Door Ho-Diep Dinh – Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Afbeelding tegoed:Pom669/iStock/GettyImages

Eeuwenlang hebben wetenschappers gedebatteerd over de vraag of cellen spontaan konden ontstaan. De celtheorie beslechtte dit debat en onthulde dat alleen bestaande cellen aanleiding geven tot nieuwe. Celdeling – of mitose – is het mechanisme dat de groei, voortplanting en weefselherstel van elk levend organisme aanstuurt.

TL;DR

Celdeling is de hoeksteen van het leven en zorgt ervoor dat organismen kunnen groeien, zich kunnen voortplanten en genezen.

Hoe celdeling werkt

Celdeling is een strak gereguleerde opeenvolging van gebeurtenissen. De celcyclus bestaat uit vijf verschillende fasen:

• Interfase – De cel bereidt zich voor door zijn DNA te dupliceren en routinematige functies uit te voeren.
• Profase – Chromosomen condenseren, worden zichtbaar en bewegen naar tegenovergestelde polen.
• Metafase – Chromosomen liggen netjes op één lijn langs de evenaar van de cel.
• Anafase – Zusterchromatiden gaan uit elkaar en worden naar tegenovergestelde uiteinden getrokken.
• Telofase – De kernenveloppen worden hervormd, de chromosomen decondenseren en de cel splitst zich in twee dochtercellen.

Mitose zelf beslaat slechts een fractie van de totale cyclus; het grootste deel van de tijd wordt doorgebracht in de interfase, waar de cel zich klaarmaakt voor deling.

Celdeling als reproductie

Bij veel eencellige organismen is mitose tevens het enige middel tot voortplanting. Dit proces, bekend als binaire splijting, komt vooral veel voor bij bacteriën – de vroegste levensvormen op aarde. Omdat bacteriën de energie en machines voor seksuele voortplanting missen, stelt binaire splitsing hen in staat snel omgevingen te koloniseren. Omdat elk nageslacht echter een kloon is, kan een plotselinge verandering in de omstandigheden hele populaties bedreigen.

De groei van meercellig leven stimuleren

Vanaf de embryonale ontwikkeling tot de volwassenheid breiden organismen zich uit door het aantal cellen te vergroten of individuele cellen te vergroten. Al vroeg in het leven delen cellen zich sneller, waardoor de initiële structuur van het lichaam ontstaat. Zodra de volwassenheid is bereikt, verliezen veel gespecialiseerde cellen (bijvoorbeeld neuronen en hartspiercellen) het vermogen om te delen, en blijft de groei beperkt tot hypertrofie – de vergroting van bestaande cellen.

Weefselschade herstellen

Wanneer weefsel beschadigd raakt, geeft de extracellulaire matrix (ECM) groeifactoren vrij die nabijgelegen cellen ertoe aanzetten opnieuw de celcyclus binnen te gaan. Bij kleine wonden leidt dit tot efficiënte regeneratie via mitose. Ernstige verwondingen resulteren daarentegen vaak in littekenweefsel (fibrose), omdat het herstelproces de oorspronkelijke architectuur niet volledig kan herstellen.

Regulering van celdeling

Cellen controleren de deling via controlepunten. De meeste menselijke cellen bevinden zich in de niet-delende G0-fase. Signalen van kinasen kunnen een cel naar het G1-controlepunt duwen, waardoor de DNA-synthese wordt geïnitieerd. Het G2-controlepunt zorgt ervoor dat alles klaar is vóór de mitose. Externe signalen – zoals groeifactoren van bloedplaatjes tijdens wondgenezing – kunnen ook deling stimuleren. Contactremming, waarbij cellen stoppen met delen wanneer ze een maximale dichtheid bereiken, helpt de weefselarchitectuur te behouden.

Gevolgen van ongecontroleerde verdeeldheid

Als de waarborgen falen, kan ongecontroleerde mitose tot kanker leiden. Mutaties in genen die de celcyclus reguleren, zorgen ervoor dat cellen normale groeionderdrukkingssignalen kunnen negeren. Deze kwaadaardige cellen vormen tumoren, rekruteren nieuwe bloedvaten en kunnen uitzaaien en zich verspreiden naar verre weefsels. Omdat kankercellen regulerende signalen negeren, kunnen ze zich voor onbepaalde tijd vermenigvuldigen, waardoor de normale functie in gevaar komt.