Seldeling

Mitose - Metafase

Die materiaal in 'n moedersel word tydens mitose in ongeveer twee gelykmatige dele verdeel om twee nuwe selle te vorm. Dit is dus belangrik dat die noodsaaklike organelle in tweevoud in die selle aanwesig moet wees voordat dit deel. Veral die kernmateriaal is noodsaaklik en dit moet eers in twee deel voordat twee nuwe selle kan ontstaan. Die hele delingsproses kan met 'n ligmikroskoop waargeneem en hiervolgens in verskillende stadia verdeel word.

Die tydperk tussen twee opeenvolgende seldelings word interfase genoem en kan van enkele ure tot etlike jare duur. Gedurende hierdie fase is die kern 'n korrelagtige struktuur met 'n duidelike kernmembraan. Op grond van die prosesse in die kern kan interfase verdeel word in drie fases, die G1-, S- en G2-fase, waartydens die normale kernaktiwiteite (b-RNS-sintese, DNS-replisering en voorbereiding vir die volgende deling) geskied. Al die DNS- en geassosieerde proteïene word presies gerepliseer, sodat die sel aan die begin van seldeling twee identiese stelle genetiese materiaal het.

Aan die einde van interfase begin die kerninhoud stelselmatig kondenseer, totdat individuele chromosome sigbaar is. Hierdie stadium word profase genoem. Die selvorm word ronder en die chromosoomstruktuur word nog kompakter. 'n Chromosoom bestaan nou uit twee lineêre strukture, die chromatiede, wat deur 'n aantal DNS-drade, die sentromeer, aan mekaar gebind is. Die twee onderdele van die sentriool in die sitoplasma skei en beweeg na twee opponerende kante van die sel, wat nou die pole genoem word.

'n Aantal mikrotubuli begin van elke pool ontwikkel en strek mettertyd van pool tot pool. Die sentriole in dierselle speel vermoedelik 'n rol by die organisasie van die mikrotubuli, maar dit is nie bekend hoe die organisasie in plantselle geskied nie, want die selle het nie sentriole nie. Die netwerk van mikrotubuli word die spoelfiguur of die akromatiese netwerk genoem en die individuele draadjies is die spoeldrade. Uiteindelik is die kern geheel en al deur spoeldrade omring en nou kan die volgende fase begin.

Die kernmembraan begin tydens prometafase opbreek. Dit is nie bekend wat met die kernmembraan gebeur nie, maar naby die kernmembraan se ou posisie is al ʼn aantal vesikels (klein membraanblasies) opgemerk, vermoedelik oorblyfsels van die kernmembraan. Die kernplasma en die sitoplasma vermeng en die sel verkeer nou in metafase. Die belangrikste gebeurtenisse tydens metafase is dat die chromosome hulle op 'n gemeenskaplike vlak, die ekwatoriale vlak, rangskik. Al die sentromere van die individuele chromosome lê in 'n lyn op die vlak, met die onderskeidelike chromatiede wat na opponerende pole gerangskik is. Die chromosome bestaan nog steeds uit twee chromatiede en 'n sentromeer en dit blyk dat die sentromeer aan weerskante met spoeldrade van elke pool verbind is.

Die volgende fase, anafase, breek aan wanneer die chromosome na die pole beweeg. Die spoeldrade wat aan die sentromere verbind is, begin krimp, wat veroorsaak dat die sentromeer vermoedelik in twee deel en die chromatiede so geskei word. Sodra die moederchromosoom se chromatiede geskei het, is die twee chromatiede volwaardige chromosome, omdat albei dieselfde hoeveelheid identiese DNS het. Die dogterchromosome word nou deur die spoeldrade na die pole getrek. Vermoedelik word die spoeldrade verkort omdat hulle by mekaar verbyskuif en dissosieer (afbreek).

Energie in die vorm van ATP word in die proses gebruik. Wanneer die twee groepe chromosome by die onderskeidelike pole bymekaarkom, verkeer die sel in telofase. 'n Nuwe kernmembraan word nou gevorm en daar word waarskynlik van die ou kernmembraan asook van nuwe materiaal gebruik gemaak. Die chromosome vorm 'n los chromosoomnetwerk sodra die kernmembraan voltooi is en die SAT-gedeelte kodeer nou vir die sintese van kernliggaampies.

