Anafase

Anafase Definition

Anafasen er et stadie under eukaryotisk celledeling, hvor kromosomerne er adskilt til de modsatte poler af cellen. I stadiet før anafase, metafase, trækkes kromosomerne hen til metafasepladen i midten af cellen. Selv om kromosomerne var stærkt kondenserede i starten af celledelingen, fortsætter de med at kondensere gennem anafasen. Anafasen starter, efter at cellen har passeret spindeldannelseskontrolpunktet, som gør det muligt for kromosomer eller kromatider at adskille sig. Efterhånden som mikrotubuli, der forbinder kromosomerne med centrosomerne, forkortes, trækkes kromosomerne mod centrosomet, indtil de danner en halvcirkel omkring det. I celledelingens næste fase, telofase, omformer cellen kernen og forbereder sig på at dele sig.

Kontrolpunktet for spindeldannelse opstår, før anafasen kan begynde. Denne cellulære mekanisme sikrer, at alle kromosomer er forbundet til mikrotubuli og er justeret på metafasepladen. Når dette trin er gennemført, frigiver cellen et signal, der skaber anafasefremmende kompleks eller APC, et stof, som vil virke til at starte processen med at dele homologe kromosomer eller søsterkromatider, afhængigt af hvilken cellecyklus der finder sted. APC, som det ses i nedenstående figur, nedbryder securin, et hæmmende molekyle, der stopper separasens virkning. Når separase er frigivet, kan det virke på de kohesiner, der holder kromatiderne sammen. Cohesiner er makromolekyler, der består af flere proteiner. Når disse proteiner nedbrydes af separase, skilles kromatiderne fra hinanden. I den første deling af meiosen holdes de homologe kromosomer sammen af kohesiner, der nedbrydes under anafase I.

Mikrotubuli forbliver fastgjort til kinetokoren, efter at kohesinerne er blevet brudt fra hinanden. Kinetochore-mikrotubuli krymper derefter mod centrosomerne (ikke afbilledet), hvilket trækker kromosomerne fra hinanden. Mikrotubuli uden for kinetokoren vokser i den modsatte retning, hvilket udvider cellen og yderligere adskiller kromatiderne. Konventionelt kaldes søsterkromatider søsterkromosomer, når de først er blevet adskilt, da de indeholder den samme information og vil fungere uafhængigt af hinanden i deres nye celler. Når kromosomerne er blevet fuldstændig adskilt, dannes der en kernehinde, og cytoplasmaet deles i de sidste trin af celledelingen.

Anafasen i mitose

Mitose er den proces, som cellerne bruger til at lave nøjagtige kopier af sig selv. Gennem mitose skabes der to nye datterceller fra en enkelt forælder, som hver især er identiske med forælderen. Før mitose replikeres kromosomerne, der indeholder DNA, og de replikerede søsterkromatider forbliver knyttet til hinanden. Før anafase kondenseres kromosomerne, spindelfibrene dannes af mikrotubuli, og kromosomerne placeres på metafasepladen. Søsterkromatiderne begynder at adskille sig ved anafasens begyndelse, når separase begynder at bryde den kohesin, der binder dem sammen. Anafasen slutter, når telofase og cytokinese begynder, når kernehulen dannes igen, og kromosomerne begynder at afvikle sig. Når de er løsnet, og cellerne er blevet delt, kan de igen begynde at fungere på egen hånd. Dette markerer afslutningen på celledelingen og begyndelsen på interfasen.

Anafasen i meiose

Anafase I

Meiose består af to på hinanden følgende celledelinger, hvor der ikke replikeres DNA i mellemtiden. Det betyder, at en diploid organisme, der indeholder to alleler for hvert gen, vil blive reduceret til en haploid organisme, der kun har én allel på hvert gen. Disse alleler adskilles under anafase I. Før meiosen duplikeres DNA’et, hvorved der igen dannes søsterkromatider, der er bundet sammen som enkeltkromosomer. Disse kromosomer har homologe par, som indeholder de andre alleler for generne på kromosomet. Disse kromosomer er også duplikeret til søsterkromatider. Under meiose I adskilles de homologe kromosomer.

De homologe kromosomer bliver bundet sammen under profasen I i meiosen af lignende molekyler af cohesin, der binder søsterkromatider. Når den meiotiske spindel sætter sig op under metafase I, sørger cellen for, at hvert homologe par bliver fastgjort til mikrotubuli fra hver side af cellen. Disse mikrotubuli trækker derefter mod hinanden for at flytte de homologe par til metafasepladen. I den tid, hvor parrene er bundet, kan de udveksle genetisk information i en proces, der kaldes rekombination. Når de homologe par adskilles under anafase I, bliver DNA-variationerne bestemt til forskellige celler, hvilket sikrer variabilitet i en befolknings genetik.

Anafase II

Meiosen afsluttes med en anden deling af hver ny dattercelle. De samme faser forekommer, denne gang på en måde, der mere ligner mitose. Kromosomerne, der stadig består af søsterkromatider, flugter på metafasepladen og skal gennemføre et kontrolpunkt for at gå videre til anafase II. Ved begyndelsen af anafase II adskilles søsterkromatiderne, når den kohesin, der binder dem, frigøres. Kopierne af kromosomet adskilles derefter til deres endelige bestemmelsessted. Disse nye celler vil give anledning til gameter, som kan befrugte en gamet af det modsatte køn for at producere et nyt afkom.

Hvis de cellulære kontrolpunkter, der fører til anafase I eller anafase II, fejler, vil slutresultatet være for mange kopier af et kromosom (eller mange) i den endelige gamet. Denne tilstand, kendt som nondisjunktion, kan resultere i dødelige fødselsdefekter og andre symptomer hos mange seksuelt reproducerende dyr. Hos mennesker omfatter disse tilstande Downs syndrom, Edwards syndrom, Klinefelters syndrom og Turners syndrom. Disse syndromer har en række forskellige udviklingssymptomer, der skaber fænotyper, som adskiller sig fra gennemsnittet.

• Nondisjunktion – En tilstand, der skyldes, at kromosomerne ikke kan adskilles under en af de to delinger i meiosen.
• Cytokinese – Det sidste trin i mitose eller meiose, hvor cellemembranen deler sig.
• Anafasefremmende kompleks – Systemet af proteiner, coenzymer og andre molekyler, der gør det muligt for separase at nedbryde cohesinmolekyler, hvilket fører til adskillelse af kromosomer.
• Cohesin – De proteinmolekyler, der binder søsterkromatider eller homologe kromosomer sammen.

Quiz

1. En celle er ved at gennemgå mitose. Kromosomerne har adskilt sig og er ved at flytte til deres nye kerner, men kerneomslaget har ikke dannet sig igen. Hvilket stadium befinder cellen sig i?
A. Profasen
B. Anafase
C. Telofase

2. Anafasen sker utrolig hurtigt. Hele processen udgør kun 1 % af en cellecyklus. Hvorfor bliver kromosomerne ikke revet fra hinanden under denne voldsomme bevægelse?
A. Det kondenserede DNA er mere beskyttet mod skader
B. Lange segmenter af DNA kaldet telomerer beskytter enderne af DNA’et
C. Både A og B