Hur celldelning (mitos) går till (gammal)

Summary

This script delves into the process of cell division, known as mitosis. It begins with an overview of the cell cycle, detailing the G1, S, and G2 phases, where the cell grows and DNA is replicated. The script then explains the mitotic phases: prophase, metaphase, anaphase, and telophase, highlighting the transformation of chromatin into chromosomes, the separation of sister chromatids, and the eventual cytokinesis resulting in two new cells. Key concepts such as chromosomes, centromeres, and the role of the centrosome are clarified, providing a comprehensive understanding of cell division.

Takeaways

• 🌟 DNA replication is a crucial step before a cell divides, ensuring each new cell receives a complete set of genetic information.
• 🔄 The cell cycle consists of the G₁ phase, where the cell grows and carries out normal metabolic activities, followed by the S phase for DNA synthesis and the G₂ phase for further growth and preparation for division.
• 🧬 The S phase is pivotal as it's when the DNA molecules are replicated, resulting in a doubling of genetic material within the cell.
• 🧬🧬 After replication, a single DNA molecule corresponds to a single chromosome, which condenses into a tightly packed structure known as a mitotic chromosome during cell division.
• 🌀 The cell's centrosome duplicates during the S phase, forming two centrosomes that play a key role in organizing the spindle fibers necessary for cell division.
• 🧵 The spindle fibers, composed of proteins, physically push the centrosomes apart and attach to the centromeres of the chromosomes, facilitating their separation.
• 🔄🔄 The process of mitosis is divided into prophase, metaphase, anaphase, and telophase, each with distinct cellular changes that lead to the separation of genetic material.
• 🌀🔄 During prophase, chromatin condenses into chromosomes, and the nuclear membrane begins to dissolve, marking the start of visible changes in cell structure.
• 🌀🔄🔄 In metaphase, chromosomes align at the cell's equatorial plane, forming a structure known as the metaphase plate, ready for separation.
• 🌀🔄🔄🔄 Anaphase is characterized by the separation of sister chromatids, which are pulled to opposite poles of the cell by spindle fibers attached to the centromeres.
• 🌀🔄🔄🔄🔚 Telophase concludes mitosis with the reformation of the nuclear membrane, the decondensation of chromatin back into chromatin, and the final separation of the two new cells through cytokinesis.

Q & A

What is the first phase a cell enters after division?

The first phase a cell enters after division is the G₁-phase, also known as the 'gap' phase, where the cell undergoes rapid growth and maintains its normal metabolic activity.

What does the 'S' in S-phase stand for and what happens during this phase?

The 'S' in S-phase stands for 'synthesis of DNA'. During this phase, the DNA molecules in the cell are replicated, resulting in a doubling of the DNA content.

What is the purpose of the G₂-phase in the cell cycle?

The G₂-phase is a period of growth and preparation for the upcoming mitosis, following the DNA replication in the S-phase.

What are the three main phases collectively referred to as interphase?

The three main phases collectively referred to as interphase are the G₁-phase, S-phase, and G₂-phase.

What is mitosis and how does it relate to the M-phase?

Mitosis is the process of cell division. The M-phase is the phase in the cell cycle where mitosis occurs, and it is further divided into prophase, metaphase, anaphase, and telophase.

What are the three key terms related to chromosomes during cell division?

The three key terms related to chromosomes during cell division are chromosomes, daughter chromosomes (sister chromatids), and metaphase chromosomes.

How does the DNA molecule change during the process of cell division?

During cell division, the DNA molecule is replicated, resulting in a double set of chromosomes, which are then referred to as daughter chromosomes or sister chromatids.

What is the role of the centrosome during cell division?

The centrosome plays a crucial role in cell division by organizing the microtubules that form the mitotic spindle, which is essential for the separation of chromosomes to opposite poles of the cell.

What happens during prophase of mitosis?

During prophase, the chromatin condenses to form visible chromosomes, the nuclear envelope breaks down, and the centrosomes begin to move apart.

What is the significance of the metaphase plate in metaphase?

The metaphase plate is the plane in the cell where all the chromosomes align during metaphase, with their centromeres attached to the spindle fibers, preparing for separation.

