Celledeling

1
Celledeling

• Kapittel 11

2
Oversikt

• Celledeling hos prokaryoter
• Kromosomer
• Kromosomstruktur
• Cellesyklus- de 5 fasene
• Interfase
• Mitose
• Cytokinese
• Regulering av cellesyklus
• Kreft

3
Celledeling hos prokaryoter

• Hos prokaryote celler skjer celledelingen ved
  binær fisjon, hvor cellen deles i to halvdeler.
• Den genetiske informasjonen befinner seg i et
  enkelt, sirkulært dobbelt-trådig DNA molekyl.

4
Kromosomer

• Alle eukaryote celler har den genetiske
  informasjonen lagret i kromosomer.
• De fleste eukaryotene har mellom 10 og 50
  kromosomer i cellene.
• Menneske celler har 46 (23 par).

5
Kromosom struktur

• Kromosomer består av kromatin, et kompleks av DNA
  og protein.
• Heterokromatin (alltid kondensert) og Eukromatin
  (kondensert kun ved celledeling).
• DNAet går som en enkelt, dobbelt-trådig fiber
  gjennom kromosomet.
• For hvert 200ede nukleotid dannes nukleosom.
• DNAet kveiles rundt histon protein.
• Karyotype Et sett av kromosomer hos et individ
  (Menneske se figur 11.6).

6
(No Transcript)
7
Kromosom struktur

• Diploid En celle med to kopier av hvert
  kromosom (f.eks. kroppscellene hos menesker).
• Homologe kromosomer hos diploide celler består av
  to søster kromatider som holdes sammen i et
  område (centromer).
• Haploid - En celle med en kopi av hvert kromosom
  (f.eks. kjønnscellene hos mennesker).

8
Cellesyklus - de 5 fasene

• De 5 fasene av celledelingen er
• G1 Primære vekst fase.
• S DNA replikasjon
• G2 Sekundære vekst fase
• Disse tre underfasene utgjør Interfase
• M - Mitose
• C - Cytokinese

9
(No Transcript)
10
Interfasen

• G1
• Størstedelen av celleveksten finner sted i G1.
• De fleste celler tilbringer lengst tid i denne
  fasen.
• S
• Hvert kromosom replikeres og det dannes
  søsterkromatider.
• Holdes sammen av et område som kalles centromer.
• Har festeområde for mikrotubuli (kinetochor).
• G2
• Forberedelse til mitosen.
• Kromosomene kondenserer.

11
(No Transcript)
12
Mitose - Profase

• Centrosomene (hver bestående av to centrioler i
  dyreceller, fraværende i planteceller) går til
  hver sin side (pol) av cellen.
• Noe microtubuli går til senteret og danner
  spindel. Spindel fibrer går mellom centromerene.
• Kromosomene begynner å kondensere.
• Kjernemembranen løses opp til små vesikler.
• En annen gruppe spindel fester seg til
  kinetochorene på hvert søsterkromatid. Dette
  spindelet går mellom kromatidet og den ene
  centrosomen.

13
Mitose - Metafase

• Kromosomene samles i midtområdet av cellen.
• Metafaseplate eller ekvatorialplate dannes.

14
Mitose

• Anafase
• Søsterkromatidene draes mot hver sin pol.
• Mikrotubuli utfører her to typer bevegelse
• Polene går fra hverandre (Polar
  spindel/mikrotubuli blir lengre).
• Centromerene beveger seg til hver sin pol
  (Kinetochor spindel/mikrotubuli blir kortere).
• Telofase
• Spindlet brytes ned.
• Kjernemembran gjendannes rundt hvert sett av
  søster kromatidene.

15
Cytokinese Deling av cellen i to halvdeler.

• Dyreceller
• Cytoplasma snører seg inn på midten ved hjelp av
  actin filamenter og myosin.
• Planteceller
• Celleplate dannes fra vesikler med membran
  komponenter. Denne første celleveggen blir
  etterhvert det som kalles midtlamell når den
  primære celleveggen bygges på hver side av den.
  Innenfor denne dannes senere den sekundære
  celleveggen.
• Sopp og protister
• Mitosen finner sted inne i kjernen.
• Etter mitosen deles kjernen og en kjerne går til
  hver dattercelle i cytokinesen.

