Mitoos on osa rakkude jagunemise tsüklist. Raku kromosoomid kopeeritakse, et luua kaks identset kromosoomikomplekti, ja raku tuum jaguneb kaheks identseks tuumaks. See on peamine viis, kuidas somaatilised ehk keharakud asendatakse, kasvavad ja taastuvad.

Enne mitoosi tekitab rakk oma geneetilisest informatsioonist identse komplekti - seda nimetatakse replikatsiooniks. Geneetiline teave on kromosoomide DNA-s. Mitoosi alguses kerivad kromosoomid kokku ja muutuvad valguse mikroskoobiga nähtavaks. Kromosoomid on nüüd kaks kromatiidi, mis on ühendatud tsentromeeri juures. Kuna need kaks kromatiidi on üksteisega identsed, nimetatakse neid sõsarkromatiidideks.

Mitoos toimub inimkehas kõigis jagunevate rakkude tüüpides, välja arvatud spermatosoidide ja munarakkude puhul. Sperma- ja munarakud on sugurakud ehk sugurakud. Sugurakud tekivad teistsuguse jagunemismeetodi ehk meioosi abil.

Mitoosi põhietapid

  • Profaas: kromatiin kondenseerub ja kromosoomid muutuvad nähtavaks. Tsentrosoomid (keskuseadeldised) dupletinguid meenutades liiguvad raku vastaskülgedele ning hakkavad moodustama mikrotoruvaigust koosnevat ketast ehk spindlikera.
  • Prometafaas: tuumamembraan laguneb ja spindlivarras kinnitub tsentromeeri juures paiknevatekinetokooride kaudu iga sõsarkromatiidi külge. Kromosoomid hakkavad ridadeks jaotuma spindli tasapinnal.
  • Metafaas: kõik kromosoomid on ritta joondunud raku ekvaatoril (metafaasilaual). See on oluline etapp, sest õige joondumine tagab, et igasse tütarrakku läheb täpne kromatiidide komplekt.
  • Anafaas: sõsarkromatiidid eralduvad tsentromeerist ja liiguvad spindli abil raku vastaspooluste poole. See tagab, et kummaski tütarrakus on identne kromosoomikomplekt.
  • Telofaas: kromosoomid jõuavad raku poolustele, spindel laguneb ning tuumamembraanid hakkavad taas tekkima kahe uue tuuma ümber. Kromosoomid dekondenseeruvad.
  • Sütookinees (tsütokinees): mitoosi lõppfaas, kus raku tsütoplasma jaguneb ja moodustuvad kaks eraldiseisvat tütarrakku. Loomarakkudes toimub see sageli kontraktsiooni vöö kaudu, taimrakkudes tekib tselluloosist vahesein.

Raku elutsükkel ja mitoosi koht

Rakkude elutsükkel koosneb faasidest G1 (kasv), S (DNA replikatsioon), G2 (ettevalmistus mitoosiks) ja M (mitoos + sütookinees). Mitoos leiab aset M-faasis, kuid õige toimimine sõltub eelnevatest S- ja G2-faasi protsessidest. Raku tsükli kontrollpunktid (G1-, G2- ja M-kontrollpunktid) tagavad, et kahjustatud või mittetäielikult replitseeritud DNA-ga rakud ei jätkaks jagunemist.

Miks mitoos on oluline?

  • Kasu kasvule: organismid kasvavad rakkude jagunemise kaudu.
  • Kudede taastumine ja remont: vigastuste korral asendatakse kahjustatud rakke uutega.
  • Aseksuaalne paljunemine: paljud üksikorganismid (näiteks bakterioosid, mädarõika lehed, mõned taimed ja loomad) kasutavad mitoosi ainuüksi või selle lihvitud vorme paljunemiseks.
  • Geneetiline stabiilsus: mitoosi käigus saadavad tütarrakud samad geneetilised juhised kui vanemrakk, mis on tähtis kudede funktsiooni säilitamiseks.

Regulatsioon ja võimalikud vead

Mitoosi reguleerivad keerukad molekulaarsed mehhanismid, sealhulgas tsükli reguleerivad valgud (sünteesitavad tsükliinid ja nende partnerid CDK-d). Kui kontrollpunktid ei tööta õigesti või tekib DNA kahjustus, võib tulemuseks olla valekäitumine: rakkude liigne jagunemine (kasvaja) või kromosoomide vale jaotumine (aneuploidia). Kuigi paljud kromosoomihälbed on tõsised, võivad mõned mitootilised vead põhjustada mosaiiksust — seisundit, kus organismil on eri kudedes erinev kromosoomide komplekt.

Peamised erinevused mitoosi ja meioosi vahel

  • Mitoos: annab kaks geneetiliselt identset tütarrakku, toimub somaatilistes rakkudes ja säilitab kromosoomide arvu.
  • Meioos: toimub sugurakkude loomisel, annab neli mittetäielikult identset tütarrakku ning vähendab kromosoomide arvu poole võrra — sellest tuleneb sugurakkude geneetiline mitmekesisus.

Kokkuvõttes on mitoos keskne protsess organismi elus: see võimaldab rakkudel paljuneda, säilitada geneetilist infot ja parandada kudesid. Samas nõuab see täpset regulatsiooni — ebaõnnestumised võivad viia haigusteni, sealhulgas vähini.