Die skeiding van die genetiese materiaal word ook kariokinese genoem. Tydens laat telofase snoer die membrane van dierselle van buite af na binne. Die twee nuutgevormde kerns is uiteindelik geskei wanneer die insnoerings mekaar ontmoet en die twee dogterselle apart bestaan. Die verdeling van die sitoplasma word sitokinese genoem. Plantdogterselle word geskei wanneer 'n selplaat in die middel van die sel tussen die twee dogterkerns gevorm word.

ʼn Aantal diktiosome begin dan aan weerskante van die selplaat die selwand vorm en die proses geskied van die middel na buite. Mettertyd word die selplaat die middellamella wat die twee dogterselle skei. Dit is nog nie duidelik hoe die sitoplasmiese organelle tussen die twee dogterselle verdeel word nie, maar die organelle word deur die ontwikkelende selmembrane en selwande van mekaar geskei. Organelle soos die mitochondria en die plastiede het hul eie DNS en hulle kan self repliseer, sodat 'n dogtersel enige tekorte kan aanvul.

Mitose is voltooi wanneer die twee dogterselle geskei is. Die sel betree nou interfase, waartydens die normale selaktiwiteite weer plaasvind. Die duur van interfase en mitose verskil van seltipe tot seltipe en die verloop van die individuele mitotiese fases wissel ook. Selle wat gedifferensieer het tot gespesialiseerde seltipes, soos senuweeselle of spierselle, het 'n baie lang interfase en word deur 'n aantal meganismes verhinder om weer te deel. Selle wat aan ander seltipes oorsprong gee, is ongedifferensieerd en het kort interfases en ʼn vinnige mitotiese siklus. Dit is kenmerkend vir veral basale epiteelselle, soos die wat in die onderste epidermale lae voorkom en aan die boonste lae oorsprong gee.

Meiose of reduksiedeling is 'n proses wat in die geslagsorgane (gonades) van eukariotiese organismes plaasvind. Tydens geslagtelike voortplanting versmelt twee geslagselle (gamete) tot 'n nuwe sel (sigoot) met dieselfde aantal chromosome as wat die ouers onderskeidelik gehad het. Voordat die gamete gevorm word, moet daar dus 'n deling plaasvind om die chromosoomgetal met die helfte te verminder, sodat 'n nuwe individu nie twee keer die ouers se chromosoomgetal het nie, maar presies dieselfde.

Die chromosoomgetal van gamete word die haploïede getal genoem, wat deur die simbool n voorgestel word en een chromosoomstel aandui. Die meeste eukariotiese somatiese selle (veral meersellige organismes en liggaamsel le) het twee stelle chromosome, wat bekend staan as die diploïede getal, deur die simbool 2n aangedui. Meiose moet in die organismes se geslagsorgane plaasvind om die chromosoomgetal met die helfte te verminder en haploïede gamete te vorm.

Die gevolg van meiose is dus dat elke ouer een stel chromosome aan sy nakomeling oordra. Meiose bestaan in beginsel uit twee aparte delingsiklusse, waartydens die chromosoomstelle geskei en die chromosoomgetal daarna verminder word. Die eindresultaat van een sel se meiotiese deling is gewoonlik vier haploïede gamete. Ter vereenvoudiging kan daar gesê word dat meiose uit twee aparte mitotiese delings bestaan, maar dat die eerste siklus 'n lang en ingewikkelde profase het wat in afsonderlike stadia verdeel kan word.

Die verskillende fases word genoem na die deel van die siklus waarin dit verkeer, byvoorbeeld profase I, metafase I, anafase I en telofase I vir die eerste siklus; daarna metafase II, · (die selle ondergaan nie weer ʼn profase nie), anafase II en telofase II. Voordat die selle die meiotiese siklus binnegaan, begin die chromosoomnetwerk kondenseer, totdat die eerste uitkenbare stadium van profase I, naamlik proleptoneen, onderskei kan word.

Tydens hierdie fase is die chromosome as lang, dun draadjies sigbaar, maar geen chromatiede kan gesien word nie. Die chromosome verkort en verdik verder totdat die chromatiede en sentromeer waaruit individuele chromosome in hierdie stadium bestaan, gesien kan word. Die fase word leptoneen genoem. Die volgende stadium, sigoteen, word gekenmerk deur homoloe chromosome wat bymekaarkom om te paar of om 'n sinaps te vorm.

