Cellesyklus – kroppens rytme for vekst og deling
Hver celle i kroppen følger et nøye koordinert program for å vokse, kopiere sitt DNA og dele seg videre. Dette programmet kalles cellesyklus, og er helt sentralt for utvikling, vedlikehold og reparasjon av vev. Når du forstår hvordan cellene regulerer denne prosessen, får du også nøkkelen til å forstå både normal cellefunksjon og sykdomstilstander som kreft.
Vi deler cellesyklusen inn i flere faser, som hver har sine oppgaver og kontrollpunkter. Disse fasene sørger for at cellen er godt forberedt til neste steg – og at feil fanges opp og rettes før de får alvorlige konsekvenser.
Interfase – forberedelsens lange fase
Mesteparten av livet til en celle tilbringes i interfasen, en rolig, men travel periode der cellen vokser, kopierer DNA og gjør seg klar til å dele seg. Interfasen består av tre underfaser: G1-fase, S-fase og G2-fase.
G1-fase (Gap 1) – Cellevekst og opprydding etter deling
G1-fasen er cellens første vekstfase etter en celledeling.
Her begynner cellen å øke i størrelse igjen, samtidig som den starter produksjonen av proteiner og organeller.
Det er i denne fasen cellen bestemmer seg for om den skal forberede seg på en ny deling, eller gå inn i en mer permanent hvilefase (G0).
Dersom alt ligger til rette for videre vekst, går cellen videre til neste steg: DNA-kopiering.
S-fase (Syntesefasen) – Når DNAet dobles
I S-fasen skjer noe helt avgjørende: cellen kopierer sitt DNA.
Hver kromosomtråd dupliseres, slik at cellen etterpå har to identiske kopier av hvert kromosom – ett til hver dattercelle.
I tillegg replikeres centrosomene, strukturer som vil spille en viktig rolle i organiseringen av kromosomene under delingen. Selv om S-fasen er dedikert til DNA-syntese, fortsetter også cellevekst og proteinsyntese i bakgrunnen.
G2-fase (Gap 2) – Kontroll og siste finpuss
Nå nærmer celledelingen seg, og cellen går inn i sin siste vekstfase.
I G2-fasen produseres det fortsatt proteiner og organeller, men viktigst av alt: cellen foretar en kvalitetskontroll av DNAet som ble kopiert i S-fasen.
Har replikasjonen gått som den skal?
Er det feil som må rettes opp før celledelingen settes i gang?
Først når alt er klart, går cellen videre til M-fasen – selve delingsfasen.
Neste steg i cellesyklusen er M-fasen (mitose) og cytokinese, hvor selve fordelingen av DNA og delingen i to celler skjer – men dette kommer vi tilbake til senere. Først måtte cellen vokse, kopiere, og sjekke at alt var i orden. Og det var nettopp det interfasen sørget for.
Flowcytometri – et blikk inn i cellesyklusen
For å forstå hvordan celler beveger seg gjennom cellesyklusens ulike faser, trenger vi gode verktøy. Ett av de mest effektive er flowcytometri – en teknikk som gjør det mulig å analysere store mengder celler én og én, og samtidig måle deres DNA-innhold. Når celler farges med et DNA-bindende fluorescerende fargestoff (som propidiumjodid), kan mengden lys som emitteres ved laserpåvirkning gi oss et direkte mål på hvor mye DNA cellen inneholder.
Dette har stor betydning i cellebiologi og kreftforskning: Ved å analysere DNA-mengden, kan man fordele cellene i tre hovedgrupper – de som er i G1-fase (normal DNA-mengde), S-fase (DNA er i ferd med å bli kopiert), og G2/M-fase (doblet DNA-mengde). Slik kan man studere cellepopulasjonens syklusstatus, og undersøke hvordan ulike faktorer påvirker celledeling og vekst.
Karyotyping
Karyotyping er en cytogenetisk teknikk som brukes for å visualisere og analysere kromosomene i en celle. Her er en oversikt over karyotyping:
- Definisjon: En karyotype er en organisert profil av en organismes kromosomer, ordnet etter størrelse, form og antall.
Hvordan DNA pakkes
En vanlig menneskecelle inneholder rundt 2 meter DNA i hver kjerne – og dette må pakkes forsiktig sammen for å få plass inne i en struktur som er mindre enn én tidel av et sandkorn. Dette krever en imponerende grad av organisering og komprimering, spesielt når cellen skal dele seg og DNA må fordeles nøyaktig til to datterceller.
Hvorfor må DNA kondenseres?
Under celledeling må DNA være lett å flytte, men samtidig godt beskyttet mot skade. Kondensering, altså tett pakking av DNA, er derfor helt avgjørende:
- Den reduserer volumet av DNA slik at det får plass i kjernen.
- Den beskytter DNA-trådene mot sammenfiltring og brudd.
- Den sørger for at kromosomene kan separeres korrekt under mitose og meiose.
Mitose – hvordan én celle blir til to
Mitose er prosessen der en celle deler seg og gir opphav til to genetisk identiske datterceller. Dette er helt avgjørende for vekst, vevsreparasjon og vedlikehold i kroppen. For at celledelingen skal skje på en nøyaktig og koordinert måte, må både DNA og cellekomponenter fordeles korrekt.