16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
(No Transcript)
21
Cyklin og cyklin-avhengig kinase (Cdk)

• Cdk må være aktive for overgang mellom fasene i
  cellesyklusen.
• Cdk aktiveres ved binding til cyclin.
• Det aktive cyclin-Cdk komplekset katalyserer
  fosforylering av andre proteiner som er viktige i
  cellesyklusen.
• I løpet av en cellesyklus vil forskjellige cyclin
  være tilstede og aktivere cdk.

22
Kontroll av cellesyklus

• Eukaryote celler har bestemte kontrollpunkter som
  regulerer celledeling (Av/På brytere)
• G1 checkpoint Nær slutten av G1 fasen. Her
  avgjøres det om miljøforholdene er egnet for
  eukaryot celledeling, eller om dette bør
  utsettes.
• G2 checkpoint Nær enden av G2 fasen. DNA
  replikasjonen kontrolleres.
• M checkpoint - Ved metafase. Trigger
  avsluttingen av mitose og cytokinese, og start av
  G1 fasen.

23
(No Transcript)
24
Trigger mitosis
M-phase-promoting factor
MPF
Cdk
Cdk
G1
Trigger DNA replication
25
MPF (Mitosis-Promoting-Factor) ved G2 checkpoint

• G2 cyclin eller mitotisk cyclin akkumuleres i G2
  fasen.
• Et cyclin-cdk kompleks MPF (Mitosis-Promoting-Fact
  or) dannes.
• MPF må selv fosforyleres av andre enzymer for å
  bli aktivt.
• MPF øker aktiviteten på disse enzymene.
• MPF aktiverer proteiner som ødelegger cyclin mot
  slutten av mitosen.

Trigger mitosis
M-phase-promoting factor
MPF
G1
26
G1 checkpoint og cdk-G1 cyclin

• G1-cyclin konsentrasjonen øker
• G1-cyclin binder cdk
• Også G1-cyclin-cdk-komplekset må fosforyleres for
  å bli en aktiv kinase

Cdk
G1
27
Molekylære mekanismer ved cellekontroll

• Hos encellede eukaryote celler (f.eks. sopp) er
  det cellestørrelsen som starter DNA replikasjon.
• Cellene i flercellede eukaryote organismer binder
  seg til små mengder vekstfaktorer som stimulerer
  deling.
• Dersom nabocellene bruker opp for mye av denne
  faktoren, er det ikke nok igjen til å sette i
  gang celledeling.
• Vekstfaktorer trigger/utløser det intercellulære
  signalsystemet.

28
Celle profilering og signalveier
29
Vekstfaktorer

• Eks PDGF (Platelet-Derived Growth Factor)
• PDGF frigis fra Trombocytter (blodplater) ved sår
• Vekstfaktorer bindes til reseptorer i membranen
  og trigger celledeling.
• PDGF stimulerer hudceller til å deles og huden
  repareres.

30
Kreft

• Kreft vil bli gjennomgått mer grundig i kap. 18.
• Dersom celledelingen kommer ut av kontroll kan
  dette føre til kreft.
• Mange kreftceller har en mutasjon i genet p53
• Har en viktig rolle i G1checkpoint.
• Ved skade på DNA i normale celler vil p53
  inhiberer Cdk og hindrer celledeling.
• p53 stimulerer også aktiviteten til DNA
  reparasjons enzymene.
• Kreft kan også oppstå ved feil i forbindelse med
  vekstfaktorer og signalveier.

31
(No Transcript)
32
(No Transcript)
33
Kreft

• Cellesyklus påvirkes på flere måter
• Proto-oncogener koder for proteiner som
  stimulerer celledeling.
• PDGF er et slikt gen, andre er myc, fos og jun
• En mutasjon i disse genene kan medføre
  overuttrykk som igjen kan gi sterk celledeling og
  kreft.
• Tumor-suppressor gener koder for proteiner som
  inhiberer celledeling.
• Rb (retinoblastoma) og p53
• Også mutasjoner i disse genene kan medføre at
  celledelingen kommer ut av kontroll og det
  utvikles kreft.

34
(No Transcript)