Celledeling – mitose og meiose, fase for fase

Cellesyklusen

Selve delingen er den korteste delen av syklusen. Det meste av tiden bruker cellen på å vokse og kopiere arvestoffet.

Cellesyklusen deles i interfase og M-fase. Interfasen utgjør det aller meste av tiden.

Interfasen har tre deler

• G1 – cellen vokser og produserer proteiner. Her avgjøres det om cellen i det hele tatt skal dele seg.
• S – DNA kopieres. Etter S-fasen består hvert kromosom av to identiske kromatider, holdt sammen i sentromeren.
• G2 – cellen vokser videre og kontrollerer at kopieringen ble riktig.

Deretter kommer M-fasen: selve delingen av kjernen, etterfulgt av cytokinesen, der cellen snører seg av i to.

Kontrollpunkter

Ved overgangene sitter kontrollpunkter som stanser syklusen hvis noe er galt – skadet DNA, ufullstendig kopiering, feil festede kromosomer. Cellen kan reparere feilen, eller sette i gang programmert celledød.

Svikter denne kontrollen, kan celler dele seg ukontrollert. Det er en av mekanismene bak kreft, og en god kobling å nevne i en besvarelse.

Begrepet folk snubler i

Et kromosom med to kromatider er fortsatt ett kromosom. Kopieringen i S-fasen dobler ikke kromosomtallet – den dobler mengden DNA per kromosom.

Et menneske har 46 kromosomer før S-fasen og 46 etter. Forskjellen er at hvert av dem nå består av to identiske kromatider. Dette misforstås i svært mange besvarelser.

Mitosen fase for fase

Målet er to identiske celler. Alt som skjer, tjener det ene formålet: å fordele kromatidene helt likt.

Profase: Kromosomene blir synlige

Arvestoffet pakkes tett sammen slik at kromosomene blir synlige i mikroskop. Kjernemembranen løses opp, og spindeltrådene begynner å dannes fra hver sin pol i cellen.

Metafase: Oppstilling på midten

Kromosomene stiller seg opp på en linje midt i cellen, ekvatorialplanet. Spindeltrådene fester seg til sentromeren på hvert kromosom, én tråd fra hver pol.

Anafase: Kromatidene skilles

Sentromeren deles, og spindeltrådene trekker de to kromatidene fra hverandre til hver sin pol. Fra dette øyeblikket regnes hver kromatid som et selvstendig kromosom.

Telofase: To nye kjerner

Kromosomene når polene og pakkes ut igjen. Ny kjernemembran dannes rundt hvert sett. Deretter deler cytoplasmaet seg i cytokinesen, og resultatet er to celler.

Huskeregel

P–M–A–T: Profase, Metafase, Anafase, Telofase. Mange husker det som «Pling – Midt – Adskilles – To».

Hvorfor kroppen trenger mitose

• Vekst – fra én befruktet eggcelle til en hel organisme.
• Vedlikehold – hudceller, blodceller og tarmceller skiftes ut kontinuerlig.
• Reparasjon – sårheling og gjenoppbygging av vev.
• Ukjønnet formering – hos mange encellede organismer og planter.

Meiosen – to delinger etter hverandre

DNA kopieres bare én gang, men cellen deler seg to ganger. Derfor havner kromosomtallet på halvparten.

Meiose I – de homologe kromosomene skilles

Dette er delingen som gjør meiosen spesiell. I profase I legger de homologe kromosomene seg parvis inntil hverandre – ett fra mor, ett fra far. Mens de ligger slik, kan de bytte biter med hverandre. Dette kalles kryssing eller overkrysning.

I metafase I stiller parene seg opp på midten, og her skjer noe avgjørende: hvilket av kromosomene i hvert par som vender mot hvilken pol, er tilfeldig og uavhengig for hvert par. Dette kalles uavhengig fordeling.

I anafase I trekkes hele kromosomer – ikke kromatider – til hver sin pol. Etter meiose I har hver celle halvparten så mange kromosomer, men hvert av dem har fortsatt to kromatider.

Meiose II – kromatidene skilles

Denne delingen ligner en vanlig mitose, men uten ny DNA-kopiering først. Kromatidene skilles fra hverandre, og resultatet er fire celler med enkelt kromosomsett.