What occurs during anaphase and telophase of mitosis?

During anaphase, the sister chromatids separate and move to opposite poles of the cell. In telophase, the nuclear membrane reforms around the separated chromatids, and the chromosomes begin to decondense back into chromatin.

Outlines

00:00

🧬 DNA Replication and Cell Cycle Phases

This paragraph introduces the process of DNA replication and the cell cycle leading up to cell division, known as mitosis. It begins with a humorous image found on the internet to illustrate the process. The cell cycle is explained, starting with the G1 phase, where the cell grows and performs its normal metabolic activities. The S phase is where DNA replication occurs, and the G2 phase is a period of further growth and preparation for mitosis. The paragraph also explains the terms 'chromosomes', 'sister chromatids', and 'centromeres', emphasizing the importance of understanding these concepts for the subsequent explanation of mitosis.

05:08

🔬 The Mechanics of Mitosis

This paragraph delves into the detailed process of mitosis, starting with prophase where chromatin condenses to form chromosomes and the nuclear membrane begins to dissolve. Centrosomes, which play a crucial role in cell division, duplicate during the S phase and move apart during prophase, facilitated by the formation of protein fibers. The description then moves to metaphase, where chromosomes align at the cell's equatorial plane, forming a 'metaphase plate'. The protein fibers attach to the centromeres of the chromosomes. Anaphase follows, where sister chromatids are pulled to opposite poles of the cell by the protein fibers. Finally, telophase is described as the phase where the nuclear membrane reforms, chromatin decondenses back into chromatin, and cytokinesis occurs, resulting in the formation of two new cells.

10:09

🌱 Post-Mitosis and Cell Function

The final paragraph discusses what happens after mitosis is complete. It explains cytokinesis as the process where the cell pinches off to form two new cells, each entering the interphase of a new cell cycle. The paragraph emphasizes the potential for these new cells to either continue dividing or to perform their primary metabolic activities, depending on their function and the needs of the organism. This section wraps up the explanation of cell division, highlighting the cycle's continuity and the cells' readiness to either replicate or carry out their designated roles.

Keywords

💡DNA Replication

DNA replication is the process by which a cell duplicates its DNA before cell division. It is a fundamental process for the continuation of life as it ensures that each new cell receives an identical genetic blueprint. In the video, DNA replication is mentioned as the first step in the cell cycle, specifically during the S-phase, where the DNA molecules are copied to prepare for cell division.

💡Cell Cycle

The cell cycle refers to the series of events that take place in a cell, leading to its division and duplication. It is central to the video's theme as it provides the framework for understanding the various stages of cell division. The script outlines the different phases of the cell cycle, including G1, S, and G2 phases, which are collectively known as interphase, followed by mitosis.

💡Mitosis

Mitosis is the process of cell division that results in two daughter cells, each having the same number and kind of chromosomes as the parent cell. It is the main event in the cell cycle and is the focus of the video. The script describes mitosis as being divided into prophase, metaphase, anaphase, and telophase.

💡Chromosomes

Chromosomes are thread-like structures composed of DNA and proteins that carry genetic information. They are the units of heredity and are visible under a microscope during cell division. The video script explains that chromosomes condense during prophase and are composed of two sister chromatids, which are identical copies of the DNA.

💡Sister Chromatids

Sister chromatids are identical copies of a single chromosome that are joined together at the centromere. They are a result of DNA replication and are crucial for ensuring that each new cell receives a complete set of genetic material. The script mentions that sister chromatids separate during cell division, each going to one of the two new cells.

💡Centromere

The centromere is a region of the chromosome where the sister chromatids are joined together and is important for the proper segregation of chromosomes during cell division. The script emphasizes the importance of the centromere in holding the sister chromatids together and its role in the separation process.

💡Interphase

Interphase is the phase of the cell cycle during which the cell prepares for division by carrying out metabolic activities and DNA replication. It includes the G1, S, and G2 phases, as described in the script. Interphase is the period before mitosis where the cell grows and duplicates its DNA.

