Sejtciklus, mitózis, kromoszómák
A sejt kromoszómáinak DNS-molekulái tárolják azt az információt, ami a sejt fehérjéinek felépítéséhez szükséges. A DNS megkettőződése és a sejt osztódásának folyamata teszi lehetővé, hogy ez az információ tovább kerüljön az utódsejtekbe. A DNS-molekuláknak és a hozzájuk kapcsolódó fehérjéknek együttes állományát kromatinnak nevezzük. A kromatinállomány a sejt működésének egyes szakaszaiban jól elkülöníthető, tömör testekké állnak össze, ez a megjelenési forma a kromoszóma (görögül: kroma-szín, szóma-test – mivel jól festhetők). Egy faj kromoszómái különböző alakúak lehetnek, de egy adott faj adott kromoszómája mindig adott méretű és alakú. A prokariotáknak maganyaga általában egy DNS-molekulát tartalmaz, az eukarioták egy-egy sejtjében több kromoszóma található, ez fajonként változó: egy féregnél 2, lepkefajnál 380, ember 46. A kromoszómákban levő DNS hossza is változó: élesztőgomba 12mm, erre vonatkoztatott hossz házityúkban 65 cm, ember 2m.
Az osztódó sejteknek azt a körfolyamatát, amely a sejtek DNS-szintézis előtti állapotából kiindulva, a DNS szintézisén és a sejtosztódáson keresztül visszatér a kiindulási szakaszba, sejtciklusnak nevezzük.
Ennek első része egy nyugalmi szakasz, ekkor még nem indul meg a DNS megkettőződése – mRNS, enzimfehérjék szintézise. Rendszeresen osztódó sejtek (például növényi gyökércsúcsban) csak néhány órát töltenek ebben a szakaszban.
A második szakasz a DNS megkettőződése (hozzá tartozó fehérjék is keletkeznek), amely a sejtciklus időtartamának közel felét veszi igénybe. Ezzel kialakult a sejt megkettőződött kromoszómaállománya.
Eztán újabb nyugalmi szakasz következik – újabb mRNS és fehérjeszintézis.
Végül a sejtosztódás szakasza, amely 1-2 óra hosszúságú. Ennek során ketté válnak a kromoszómák, majd kettéosztódik a sejt, a keletkezett két utódsejt nyugalmi szakaszba kerül. Ha a sejtosztódás során olyan sejtek keletkeznek, amelyekben ugyanannyi a kromoszómák száma, mint a kiindulási sejtben volt, akkor mitózisról beszélünk. A mitózis a sejtciklus befejező szakasza.
A megelőző szakaszban a két sejtosztódás között a sejt DNS tartalma megduplázódik (kétkromatidás kromoszómák).
Az előszakaszban (profázis) a sejtmag megkettőződött kromatinállománya fénymikroszkópban is jól látható, tömör szerkezetű kromoszómákká alakul át. A maghártya elkezd lebomlani, a magvacska felszívódik, az osztódott sejtközpont (nincs hártyával körülvéve, kinézetre egy henger felületén 9 csővel) vándorol a sejt két pólusára.
A középszakaszban (metafázis) a sejtmaghártya teljesen eltűnik, a két sejtközpont között kialakul a húzófonalakból (fehérje) álló magorsó. A kromoszómák a sejt középvonalába rendeződnek és befűződésüknél a húzófonalakhoz kapcsolódnak.
Az utószakaszban (anafázis) a kromoszómákon felismerhetővé válnak az egymástól elváló felek, a kromatidák, melyek a elválásuk után a húzófonalak mentén a sejt két pólusa felé vándorolnak.
A végszakaszban (telofázis) megkezdődik az új maghártyák kiépülése, a kromoszómák letekerednek – kromatin lesz belőlük. A sejt középen elkezd befűződni, a magvacskák újból megjelennek, a citoplazma kettéválik – két új sejt.
A színtest és a mitokondrium is képes önálló osztódásra – van saját DNS-ük (a prokarioták kör alakú DNS-ére hasonlít). A két sejtalkotó fehérjéinek egy része a saját DNS-információi alapján épül fel. Másrészük a sejtplazmában szintetizálódik, ezek információja viszont a sejtmag DNS-molekuláiban található.