Hvorfor halveringen er nødvendig

Ved befruktning smelter to kjønnsceller sammen. Var begge på 46 kromosomer, ville avkommet fått 92 – og neste generasjon 184. Halveringen holder kromosomtallet stabilt gjennom generasjonene.

Tre kilder til variasjon

• Kryssing i profase I: homologe kromosomer bytter biter, så hvert kromosom blir en blanding av mors og fars arvestoff.
• Uavhengig fordeling i metafase I: hvert par orienterer seg tilfeldig. Hos mennesket gir det over åtte millioner mulige kombinasjoner.
• Tilfeldig befruktning: hvilken sædcelle som møter hvilken eggcelle er tilfeldig.
• Til sammen er dette grunnen til at søsken er forskjellige – og råstoffet naturlig utvalg virker på.

Mitose mot meiose

Denne tabellen er den vanligste eksamensoppgaven på temaet. Kan du fylle den ut fra hukommelsen?

• Antall delinger – Én. To, etter hverandre.
• Antall datterceller – To. Fire.
• Kromosomtall – Uendret. 2n blir 2n. Halveres. 2n blir n.
• Genetisk resultat – Identiske med morcellen. Alle fire er genetisk ulike.
• Kryssing – Nei. Ja, i profase I.
• Hvor skjer det – I kroppsceller, over hele kroppen. Kun i kjønnsorganene.
• Funksjon – Vekst, vedlikehold og reparasjon. Danne kjønnsceller og skape variasjon.
• Homologe par – Legger seg aldri sammen. Legger seg parvis i profase I.

Huskeregel for hvilken som er hvilken

Mitose = M for Mangfoldiggjøring. Du får kopier. Meiose = M for Minske. Kromosomtallet halveres.

En annen: mitose gir to like, meiose gir fire ulike. Husker du tallene 2 og 4, husker du også resten.

Fem spørsmål før prøven

Hva skjer med kromosomtallet i S-fasen? Det er uendret – hvert kromosom får to kromatider. DNA-mengden dobles, men antall kromosomer er det samme. Et kromosom med to kromatider er fortsatt ett kromosom.

I hvilken fase skilles kromatidene i mitosen? Anafase. I anafasen deles sentromeren og spindeltrådene trekker kromatidene til hver sin pol.

Hvorfor må kromosomtallet halveres i meiosen? For at kromosomtallet skal holde seg stabilt gjennom generasjonene. To kjønnsceller smelter sammen ved befruktning. Uten halvering ville tallet doblet seg for hver generasjon.

Hva er kryssing? At homologe kromosomer bytter biter med hverandre i profase I. Kryssing skjer mens de homologe kromosomene ligger parvis, og gjør hvert kromosom til en blanding av mors og fars arvestoff.

Hvor mange celler er resultatet av én meiose? Fire genetisk ulike. To delinger gir fire celler, og kryssing og uavhengig fordeling gjør at alle fire er genetisk forskjellige.

Slik svarer du godt

Celledeling kommer nesten alltid, oftest som sammenligning eller som forklaring av én fase.

Fem grep som løfter besvarelsen

• Bruk fagbegrepene presist: kromosom, kromatid, sentromer, homolog, spindeltråd.
• Skill tydelig mellom hva som skjer med kromosomtallet og hva som skjer med DNA-mengden.
• Forklar hvorfor meiosen halverer – koblingen til befruktning er selve begrunnelsen.
• Nevn alle tre kildene til variasjon når meiosen kommer opp.
• Tegn gjerne. En enkel skisse av metafase I mot metafase II viser forskjellen raskere enn en lang forklaring.

Vanlige feil

Å skrive at kromosomtallet dobles i S-fasen. Det er DNA-mengden som dobles.

Å blande sammen anafase I og anafase II. I anafase I skilles hele kromosomer, i anafase II skilles kromatidene.

Å tro at meiose II innledes med ny DNA-kopiering. Det gjør den ikke – og det er nettopp derfor kromosomtallet ender på halvparten.

Setning du kan bruke

«Fordi DNA kopieres bare én gang, men cellen deler seg to ganger, ender hver av de fire dattercellene med halvparten så mange kromosomer som morcellen. Kryssing i profase I og uavhengig fordeling i metafase I gjør i tillegg at ingen av dem er genetisk like.»