Celdeling: de celcyclus

De groei van een organisme vindt plaats door de toename van het aantal cellen door celdeling. De belangrijkste celdelingsmethoden in het menselijk lichaam zijn mitose en meiose. De processen die tijdens deze celdelingsmethoden plaatsvinden, verlopen op dezelfde manier, maar leiden tot verschillende resultaten.

Mitotische celdeling (mitose) leidt tot een toename van het aantal cellen en de groei van het organisme. Deze methode zorgt voor de vernieuwing van cellen wanneer ze versleten zijn of afsterven. Het is momenteel bekend dat cellen in de opperhuid 10-30 dagen leven, rode bloedcellen zelfs 4-5 maanden. Zenuw- en spiercellen (vezels) leven een heel leven lang.

Alle cellen ondergaan tijdens de voortplanting (deling) veranderingen die passen binnen het kader van de celcyclus. De celcyclus is de naam voor de processen die zich in een cel afspelen van deling tot deling of van deling tot de dood (dood) van de cel. De celcyclus maakt onderscheid tussen de voorbereiding van de cel op de deling (interfase) en mitose (het proces van celdeling).

In de interfase, die ongeveer 20-30 uur duurt, neemt de snelheid van biosynthetische processen toe en neemt het aantal organellen toe. In deze fase verdubbelt de massa van de cel en al haar structurele componenten, inclusief centriolen.

Replicatie (herhaling, verdubbeling) van nucleïnezuurmoleculen vindt plaats. Dit is het proces waarbij genetische informatie die is opgeslagen in het oorspronkelijke DNA wordt overgedragen door deze nauwkeurig te reproduceren in dochtercellen. De oorspronkelijke DNA-keten dient als sjabloon voor de synthese van dochter-DNA. Als gevolg van replicatie bestaat elk van de twee dochter-DNA-moleculen uit één oude en één nieuwe keten. Tijdens de voorbereiding op mitose worden in de cel eiwitten aangemaakt die nodig zijn voor celdeling. Aan het einde van de interfase is het chromatine in de celkern gecondenseerd.

Mitose (van het Griekse mitos - draad) is de periode waarin de moedercel zich deelt in twee dochtercellen. Mitotische celdeling zorgt voor een gelijkmatige verdeling van celstructuren en de kernsubstantie - chromatine - tussen de twee dochtercellen. De duur van de mitose varieert van 30 minuten tot 3 uur. Mitose wordt onderverdeeld in profase, metafase, anafase en telofase.

In de profase valt de nucleolus geleidelijk uiteen en divergeren de centriolen naar de polen van de cel. De microtubuli van de centriolen zijn naar de equator gericht en overlappen elkaar in het equatoriale gebied.

In de metafase wordt het kernmembraan vernietigd en worden de chromosoomdraden naar de polen geleid, waardoor een verbinding met het equatoriale gebied van de cel behouden blijft. De structuren van het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-complex vallen uiteen in kleine belletjes (vesikels), die samen met de mitochondriën over beide helften van de delende cel verdeeld worden. Aan het einde van de metafase begint elk chromosoom zich te splitsen in twee nieuwe dochterchromosomen door een longitudinale spleet.

In de anafase scheiden de chromosomen zich van elkaar en bewegen ze richting de polen van de cel met een snelheid tot 0,5 μm/min. Aan het einde van de anafase verschuift het plasmamembraan langs de evenaar van de cel, loodrecht op de lengteas, waardoor een delingsgroef ontstaat.

In de telofase decondenseren de chromosomen die naar de polen van de cel zijn gedivergeerd, worden ze chromatine en begint de transcriptie (productie) van RNA. Het kernmembraan en de nucleolus worden gevormd, en de membraanstructuren van toekomstige dochtercellen worden snel gevormd. Op het celoppervlak, langs de evenaar, wordt de vernauwing dieper en splitst de cel zich in twee dochtercellen.

Door mitotische deling ontvangen dochtercellen een set chromosomen die identiek is aan die van de moeder. Mitose zorgt voor genetische stabiliteit, een toename van het aantal cellen en daarmee de groei van het organisme, evenals regeneratieprocessen.

Meiose (van het Griekse meiose - reductie) wordt waargenomen in geslachtscellen. Door de deling van deze cellen worden nieuwe cellen gevormd met één (haploïde) set chromosomen, wat belangrijk is voor de overdracht van genetische informatie. Wanneer een geslachtscel fuseert met een cel van het andere geslacht (tijdens de bevruchting), verdubbelt de set chromosomen, wordt compleet, dubbel (diploïde). In de diploïde (binucleaire) zygote die gevormd wordt na de fusie van geslachtscellen, bevinden zich twee sets identieke (homologe) chromosomen. Elk paar homologe chromosomen van een diploïde organisme (zygote) is afkomstig uit de kern van de eicel en uit de kern van de zaadcel.

Als gevolg van de meiose van geslachtscellen in een volwassen organisme bevat elke dochtercel slechts één van alle paren homologe chromosomen van de oorspronkelijke cellen. Dit wordt mogelijk doordat tijdens de meiose alleen DNA-replicatie en twee opeenvolgende celdelingen van de celkernen plaatsvinden. Hierdoor worden twee haploïde cellen gevormd uit één diploïde cel. Elk van deze dochtercellen bevat de helft van het aantal chromosomen (23) als de celkern van de moedercel (46). Als gevolg van de meiose hebben haploïde geslachtscellen niet alleen een gehalveerd aantal chromosomen, maar ook een andere rangschikking van genen in de chromosomen. Het nieuwe organisme draagt daarom niet alleen de som van de kenmerken van zijn ouders, maar ook zijn eigen (individuele) eigenschappen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]