science >> Wetenschap >  >> Biologie

Celgroei en -deling: een overzicht van mitose en meiose

Elk organisme begint het leven als één cel, en de meeste levende wezens moeten hun cellen vermenigvuldigen om te groeien. Celgroei en deling maken deel uit van de normale levenscyclus van organismen op aarde, inclusief zowel prokaryoten als eukaryoten. Levende organismen halen energie uit voedsel of het milieu om zich te ontwikkelen en te groeien.

Celdeling begrijpen is cruciaal voor het beheersen van celbiologie.
Celgroei en celdeling

Organismen hebben celdeling nodig om te overleven en vermenigvuldigen. Het belangrijkste doel van celdeling is om meer cellen te maken. De meeste cellen in het menselijk lichaam zijn bijvoorbeeld somatische cellen en delen zich regelmatig. Deze cel- en weefselomzet is belangrijk voor de gezondheid en groei van het organisme.

Een levend wezen kan dode, oude of beschadigde cellen vervangen en het helpt sommige organismen groter te worden. Celdeling is ook een cruciaal onderdeel van de voortplanting en de productie van gameten, de geslachtscellen.
Soorten celdeling

Er zijn drie hoofdtypen celdeling: mitose, meiose en binaire splijting.

Mitosis
maakt twee identieke cellen van één oudercel. Het belangrijkste doel van mitose is groei en het vervangen van versleten of oude cellen. De meeste cellen in het menselijk lichaam ondergaan mitose.

Meiosis
maakt vier verschillende dochtercellen met de helft van de chromosomen van één oudercel. Het belangrijkste doel van meiose is om sperma of eicellen te maken.

Binaire splijting
is hoe eencellige organismen zich delen en een kopie van hun cellen maken. Prokaryoten gebruiken binaire splijting om hun DNA te repliceren en de cel in twee identieke stukken te splitsen: nieuwe cellen.
Wat gebeurt er tussen celdelingen?

De celcyclus is een reeks stappen en processen die het leven van een cel beschrijven. Wanneer cellen zich delen, doen ze dat niet constant. In plaats daarvan doorloopt het periodes van groei en DNA-replicatie. Eukaryotische cellen hebben twee hoofdonderdelen in hun cycli: interfase en de mitotische (M) fase.

Interphase
is het deel van de cyclus dat plaatsvindt tussen celdelingen. Het bestaat uit de G1-, S- en G2-fasen. Tijdens de interfase groeit de cel en repliceert zijn genetisch materiaal terwijl het zich op de deling voorbereidt. Het maakt kopieën van organellen, organiseert de inhoud ervan en wordt groter.

Mitotische (M) fase
is de feitelijke delingsfase van de cellen.
Wat gebeurt er na celdeling? >

Nadat de celdeling eindigt, kan de cel door rust, veroudering, differentiatie, apoptose of necrose gaan.

Als een cel in een rustfase komt, wordt deze G 0 Fase genoemd
. Quiescence
is een toestand van inactiviteit voor de cel en kan optreden vanwege een gebrek aan voedingsstoffen of groeifactoren. De cel kan het ruststadium verlaten en weer actief worden.

Anderzijds is senescentie
een toestand van inactiviteit voor de cel die optreedt door veroudering of schade. Senescentie is niet omkeerbaar en de cel kan sterven.

Differentiatie vindt plaats wanneer een cel zich specialiseert, zoals het worden van een bloedcel in het menselijk lichaam. Terminaldifferentiatie
is een permanent stadium en de cel kan de celcyclus niet meer doorlopen.

Apoptose
is celdood en is een normaal onderdeel van de cyclus. Cellen zijn geprogrammeerd om na een bepaalde periode te sterven. Necrose
is celdood veroorzaakt door letsel of schade.
Wat gebeurt er als celgroei verkeerd gaat?

Soms kunnen dingen misgaan tijdens celgroei of celdeling. Abnormale celgroei kan ziekten zoals kanker veroorzaken. Als oude of beschadigde cellen niet afsterven en de cellen van het organisme blijven delen en kanker zich kan ontwikkelen.

Kankercellen kunnen ongecontroleerd groeien en tumoren vormen. Bovendien zijn kankercellen meestal niet gespecialiseerd zoals andere cellen.
Overzicht van mitose

Tijdens mitose deelt de oudercel zich in twee identieke dochtercellen. Dit type celdeling helpt het organisme om oude of beschadigde cellen te laten groeien en vervangen.

