In het begin was je gewoon genetisch materiaal. Om jou te maken, moesten je biologische vader en moeder allebei meedoen in een poging om elk één gameet in te zetten:een zaadcel en een eicel, elk met 23 chromosomen.

Hier moest een ingewikkelde genetische juju ten onder gaan – een proces dat mitose wordt genoemd, evenals het zusterproces meiose, dat net zo belangrijk is, maar niet zo gebruikelijk. Dus wacht... meiose versus meiose ? Wat is het verschil?

1. Wat is mitose?
2. Wat is meiose?
3. Wat is het verschil tussen meiose en mitose?
4. Chromosoomscheiding visualiseren
5. Het doel van meiose

Wat is mitose?

Mitose is een fundamenteel proces in de celbiologie, dat de verdeling van een enkele cel in twee dochtercellen aanstuurt. Celdeling zorgt ervoor dat de lichaamscellen van een organisme blijven bloeien en beschadigde of versleten cellen vervangen.

Dankzij mitose zijn we in staat identieke kopieën van cellen te genereren, zoals de cellen die worden gebruikt bij weefselherstel en groei.

Het proces van mitose

Tijdens de mitose ondergaat een diploïde oudercel een reeks gebeurtenissen. De kern van de oudercel deelt zich, wat culmineert in de vorming van twee genetisch identieke diploïde somatische cellen, of dochtercellen.

Dit betekent dat elke dochtercel een exacte kopie bezit van het genetische materiaal van de oudercel, met hetzelfde chromosoomnummer en dezelfde genetische informatie.

Een van de belangrijkste spelers in dit proces is de mitotische spil, een complexe structuur van spilmicrotubuli die de ordelijke scheiding van chromosomen begeleidt.

Terwijl de chromosomen zich langs de metafaseplaat uitlijnen, ondergaan ze tijdens de anafase een nauwkeurige scheiding in de twee dochtercellen. Ondertussen wordt het kernmembraan gedemonteerd en weer in elkaar gezet, waardoor een soepele overgang wordt gegarandeerd.

Het belang van mitose

Mitose is essentieel voor de groei, het herstel en het onderhoud van meercellige organismen. Het zorgt voor de constante vernieuwing van cellen zoals huid, bloed en spieren, en zorgt er tegelijkertijd voor dat deze nieuwe cellen genetisch identiek zijn aan hun oudercellen.

In wezen is mitose het cellulaire werkpaard dat ervoor zorgt dat ons lichaam soepel blijft functioneren.

Wat is meiose?

Meiose is een cruciaal proces in de seksuele voortplanting, verschillend van mitose, omdat het tot doel heeft genetische diversiteit te creëren.

Meiose begint met een diploïde oudercel, maar stopt niet bij slechts twee dochtercellen. In plaats daarvan doorloopt het twee verschillende stadia:Meiose I en Meiose II.

Meiose I:Genetisch materiaal uitwisselen

De eerste fase, Meiose I, omvat een cruciale stap:homologe recombinatie, waarbij homologe chromosomen van elke ouder genetisch materiaal uitwisselen. Dit proces schudt het genetische kaartspel, waarbij allelen (versies van genen) van beide ouders worden gemengd en gematcht.

Als gevolg van Meiose I ontstaan ​​er twee haploïde dochtercellen, elk met een unieke combinatie van genetisch materiaal. Deze cellen bezitten slechts één versie van elk gen, in tegenstelling tot de twee versies die in een diploïde cel worden aangetroffen. Maar daar houdt de genetische diversiteit niet op.

Meiose II:de vorming van gameten

Meiose II volgt en haploïde cellen delen zich verder. Deze tweede deling resulteert in vier haploïde dochtercellen, elk met verschillende genetische samenstellingen. Deze gespecialiseerde cellen staan ​​bekend als gameten of geslachtscellen en spelen een cruciale rol bij de seksuele voortplanting.

Tijdens de bevruchting versmelten voortplantingscellen (d.w.z. spermacellen) die hun eigen unieke genetische informatie dragen met eicellen, die op dezelfde manier zijn geladen met onderscheidend genetisch materiaal. Deze vereniging resulteert in een zygoten met een complete set genen, bestaande uit bijdragen van beide ouders.

Meiose is de architect van genetische variatie en vergroot het aanpassingsvermogen van een organisme aan een veranderende wereld. Het meiotische proces zorgt ervoor dat elke seksuele voortplantingsgebeurtenis genetische combinaties oplevert die werkelijk uniek zijn – een cruciaal element in de creatie van elke nieuwe generatie.

Wat is het verschil tussen meiose en mitose?

"De sleutel tot het begrijpen van het verschil tussen mitose en meiose ligt niet in de stappen, maar in de eindproducten van elk", zegt Brandon Jackson, assistent-professor bij de afdeling Biologische en Milieuwetenschappen aan de Longwood University in Virginia.

