Mitoosi on osa solunjakautumissykliä. Solun kromosomit kopioituvat kahdeksi identtiseksi kromosomisarjaksi, ja solun ydin jakautuu kahdeksi identtiseksi ytimeksi. Mitoosin tarkoituksena on jakaa solun perintöaines kahteen tytärsoluun siten, että kummassakin on sama kromosomiluku ja sama geneettinen informaatio kuin äitisolussa.

Ennen mitoosia solu luo identtisen joukon omaa perintöainesta – tätä kutsutaan replikaatioksi. Geneettinen informaatio on kromosomien DNA:ssa. Mitoosin alussa kromosomit kelautuvat tiiviimmin pakkautuneiksi ja tulevat näkyviin valomikroskoopilla. Jokainen kromosomi koostuu kahdesta identtisestä kromatidista, jotka ovat kiinnittyneinä toisiinsa sentromeerin kohdalla — näitä kutsutaan sisarkromatideiksi.

Mitoosia tapahtuu useimmissa elimistön jakautuvissa soluissa (ns. somaattisissa soluissa), mutta ei esimerkiksi siittiöissä tai munasoluissa. Nämä sukusolut eli sukusolut syntyvät erilaista jakautumistapaa käyttäen, jota kutsutaan meioosiksi, ja sen seurauksena sukusolujen kromosomiluku puolittuu.

Vaiheet

  • Profaasi: Kromatiini tiivistyy näkyviksi kromosomeiksi. Tuma alkaa menettää muotoaan ja tumakotelo alkaa hajota. Keskushermostoissa (eläinsoluissa) sentrosomit siirtyvät solun vastakkaisiin napoihin ja muodostavat mikrotubulukselisen jakosilmun.
  • Prometafaasi: Tumakotelo on hajonnut. Kromosomit kiinnittyvät jakosilmukan mikrotubuluksiin kinetochoorien kautta (sentromeerin alueella olevat proteiinirakenteet), ja liike kohti solun keskitasoa alkaa.
  • Metafaasi: Kromosomit asettuvat solun ekvaattoritasolle eli metafaasilaudalle. Tämä asettuminen varmistaa, että sisarkromatidit jakautuvat oikein kumpaankin tytärsoluun.
  • Anafaasi: Sisarkromatidit irtoavat toisistaan ja siirtyvät vastakkaisiin napoihin. Anafaasia voi kuvata kahdessa osassa: anafaasi A (kromatidien liike napoja kohti) ja anafaasi B (napojen välinen siirtymä, joka pidentää solua).
  • Telofaasi: Kromatidit saavuttavat napansa, tumakotelot alkavat muodostua uudelleen ja kromosomit dekondensoivat takaisin vähemmän tiiviiseen tilaan. Näin muodostuu kaksi erillistä tumaa.
  • Sytokineesi (solunjakautuminen): Sytoplasma jakautuu, ja solukalvo jakaa solun kahdeksi erilliseksi tytärsoluksi. Eläinsoluissa tätä auttaa aktiini‑myosiinirenkaan supistuminen (jakovako), kasvisoluissa muodostuu soluseinää jakavaa solulevyä.

Jakautumisen säätely ja tarkastuspisteet

Mitoosia säätelevät solun jakautumissykliin liittyvät signaalit ja proteiinit, kuten sykliinit ja sykliini‑riippuvaiset kinaasit (CDK). Tärkeitä tarkastuspisteitä ovat muun muassa G2/M‑tarkastuspiste ja jakosilmukan (spindle assembly) tarkastuspiste, jotka varmistavat DNA:n täydellisen replikaation ja sen, että kaikki kromosomit ovat oikein kiinnittyneet ennen sisarkromatidien erottamista.

Merkitys

  • Kasvu ja kehitys: Mitoosi lisää solumäärää ja mahdollistaa kudosten kasvun.
  • Kudoskorjaus ja uusiutuminen: Vaurioituneet solut korvataan mitoosin avulla (esim. iho, veri).
  • Geneettinen vakaus: Mitoosi säilyttää solujen kromosomiluvun ja perintöaineksen identtisyyden äitisoluun nähden.
  • Aseksuaalinen lisääntyminen: Joillakin organismeilla mitootinen jakautuminen on lisääntymistapa.

Viat ja seuraukset

Jos mitoosi epäonnistuu tai tarkastuspisteet pettävät, seurauksena voi olla kromosomien epätasainen jakautuminen (aneuploidia). Tällaiset virheet liittyvät moniin sairauksiin, esimerkiksi syöpään, jossa solujen jakautumisen säätely on häiriintynyt.

Lisätietoa ja havainnointi

Kromosomit näkyvät usein parhaiten mitoosin aikana ja niitä voidaan tutkia valomikroskoopilla tai tarkemmilla elektronimikroskoopeilla. Mikroskopialla mitatun mitoottisen indeksin avulla voidaan arvioida kudoksen jakautumisaktiivisuutta. Mitoosin kesto vaihtelee solutyypin ja organismin mukaan — joissain soluissa jakautuminen on nopeasti tapahtuva prosessi, toisaalta solu voi pysyä pitkään lepotilassa (G0‑vaihe).

Usein esiin nouseva vertailu on meioosi, joka muistuttaa rakenteellisesti muutamassa vaiheessa mitoosia mutta johtaa kromosomiluvun puolittumiseen ja lisää geneettistä muuntelua sukusoluissa — siksi sukusolut (sukusoluja) eivät synny mitoosin kautta, vaan meioosin avulla.

Joissakin elimistön soluissa, kuten aikuisen keskushermoston neuroneissa, mitoosi on hyvin harvinaista tai sitä ei tapahdu lainkaan, kun taas esimerkiksi ihon tai verisolujen kantasolut jakautuvat säännöllisesti ylläpitäen kudosten toimintaa.