Celdeling, mitose van cellen

De genen en hun regelmechanismen bepalen niet alleen de groei van cellen, maar ook wanneer cellen delen. Op deze manier bepalen de genen elke fase in de ontwikkeling van een lichaam uit een bevruchte eicel. Mitose betekent deling van cellen, waarbij de dochtercel exact hetzelfde is als de moedercel.

Celdeling in het algemeen
Met uitzondering van de rode bloedcellen, skeletspierweefsel en neuronen zijn alle cellen in het lichaam in staat te delen. Normaal gesproken zal een cel eerst groeien. Wanneer een cel een bepaalde groei heeft gerealiseerd zal het middels mitose delen, om zo twee nieuwe cellen te vormen. Cellen van verschillende weefsels hebben een verschillende levensduur. Deze levensduur kan variëren van 10 uur voor beenmerg tot het hele leven voor neuronen.

De celdeling begint met de replicatie van DNA. Nadat al het DNA in de chromosomen verdubbeld is, kan de mitose plaats vinden. Het DNA wordt maar eenmaal verdubbeld, zodat het gekopieerde DNA exact hetzelfde is. De verdubbeling van DNA lijkt sterk op de vorming van RNA. Er zijn echter belangrijke verschillen.
• Beide DNA-strengen worden gekopieerd, niet 1.
• De hele DNA-streng wordt gekopieerd, geen kleine stukjes zoals bij de transcriptie van RNA.

De belangrijke enzymen voor de replicatie van DNA is een complex van enzymen wat DNA-polymerase wordt genoemd, dit lijkt op het RNA-polymerase. Elk nieuw gevormde DNA-streng blijft met een waterstofbrug verbonden met de originele DNA-streng. De twee nieuwe DNA-helixen worden ontrafeld door een aantal enzymen die de hele helix in de lengte knipt. Ook roteren de enzymen de hele helix en veroorzaken de scheiding van de helixen.

De DNA-strengen worden vervolgens eerst gerepareerd en proef gelezen. Wanneer er stukken nucleotiden niet goed gekopieerd zijn, knippen de enzymen de onjuiste nucleotiden eruit en vervangen deze met de goede nucleotiden. Wanneer er toch een fout ontstaat, wordt dat een mutatie genoemd.

Hele chromosomen worden gekopieerd. De DNA-helixen in de celkern zijn als enkele chromosomen verpakt. De cellen van de mens hebben 46 chromosomen in 23 chromosomenparen. Ook zit in het DNA een grote hoeveelheid eiwit in de vorm van histonen. Om de histonen zit het DNA gewikkeld. Tijdens de replicatie blijven de nieuw gevormde chromosomen dicht bij elkaar bij het centromeer. De gekopieerde maar nog steeds aan elkaar vastzittende chromosomen worden chromatiden genoemd.

Verschillende fasen in de celdeling
Mitose is het proces waarbij de moedercel in twee dochtercellen splitst. Twee paren van centriolen beginnen naar de uiteinde van de cel te bewegen. Deze beweging wordt veroorzaakt door polymerisatie van microtubules. Wanneer de tubulus groeien, duwen ze de centriolen naar de celpolen. Gelijktijdig groeien andere microtubulus naar de zijkant van de cel. In de cel ontstaat een soort spinnenweb. Het spinnenweb wordt een aster genoemd. Het complex van microtubuli wat van pool naar pool loopt, wordt de spoel genoemd. De spoel en aster worden samen het mitotisch apparaat genoemd. De mitose bestaat vervolgens uit een aantal stappen.
• Profase is het begin van de mitose. Wanneer de spoel wordt gevormd, condenseren de chromosomen.
• Prometafase is de fase waarin de microtubuli van de aster groeien en verpakte celkern kapot prikken. Ook hechten de microtubuli aan de chromatiden.
• Metafase is de fase waarin de asters verder zijwaarts bewegen en de spoel ook verder groeit. De chromatiden worden naar het midden van de cel getrokken.
• Anafase is de fase waarin de chromatiden van elk chromosoom uit elkaar worden getrokken.
• Telofase is de fase waarin de chromosomen volledig uit elkaar worden getrokken. Het mitotisch apparaat lost op en een nieuwe celkernmembraan wordt ontwikkeld.

Celdifferentiatie zorgt ervoor dat verschillende cellen in het lichaam verschillende functies kunnen uitvoeren. Wanneer een bevruchte eicel zich verder ontwikkeld, deelt de eicel zich steeds verder, totdat miljarden cellen zijn ontstaat. Geleidelijk differentiëren de cellen zich steeds meer. De differentiatie ontstaat door de activatie van bepaalde genen tijdens de celdelingen.

Lees ook:

Loop geen inkomsten mis, schrijf over hobby, werk of studie en verdien extra inkomsten!

Maak je eigen geldmachine in 8 stappen en wordt financieel onafhankelijk

Celdeling: meiose (meiose I en meiose II), de vorming van geslachtscellen

Genetische controle van eiwitsynthese

De dierlijke cel

Celkern: celdeling (mitose en meiose) en eiwitsynthese

Bouw, onderdelen (organellen) en functie van de cel

Bouw en functie van het celmembraan

Bronnen:
JE. Hall, 2006, Pocket Companion to Textbook of Medical Physiology,  Elsevier Inc
GA Thibodeau, Patton KT 2007, Anatomy & Physiology, Mosby/Elsevier
EN Marieb, Hoehn K 2007, Human Anatomy & Physiology, Pearson/Benjamin Cummings