💡Centrosome

The centrosome is an organelle in the cell that plays a crucial role in cell division by organizing the microtubules that form the spindle fibers. The script explains that the centrosome duplicates during the S-phase and moves to opposite ends of the cell, forming the spindle apparatus necessary for chromosome separation.

💡Spindle Fibers

Spindle fibers are protein structures that extend from the centrosomes and attach to the centromeres of the chromosomes. They are essential for the movement of chromosomes during cell division. The script describes how spindle fibers pull the sister chromatids apart to opposite poles of the cell during anaphase.

💡Cytokinesis

Cytokinesis is the final stage of cell division, during which the cytoplasm of the parent cell is divided to form two daughter cells. It follows the completion of mitosis and is the process by which the cell physically separates into two. The script mentions cytokinesis as the formation of two new cells at the end of the cell division process.

💡Metaphase Plate

The metaphase plate is an imaginary plane in the middle of the cell where chromosomes align during metaphase of mitosis. It is a critical point in cell division where chromosomes are ready to be separated. The script refers to the metaphase plate as the location where chromosomes gather before they are pulled apart.

Highlights

Introduction to the process of cell division, or mitosis, following the replication of DNA molecules in the previous video.

Explanation of the cell cycle, including the G1, S, and G2 phases, collectively known as interphase, before cell division occurs.

Description of the G1 phase where the cell grows rapidly and carries out normal metabolic activities.

The S phase where DNA molecules are replicated in preparation for cell division.

The G2 phase involves further growth and preparation for mitosis.

Mitosis is divided into prophase, metaphase, anaphase, and telophase.

Clarification of terms: chromosomes, sister chromatids, and centromeres.

A chromosome is a single DNA molecule that condenses during cell division.

Sister chromatids are identical copies of a chromosome held together by a centromere.

During DNA replication, the cell has a doubled set of chromosomes, forming sister chromatids.

The centrosome duplicates during the S phase and plays a crucial role in cell division.

In prophase, chromatin condenses into chromosomes and the nuclear membrane dissolves.

Centrosomes move apart during prophase, facilitated by protein fibers.

Metaphase is characterized by chromosomes aligning at the cell's equatorial plane.

Anaphase involves the separation of sister chromatids to opposite poles of the cell.

Telophase marks the end of mitosis with the formation of new nuclear membranes and the decondensation of chromatin.

Cytokinesis is the final step where the cell divides into two new cells.

The two new cells enter the interphase again, ready for another cycle of growth and division or to carry out their main metabolic activities.

Transcripts

I min förra video så pratade jag om hur DNA-molekylen replikeras, det vill säga den kopieras inför att cellen ska dela sig.

Nu har det då blivit dags att berätta hur själva celldelningen eller mitosen går till.

Men allra först så kan jag inte låta bli att visa den här lite festliga bilden som jag hittade på internet för ett tag sen …

… och det är faktiskt inte så dumt även om det är lite sådär lustigt, fånigt. Men det är faktiskt ungefär sådär det går till.

Först och främst, återigen till cellcykeln, den här har du förhoppningsvis redan ritat upp i ditt anteckningsblock,

men om du inte har gjort det så ska du ta och göra det nu igen.

Det allra första, så snart en cell har delat sig, så går den in i något som kallas G₁-fas. Och G här, det står för gap.

Här sker det en snabb tillväxt, och cellen har sin normala metabola aktivitet,

det vill säga cellen gör ungefär det den är satt till att göra, så att säga.

När cellen nu ska dela sig så går den ur G₁-fas och går istället in i S-fas, och här står S för ”syntes av DNA”,

det vill säga här replikeras alltså kopieras DNA-molekylen eller DNA-molekylerna i cellen.

Efter att cellen har varit i S-fas, allt DNA är kopierat, så går den in i G₂-fas.

Och G står också här för ”Gap” och här sker det en viss tillväxt och sen förberedelse inför mitosen.

Och mitosen, ja, själva celldelningen alltså, M-fasen.

Och som jag sa tidigare, de här G₁-, S- och G₂-faserna kallas tillsammans för interfas.

