Hvad er en metafase?
Metafase er et af stadierne i mitose og meiose, som er de to typer celledeling. Under mitose produceres celler, der er genetisk identiske med forælderen eller kloner. Det bruges til aseksuel reproduktion, vækst af multicellulære organismer og til reparation og udskiftning af beskadiget væv. Meiosis er den celledeling, der bruges til at producere celler til seksuel reproduktion. Mitose forekommer i alle celler, mens meiose kun forekommer i en organismes seksuelle organer, f.eks. Testikler og æggestokke hos pattedyr eller æggestokkene og myrerne i blomstrende planter.
Både mitose og meiose er kontinuerlige processer, men de beskrives hver som en række faser. Under mitose er der fire stadier - profase, metafase, anafase og telofase, der forekommer i denne rækkefølge. Meiose har to opdelinger, meiose I og meiose II, der hver består af de samme fire stadier som mitose. Der er endnu et trin til begge processer kaldet interfase. Interfase forekommer inden delingstrinnene, og det er når cellerne vokser og forbereder sig til at dele sig ved at replikere deres DNA.
Alle celler har en cellecyklus, der starter, når de er produceret gennem celledeling og slutter, når de opdeles for at producere identiske celler. Mitose er perioden med celledeling, og resten af cellecyklussen er interfase. Interfase omtales almindeligvis som hvilefasen, men er en tid med meget cellulær aktivitet. I denne fase vokser cellen og producerer organeller og proteiner. DNA'et i kernen replikeres som forberedelse til mitose, og det fortsætter med at vokse og producere duplikatorganeller.
Under profase bliver kromosomerne i kernen kortere og tykkere, kondenseres og bliver synlige. Hvert kromosom ser ud til at have to kromatider, der er forbundet med en centromere. Centrioler dannes og bevæger sig til modsatte ender af cellerne, hvor mikrotubulier udvikler sig til at danne en stjerne-formet struktur kaldet en aster. Nogle af mikrotubulier eller spindelfibre krydser cellen fra ende til ende for at danne spindlen. Endelig nedbrydes nucleolus og kernemembran, så kromosomerne er frit flydende i cytoplasmaet.
Den næste fase af opdelingen efter profase er metafase. I dette trin stiller kromosomer sig op langs midten af cellen. Hvert af kromosomerne er bundet til en spindelfiber ved deres centromere. Kromatiderne trækkes derefter let fra hinanden på grund af sammentrækningen af mikrotubulierne. Anafase og derefter telofase følger videre fra metafase.
Under anafase er spindelfibrene sammensat helt, så de separate kromatider i hvert kromosom trækkes til hver side af cellen. Når kromatiderne når cellens poler, dannes en ny kernemembran omkring dem, hvilket indikerer starten af telofase. Spindelfibrene nedbrydes, kromosomerne opløses og forlænges, kernen reformeres, og til sidst opdeles cellen i to, der afslutter den mitotiske opdeling.
Meiose ligner mitose, men to opdelinger finder sted. Det involverer opdelingen af kromosomer efterfulgt af to opdelinger af kernen og cellen. Meiose I adskiller sig fra mitose under profase, men meiose II er en typisk mitotisk opdeling som beskrevet ovenfor. Slutresultatet af meiose er fire nye celler, der har halvdelen af den genetiske information fra forældercellen.
Den vigtigste forskel i meiose I forekommer under profase I, når kromosomparene mødes for at danne en bivalent i stedet for, at hvert kromosom danner en kromatid. Under metafase I stiller tilfældighederne tilfældigt op langs midten af cellen, der skal adskilles. Denne tilfældige orientering fører til øget genetisk variation. Hvert kromosom i parret har gener, der bestemmer de samme egenskaber, men de er ikke altid det samme gen. Den tilfældige fordeling og efter uafhængigt sortiment af kromosomerne skaber nye genetiske kombinationer i cellerne.
Kromosomerne trækkes til modsatte ender af cellen under anafase I, og der dannes en kernemembran omkring dem i telofase I. De resulterende to celler har nu halvdelen så meget genetisk materiale som stamcellen. Meiosis II følger den samme proces som mitose, hvor kromosomerne danner et par kromatider forbundet med en centromere. De stiller op langs midten af cellen og trækkes af deres centromerer til de modsatte ender af cellen. Når de når polerne, afsluttes celledelingen, hvilket resulterer i fire nye celler, hver med halvdelen af det originale celles genetiske materiale.