Homoloë chromosome is chromosome wat dieselfde lengte en vorm het en in pare voorkom. Elke ouer dra 'n chromosoom tot so ʼn homoloë paar by en die mens (Homo sapiens) het byvoorbeeld 46 chromosome, waaruit 23 homoloë pare onderskei kan word. Tydens sigoteen is die chromosome se chromatiede om mekaar gedraai. Die chromatiede is op party plekke onderbreek om 'n verbinding met die ander homoloë chromosoom te vorm ('n sinaps of 'n sinaptinemale kompleks).

Die proses word ook oorkruising genoem. Die oorkruiste chromosome bly verkort en verdik en die sinaptinemale komplekse is tydens die volgende fase, pagiteen, voltooi. Die stadium word so genoem omdat die homoloë chromosome so styf inmekaargedraai is dat hulle soos ʼn enkele, baie dik chromosoom lyk. Die sinapse is duidelik onder 'n elektronmikroskoop sigbaar en daar kan gesien word dat oorkruising tussen aangrensende chromatiede van die twee verskillende chromosome in ʼn homoloë paar geskied.

Die gebied van die oorkruising lyk nou soos ʼn X-vormige struktuur en word ʼn chiasma genoem. Die aantal chiasmata in 'n homoloë pare wissel na gelang van die chromosoomlengtes. Homoloë chromosome beweeg tydens die volgende stadium, diploteen, 'n ent van mekaar, behalwe op plekke waar die chiasmata hulle aan mekaar hou. ʼn Homoloë chromosoompaar bestaan nou uit vier chromatiede en twee sentromere. Die sentromere verbind twee susterchromatiede (die chromatiede van dieselfde chromosoom), terwyl die chiasmata twee naburige homoloë chromatiede ('n chromatied elk van die verskillende chromosome) aanmekaarhou.

Die sitoplasmiese aktiwiteite, soos die disintegrasie van die kernmembraan en die ontstaan van die spoelnetwerk, geskied soos in meiose. Die homoloë pare rangskik hulle tydens metafase I op die ewenaarsvlak, sodat die chiasmata op die vlak en 'n chromosoom van 'n homoloë paar aan weerskante daarvan lê. Die homoloë pare word tydens anafase I van mekaar geskei wanneer die spoeldrade hulle uitmekaartrek.

Die chiasmata breek en elke chromosoom bestaan nou uit ʼn onveranderde chromatied, ʼn sentromeer en 'n chromatied wat ʼn kombinasie van oorspronklike DNS en die van die homoloë chromosoom is. Tydens telofase word die sitoplasma van die moedersel deur insnoerings geskei. Dit is belangrik om daarop te let dat die eerste meiotiese deling die chromosome van 'n homoloë paar skei. Gewoonlik vind daar nie ʼn profase II plaas nie, maar die chromosome rangskik hulle dadelik op 'n ewenaarsvlak, sodat die selle dadelik tot metafase II oorgaan. Die chromosome is nou met hul sentromere op die ekwator en die chromatiede aan weerskante na elke pool gerig.

Die spoeldrade trek die chromatiede uitmekaar en elke chromatied is nou 'n chromosoom wat na die aparte pole beweeg. Dit geskied tydens anafase II. Tydens telofase II word die sitoplasma weer deur insnoerings onderverdeel en ʼn nuwe kernmembraan word om elke stel chromosome gevorm. Meiose is verby en die resultaat is vier haploïede selle, wat gemodifiseer word om vrugbare gamete te vorm. Tydens profase I word daar genetiese materiaal tussen die twee stelle chromosome uitgeruil, wat veroorsaak dat die genetiese materiaal 'n groter verskeidenheid toon.

'n Ander naam vir die veranderings is rekombinasie, wat veroorsaak dat genetiese materiaal min of meer in 'n willekeurige wyse in die gamete versprei is, met die resultaat dat ʼn kind nooit 'n identiese weergawe van sy ouers kan wees nie. Dit verskaf groter verskeidenheid aan populasies, wat veroorsaak dat individue hulle beter by hul omgewings kan aanpas. Rekombinasie is ook ʼn belangrike gebeurtenis wat evolusie moontlik maak.

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409664, volume 25, bl. 73 - 76