Och sen mitosfasen, den delas i sin tur upp i profas, metafas, anafas och telofas.

Och de ska jag ta och gå igenom riktigt noga nu. Så nu ska det alltså handla om mitos – eller celldelning.

Då först och främst ska jag ta upp några begrepp som är så hemskt lätta att man blandar samman.

Jag har skrivit här: Kromosomer, delningskromosomer och systerkromatider.

Och normalt sett i en cell så är en DNA-molekyl, det motsvarar också en enda kromosom.

Och den här kromosomen, ja man kan få den att packas ihop på det här sättet,

och i mikroskop kan man ibland se kromosomer som ser ut just såhär:

Avlånga, sammanpackade, och de har enkel genuppsättning, alltså här har inte DNA-molekylen kopierats än.

Men när DNA-molekylerna har kopierats, och det är dags för att cellen ska delas, då har vi en dubbel kromosomuppsättning,

och då ser man såna här kromosomer. De här kromosomerna kallar jag nu för delningskromosomer,

och det är ju så vi oftast känner igen kromosomer så att säga när man ser dem i tidningar

och på bilder så tänker man kromosom om ett stort X.

Men det här är egentligen inte en kromosom, utan en delningskromosom, en dubbel kromosom,

här är alltså två stycken kromosomer som sitter ihop för att cellen ska dela sig.

Så jag vill helst inte att du kallar det här för en kromosom, utan för en delningskromosom.

Och delningskromosomen nu, består utav två stycken systerkromatider, brukar de här kallas för.

Systerkromatiderna, jag det kan man säga, det kan man säga är varsina kromosomer, identiska kromosomer,

de separeras från varandra vid celldelningen, vi kommer att gå in på det lite noggrannare alldeles strax.

Det är också såhär, att systerkromatiderna de sitter ihop en liten struktur som kallas för en centromer.

Och den där ska du ta och försöka komma ihåg också,

och skriv upp till dina anteckningar och kom ihåg att systerkromatiderna sitter ihop i en centromer.

Så, nu då när vi har rett ut de här olika begreppen, så har det blivit dags att gå in i hur själva celldelningen går till.

Vi tar och tittar på det här. Interfasen, och då i interfasens S-fas, ja, då är det så att DNA-molekylen kopieras

och cellen har jag ritat upp här, en rund cirkel får det vara idag, som är en cell,

och vi har en cellkärna som innehåller arvsmassan och den här arvsmassan , ja den kallas ofta för kromatin.

Och kromatin, det har med chroma det är grekiska för ”färg” att göra, och det beror på att den lätt färgas in.

Så man kallade ursprungligen det man hittade i cellkärnan för kromatin. Det var något som färgades in.

Och i S-fasen, ja, då är det ju så att DNA-molekylerna kopieras, så de blir dubbelt så många här.

Allt DNA kopieras, och här får vi en massa mera DNA, dubbelt så mycket DNA.

I cellen så har vi också en struktur som kallas för en centrosom. Och centrosomen nu, den har jag ritat såhär,

den ska du inte då förväxla med en centromer, det är hemskt lätt att man förväxlar centrosom och centromer.

Men ”soma” betyder ”kropp” och en liten kropp kan säga att det där är, en centrosomen är en slags kropp,

en egen liten pryl så du kan med hjälp av det komma ihåg att soma, det är kropp,

det är en egen liten kropp som finns i cellen, du kan komma ihåg att det är centrosomen.

Centromeren är någonting annat, som sitter i kromosomen. I delningskromosomen, då.

Det som också sker i cellens S-fas, är att centrosomen här den fördubblas också, det gör en till,

så att vi har faktiskt två stycken centrosomer kopieras och de här kommer att spela viktig roll i celldelningen.

Nå, nu har cellen gått igenom både S-fas och G₂-fas, och det är dags för celldelning.

Då sker det såhär, att allra första som sker det är att det vi kommer till en fas som heter profas.

Profas, i den så börjar kromatinet att kondenseras.

Det betyder att det packas ihop och det bildas då delningskromosomer. Och de här har jag ritat på det här sättet.