De fasen van mitose omvatten:

  • Prophase: De chromosomen van de oudercel condenseren en worden compact. Spilvezels vormen zich en het kernmembraan begint op te lossen. Sommige bronnen plaatsen een andere fase, prometafase genaamd, tussen profase en metafase.
  • Metafase: de chromosomen van de oudercel staan in het midden van de cel en de mitotische spillen hechten zich vast aan de chromatiden.
  • Anafase: de zusterchromatiden van de chromosomen scheiden zich en beginnen zich naar tegenovergestelde polen van de oudercel te verplaatsen.
  • Telofase: Chromosomen bereiken de tegenovergestelde polen en rond elke set beginnen nieuwe nucleaire enveloppen te vormen. De mitotische spindel begint te desintegreren.
  • Cytokinese: de twee identieke cellen scheiden.

    Nadat de mitose is beëindigd, kan de cel in interfase komen totdat het tijd is om opnieuw te delen.
    De celcyclus

    De celcyclus verklaart de verschillende stadia in het leven van een cel. Onderfase omvat G 1, S en G 2. Tijdens G 1
    (tussenfase fase 1) wordt de cel groter en begint hij organellen te kopiëren. In de S fase
    maakt de cel kopieën van zijn DNA en centrosoom.

    Tijdens de G 2
    (tussenfase fase 2) groeit de cel meer en maakt meer eiwitten of organellen. Mitose gebeurt tijdens de M-fase
    . Wanneer een cel de hoofdfasen verlaat, kan deze G 0
    invoeren, wat een rustfase is.
    Overzicht van meiose

    Meiose is een soort celdeling die het mogelijk maakt een oudercel om vier dochtercellen te maken met de helft van het DNA erin. De dochtercellen worden haploid
    genoemd en het zijn geslachtscellen. U kunt meiose in twee stadia verdelen: meiose I en meiose II.

    Tijdens meiose I
    omvatten de stadia:

  • Profase I: De chromosomen van de cel condenseren en oversteken gebeurt wanneer de chromosomen stukjes DNA uitwisselen. De nucleaire envelop begint op te lossen.
  • Metafase I: de chromosoomparen liggen in het midden van de cel.
  • Anafase I: de chromosoomparen scheiden en beginnen naar tegenovergestelde zijden te bewegen.
  • Telofase I en cytokinese: de chromosomen bereiken de tegenovergestelde polen van de cel en de cel splitst zich in twee.

    Tijdens meiosis II
    zijn de fasen:

  • Prophase II: Elk van de twee dochtercellen heeft zijn chromosomen condenseren, en de nucleaire enveloppen beginnen op te lossen.
  • Metafase II: De chromosoomparen in elke dochtercel staan in het midden van de cel.
  • Anafase II: de chromosoomparen in elke dochtercel scheiden en beginnen naar tegenovergestelde kanten te bewegen.
  • Telophase II en Cytokinese: de chromosomen in elke dochtercel bereiken de tegenovergestelde polen van de cel, en elke cel verdeelt in twee. Dit resulteert in vier cellen.

    Meiose versus mitose

    Er zijn belangrijke verschillen tussen meiose en mitose. Mitosis creëert twee diploïde dochtercellen, maar meiose creëert vier haploïde cellen. Mitose produceert identieke dochtercellen, maar meiose maakt genetisch variabele gameten zoals de eicellen en zaadcellen.

    Mitose komt in de meeste celtypen voor. Meiose vindt alleen plaats in voortplantingscellen.
    Controle van de celcyclus

    Regulatie van de celcyclus is belangrijk voor alle organismen. Verschillende genen regelen de celcyclus om ervoor te zorgen dat er geen fouten optreden. Als er iets misgaat met de regulering, kan kanker ontstaan.

    Proto-oncogenen helpen bijvoorbeeld meestal de cel normaal groeien. Een mutatie in een proto-oncogeen kan het echter veranderen in een oncogeen dat ertoe leidt dat de cel ongecontroleerd groeit en kanker.

    Tumorsuppressorgenen kunnen eiwitten maken die DNA-fouten repareren en deling in cellen vertragen. Het TP53-gen codeert voor het tumoronderdrukker p53-eiwit in cellen. Mutaties in tumorsuppressorgenen kunnen echter kanker veroorzaken.
    Hoe ontwikkelen cellen zich na mitose?

    De meeste cellen die actief door mitose gaan, zijn voorlopercellen. Ze kunnen volwassen cellen worden die weefsels vormen door het proces van cellulaire differentiatie.

    Cellen moeten zich meer specialiseren in complexe organismen.