt, reproduktion, åldrande, död – följer varje cell sin egen exakta sekvens av händelser, känd som cellcykeln .
Cellcykeln är uppdelad i två breda segment:interfas och M-fasen . Interfas upptar majoriteten av en cells livslängd och är ytterligare uppdelad i G1-, S- och G2-stadierna. Under G1 förstorar cellen och duplicerar organeller, men kromosomerna förblir okondenserade. I S-fasen sker DNA-replikation, vilket duplicerar alla 46 kromosomerna i mänskliga celler. G2 fungerar som en kvalitetskontrollpunkt, som säkerställer att DNA replikeras korrekt innan cellen fortsätter till delning. Vissa celler går in i ett vilande G0-tillstånd efter mitos, särskilt i vävnader med låg omsättning, såsom levern.
I slutet av G1 bekräftar en proteinmedierad G1-kontrollpunkt att cellen är redo att begå delning. En andra kontrollpunkt vid G2-stadiet verifierar att DNA-replikeringen har slutförts framgångsrikt. Om en cell går förbi G2 - direkt från S-fasen - är detta typiskt för snabbt prolifererande celler. Dessa kontrollpunkter är viktiga skyddsåtgärder som förhindrar spridning av skadat DNA.
Mitos är den eukaryota process som genererar två genetiskt identiska dotterceller från en ensamstående förälder. Det är en asexuell uppdelning som skiljer sig från meios, vilket minskar antalet kromosomer och introducerar genetisk mångfald. I de flesta djurceller varar mitos ungefär en timme, ett kort ögonblick i en cells livstid. Termen mitos kommer från grekiskan för "tråd", vilket återspeglar utseendet av kondenserade kromosomer under ett mikroskop. Mitos i sig involverar endast kärnan; den övergripande celldelningen kallas cytokinesis , medan kärndivisionen är känd som karyokinesis .
Klassiskt sett består mitos av fyra stadier:profas, metafas, anafas och telofas. Många läroböcker innehåller en femte, prometafas , som överbryggar profas och metafas. Nedan finns en kortfattad översikt över varje steg:
Under profas kondenserar kromatin till diskreta kromosomer. Centromeren blir en fästpunkt för kinetokoren, medan duplicerade centrosomer migrerar till motsatta poler och initierar den mitotiska spindeln. I de flesta högre eukaryoter bryts kärnhöljet enzymatiskt ned, men i vissa organismer förblir det intakt och sträcker sig helt enkelt.
Spindelmikrotubuli når ut till kinetokorer i en dynamisk "sök-och-fånga"-process. När den väl har fästs genereras spänningar, vilket justerar kromosomerna längs metafasplattan.
Alla kromosomer ligger i linje exakt på metafasplattan, vilket säkerställer att varje dottercell får en identisk uppsättning kromosomer. Mikrotubuli kan också sträcka sig till cellbarken som astrala mikrotubuli, som styr spindelns orientering.
Anaphase är uppdelad i två komponenter:AnaphaseA , där mikrotubuli förkortar och drar isär kromatider, och AnaphaseB , där spindelpolerna rör sig längre isär och förlänger cellen. En kontraktil aktinring bildas under plasmamembranet som förbereder cytokines.
Kromosomerna når de motsatta polerna, dekondenserar och kärnhöljena omformas runt varje uppsättning. Spindelapparaten demonteras och cytokinesen fullbordar processen, vilket ger två identiska dotterceller som är redo att gå in i G1 i sina egna cykler.