Och då ska vi blicka tillbaka lite grann till tidigare videor också, vad är det som händer när kromosomerna packas ihop,

eller kromatinet packas ihop till delningskromosomer. Ja, här har jag lite bilder som jag inte tycker att du behöver rita av,

utan du behöver bara försöka komma ihåg det från en tidigare video

som beskriver hur kromosomen är uppbyggd av DNA plus proteiner.

Här har vi då DNA-molekylen och när den packas ihop så lindas den två varv kring ett slags proteinkomplex

som kallas för histon.

Och de här histonerna de packas ihop sen det här blir som pärlor på en tråd och de här packas hårdare och hårdare

så att till slut blir det såhär, eller det här är inte ens till slut, utan det packas ihop ännu mera blir liksom

varv på varv på varv som packas ihop och så viks det ihop,

och till slut får vi nånting som kan likna mera de här delningskromosomerna som jag har tagit upp här.

Så att kromosomen, DNA-molekylen den kan packas ihop i väldigt, väldigt hårt.

I varje cell i din kropp så finns det ungefär 2 meter DNA,

och det måste packas ihop väldigt hårt och väldigt tätt inför celldelningen.

Och det sker på det här sättet som jag nu visade lite grann översiktligt.

Tillbaka till profasen då. Kromatinet börjar alltså att kondenseras, och kärnmembranet börjar lösas upp,

som jag visar här också att det liksom är lite streckat här runt omkring. Det här kännetecknar just profasen.

Och centrosomerna, de börjar nu flytta på sig, flytta sig från varandra.

Och det gula som jag har ritat här mellan centrosomerna, det är en slags proteintrådar som faktiskt rent fysiskt byggs på

och trycker centrosomerna ifrån varandra. Så att de hamnar på olika delar om delningskromosomerna. Vi ska se hur det ser ut.

Här tar vi och ritar in proteintrådar också skriver vi där och när du har ritat av den här bilden så går vi vidare till metafasen.

I metafasen nu, så har kärnmembranet helt och hållet lösts upp. Du tar och ritar av det här också.

Och kromosomerna här, jag har en röd delningskromosom och en blå delningskromosom,

de har samlats liksom i mitten utav cellen, här man säger att de har samlats i ekvatorialplanet.

Delningskromomsomerna, de är helt packade och samlade i ekvatorialplanet

och då bildas det liksom en platta av kromosomer här, som kallas för en metafasplatta.

Och ser du nu att de här proteintrådarna, de har fäst in i delningskromosomerna

och de fäster faktiskt just i centromererna i delningskromosomen. Och det är viktigt.

Nu har det bildats vad som kallas för en fullständig kärnspole

och delningskromosomerna är redo att separeras och gå åt varsitt håll.

Och det sker i det som kallas för anafasen. Cellen sträcker ut sig och blir lite mera oval,

och de här proteintrådarna nu, som är fästa i centromererna,

de drar systerkromatiderna till varsin pol, alltså till varsin ända här utav cellen. Det sker just i anafasen.

Allra sist, eller ja, egentligen inte allra sist, men sen inträffar nånting som kallas för telofas,

och telofas det är liksom slutfasen i själva mitosen.

Nytt kärnmembran börjar bildas här, kromatinet börjar packas upp igen,

så att det blir löses upp och blir till kromatin, just arvsmassan som ligger i cellkärnorna,

och cellerna de snörs av från varandra här, så att det bildas två stycken nya celler

och just det här att det bildas två stycken nya celler, det kallas för cytokines.

”Cyto” betyder ”cell” och ”kines” i det här fallet betyder bildning eller skapande.

Så att två stycken nya celler bildas på det här sättet.

Här har vi nu två stycken nya celler. Cellerna går återigen in i interfas.

Där har bildats två stycken nya celler och cellerna kan då antingen gå in och dela sig igen,

för att de ska dela sig, för att de håller på att dela sig.

Så det är färdigt att gå in i ny S-fas, G₂-fas och mitosfas, eller så gör cellerna det de är satta till att göra,

det vill säga, sin huvudsakliga metabola aktivitet. Och där har vi alltså hur det går till när celler delar sig.