Én av de viktigste strukturene i denne prosessen er sentrosomet – cellens organisasjonssenter for mikrotubuli.
Sentrosom-syklus – cellens «kommandosentral» under deling
Sentrosomet består av to små strukturer kalt sentrioler, som fungerer som forankringspunkt for spindelapparatet – et nettverk av mikrotubuli som trekker kromosomene fra hverandre under deling. Sentrosomene gjennomgår sin egen livssyklus, tett koordinert med cellesyklusens faser:
- I G1-fasen har cellen ett sentrosom, bestående av to sentrioler plassert i vinkel mot hverandre.
- Under S-fasen dupliseres sentrosomet. En ny sentriol dannes vinkelrett på hver av de opprinnelige.
- I G2-fasen modnes de to sentrosomene og gjør seg klare til å organisere spindelapparatet.
- Under mitosen beveger de to sentrosomene seg til hver sin cellepol og leder kromosomfordelingen. Hver dattercelle får til slutt ett sentrosom.
Mitosens faser
Mitose består av fem faser som sørger for at de kopierte kromosomene fordeles jevnt mellom dattercellene.
1. Profase – klargjøring
I denne fasen begynner kromatinet å kondensere, slik at det danner tydelige kromosomer.
Samtidig begynner sentrosomene å bevege seg mot cellens motsatte poler. Mikrotubuli skyter ut og danner starten på spindelapparatet, som senere skal dra kromosomene fra hverandre.
2. Prometafase – kontakt etableres
Kjernemembranen brytes ned, og spindeltrådene får tilgang til kromosomene.
Hver søsterkromatid har et område kalt kinetokor, og det er her mikrotubuli fester seg.
Kromosomene begynner nå å bevege seg i retning av cellemidten.
3. Metafase – alle på linje
Alle kromosomene er nå plassert i en perfekt linje i cellens midtplan, også kalt metafaseplaten.
Spindelapparatet er fullt utviklet og klart for det avgjørende øyeblikket: separasjonen av søsterkromatidene.
4. Anafase – kromosomene skilles
Når hvert søsterkromatid separeres fra sin tvilling, trekkes de i hver sin retning mot motsatte poler.
Dette skjer fordi spindeltrådene forkortes, og cellen begynner å strekke seg i lengderetningen.
5. Telofase – ny struktur dannes
Nå begynner kromosomene å dekondensere og blir igjen usynlige under mikroskopet.
Rundt hvert kromosomsett dannes det en ny kjernemembran, og spindelapparatet brytes ned. Samtidig samler det seg aktin og myosin midt i cellen – klart for siste steg.
Cytokinese – når én celle blir til to
Cytokinese er selve delingen av cytoplasma. En kontraktil ring av aktin og myosin strammer til rundt cellens midtparti. Dette skaper en innsnøring, som blir dypere og dypere, helt til cellen fysisk deles i to. Hver dattercelle får sitt eget sett med organeller, DNA og ett sentrosom – og er nå klar til å gå inn i sin egen cellesyklus.
Mikrotubuli: Cellens trekktråder
Mikrotubuli er sylindriske proteinfibre som dannes fra sentrosomene. De er selve «tauene» som cellen bruker for å trekke søsterkromatidene mot hver sin ende under celledeling. Mikrotubuli organiseres i tre hovedtyper, hver med spesialisert funksjon:
- Astrale mikrotubuli strekker seg ut mot cellemembranen og bidrar til å forankre sentrosomene. De hjelper til med å posisjonere spindelapparatet riktig i cellen.
- Kinetokor-mikrotubuli fester seg direkte til kromosomene via en struktur kalt kinetokor, som ligger på centromeren – området som holder søsterkromatidene sammen. Når disse mikrotubuliene forkortes, trekker de kromatidene mot motsatte poler.
- Interpolare mikrotubuli strekker seg fra ett sentrosom mot det andre og overlapper i midten av cellen. De hjelper med å dytte polene fra hverandre og forlenge cellen under deling.
Motorproteiner: De vandrende maskinene
Langs mikrotubuliene beveger spesialiserte motorproteiner seg – blant annet kinesin og dynein. Disse proteinene bruker energi fra ATP for å «gå» langs mikrotubuli. Noen transporterer last, som kromosomer, mens andre hjelper til med å regulere lengden på mikrotubuliene ved å forkorte eller forlenge dem. Disse proteinene er avgjørende for den presise forflytningen av kromosomer under mitose.
Kromosomfordeling i praksis
I anafasen av mitosen begynner kinetokor-mikrotubuliene å forkortes. Dette drar søsterkromatidene fra hverandre og mot hver sin cellepol. Interpolare mikrotubuli fortsetter samtidig å presse polene fra hverandre, slik at cellen strekker seg ut og blir klar til å deles. Til slutt sørger cytokinesen for at de to dattercellene separeres fullstendig.
📚 Anki-kort
Obs, tomt! Kommer etterhvert <3
📝 Eksamensoppgaver
Obs, tomt! Kommer etterhvert <3
👨⚕️ Klinisk case
Obs, tomt! Kommer etterhvert <3