“Mitose resulteert in twee identieke ‘dochtercellen’, elk met twee versies van elk gen – één versie van elke ouder, net als elke cel in het lichaam”, vervolgt hij. "Meiose resulteert in vier cellen die gameten worden genoemd – geslachtscellen – maar elk heeft slechts één versie van elk gen. Op deze manier, wanneer sperma en eicel samensmelten tijdens de bevruchting, heeft de resulterende zygote weer twee versies van elk gen."

Dus als cellen zich delen, gebeurt dat bijna altijd via mitose, tenzij het product een gameet is die van plan is een andere gameet te ontmoeten om een ​​nieuw organisme te maken.

In dit geval kan elke cel slechts 23 chromosomen hebben in plaats van de normale 46. Er moet dus wat geschud worden om ervoor te zorgen dat elke geslachtscel de helft van de chromosomen van een normale cel heeft.

Het is moeilijk om de verschillen tussen de processen van mitose en meiose te beschrijven zonder termen als 'homologe recombinatie' en 'cytokinese' te gebruiken, die verwarrend zijn. Het helpt om even te stoppen met denken over celdeling in termen van chromosomen en te gaan nadenken over zinnen.

"Mitose versus meiose is de aartsvijand van mijn studenten!" zegt Jackson. "Maar aangezien DNA veel lijkt op woorden die aan elkaar zijn geregen om zinnen te maken, kunnen we woorden gebruiken om deze gebeurtenissen te analogiseren."

Chromosoomscheiding visualiseren

Eén oefening die Jackson tijdens zijn biologielessen doet, is het nemen van twee zinnen en deze 'chromosomen' noemen. Voor dit artikel hebben we zin 1 vetgedrukt gemaakt om het gemakkelijk te maken zijn pad te volgen door de processen van mitose en meiose.

Beide zinnen beschrijven in principe hetzelfde idee, maar Zin 1 (een eicel, met 23 chromosomen) komt van de vrouwelijke ouder (vetgedrukt), en Zin 2 (een zaadcel, ook met 23 chromosomen) komt van de mannelijke ouder.

Zowel de mitose als de meiose beginnen vanaf hier en dupliceren het DNA, waardoor we twee van elke zin krijgen.

De volgende stap van de mitose scheidt de duplicaten en sorteert ze vervolgens weer om tweelingcellen te creëren die elk genetisch materiaal bevatten dat is geërfd van zowel moeder als vader. Die kunnen later kopieën van zichzelf maken die vrijwel precies lijken op de kopieën die uw rode bloedcellen of levercellen vorig jaar of twintig jaar geleden hebben gemaakt.

De eerste fase van de meiose (wetenschappelijk bekend als Meiose I), neemt het gedupliceerde DNA dat het begin van het mitoseproces markeert, kopieert het, wat resulteert in twee dochtercellen, elk met volledige sets chromosomen, en schudt ze vervolgens als een pak kaarten:

De eerste stap (wetenschappelijk bekend als Meiose I) is het kopiëren van een enkele cel, wat resulteert in twee dochtercellen, die elk een volledige set chromosomen bevatten.

De tweede stap (wetenschappelijk bekend als Meiose II) scheidt vervolgens de nieuwe dochtercellen en plaatst ze elk in een eigen cel, waardoor er vier cellen overblijven met elk een ander DNA.

"Elke zin zegt hetzelfde, maar met verschillende versies van elk woord - elke versie is een allel, in DNA-taal", zegt Jackson. "Elk allel is een mix van woorden van de mannelijke en vrouwelijke ouders."

Het doel van meiose

Opluchting! Meiose lijkt een hele hoop werk! Waarom zou je je druk maken als je gewoon een snelle mitose kunt doen en er dan klaar mee bent?

"Variatie!" zegt Jackson. "Dit is het eerste deel van seksuele voortplanting, waarvan het doel is om de genetische variatie te vergroten, en dit vergroot het vermogen van een organisme om zich te blijven aanpassen aan een veranderende wereld."

Laten we zeggen dat de laatste gameet hierboven (dat zijn de "zinnen" gevormd door meiose) een andere gameet bevrucht die zegt:

Dat zou een nieuwe cel en organisme opleveren met het volgende DNA-profiel:

Dat is niet alleen anders dan onze oudercel, waarmee we begonnen, maar het is ook anders dan die van de grootouders.

En als je tientallen van deze zinnen hebt – mensen hebben immers 23 paar ‘zinnen’ – en elke zin duizenden woorden heeft, resulteert elke meiose- en bevruchtingsgebeurtenis in genetische combinaties die waarschijnlijk nooit hebben bestaan.

Dat is natuurlijk waarom je zo speciaal bent.

Meiose werd voor het eerst waargenomen in zee-egeleieren in 1876 door de Duitse bioloog Oscar Hertwig.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Veelgestelde vragen

Wat zijn diploïde cellen?

Wat is de celcyclus?

Hoeveel chromosomen hebben diploïde cellen bij mensen?

Wat zijn eicellen en spermacellen?

Wat zijn geslachtscellen?

Wat zijn genetisch identieke zusterchromatiden?