Av Kevin Beck – Uppdaterad 30 augusti 2022

Celler är de grundläggande enheterna i alla levande organismer, var och en hyser specialiserade strukturer som utför väsentliga funktioner, ungefär som organ i en kropp. Precis som människor går igenom olika livsstadier – spädbarn, barndom, tonåren, vuxen ålder och ålderdom – följer celler en definierad livscykel med smidiga övergångsfaser.

Prokaryoter (bakterier och Archaea) är encelliga organismer som saknar en strukturerad cellcykel; de växer helt enkelt och delar sig genom binär fission. Däremot genomgår eukaryota organismer – djur, svampar och växter – en reglerad serie av cellcykelfaser.

Kärnfaser i cellcykeln

I hjärtat av cellulärt liv är reproduktion:varje cell duplicerar sig själv så att organismen kan växa, reparera vävnad och i slutändan producera avkomma. Cellcykeln är traditionellt indelad i två huvudstadier:interfas , under vilken cellen förbereder sig för delning, och mitos (M-fasen), där det genetiska materialet är uppdelat i två dotterkärnor.

Översikt över cellcykeln

Under interfas förstoras en cell, syntetiserar proteiner och organeller och replikerar dess DNA. När genomet har duplicerats utför cellen kvalitetskontroller innan den går in i mitos, där de duplicerade kromosomerna segregeras och cellen delas i två genetiskt identiska dotterceller. Cykeln startar sedan om.

Även om varaktigheten av interfas varierar mycket mellan celltyper och fysiologiska tillstånd, är mitos generellt kort i jämförelse.

Interfas:G1, S och G2

Interfas består av tre underfaser:

• G1 (Gap 1) – Cellen växer, syntetiserar proteiner och producerar ATP, vilket förbereder maskineriet för DNA-syntes.
• S (syntes) – DNA-replikation inträffar; kromosomerna kopplar av och exponerar DNA för replikationsenzymer, vilket resulterar i systerkromatider förenade vid centromeren.
• G2 (Gap 2) – Cellen fortsätter att växa, sätter ihop komponenter för mitos och genomför en sista integritetskontroll av det replikerade DNA:t.

Efter G2 övergår cellen till M-fasen.

Kromosomer och kromatin

Kromosomer är komprimerade strängar av kromatin, bestående av DNA lindat runt histonproteiner. Denna täta förpackning gör att varje cell kan lagra en fullständig kopia av organismens genom. Människor har 46 kromosomer—23 från varje förälder—arrangerade i 22 homologa par och ett könskromosompar (XX eller XY).

M-fas (mitos) och cytokines

Mitos är indelad i fem olika stadier:

1. Prophase – Kromosomer kondenserar; den mitotiska spindeln bildas från centrosomer; kärnvapenhöljet demonteras.
2. Prometafas – Spindelmikrotubuli fäster vid kinetokorer; kromosomer migrerar mot metafasplattan.
3. Metafas – Kromosomerna ligger i linje med cellens ekvatorialplan (metafasplatta).
4. Anafas – Systerkromatider separeras och dras till motsatta poler av spindelfibrer.
5. Telofas – Kärnhöljen omformas runt varje uppsättning kromosomer; kromosomerna dekondenserar till sitt interfas-tillstånd.

Omedelbart efter telofas är cytokinesis , den fysiska uppdelningen av cytoplasman, vilket resulterar i två dotterceller, var och en med en komplett uppsättning kromosomer.

Den kombinerade M-fasen och cytokinesen speglar binär fission i prokaryoter, men med en kärna och en mer komplex spindelapparat.