Door Kevin Beck, bijgewerkt op 30 augustus 2022

Wanneer een eukaryote cel zijn levenscyclus voltooit, deelt hij zich in twee dochtercellen, die elk een volledige kopie van het DNA van de ouder erven. Deze laatste divisie wordt cytokinese genoemd , volgt op mitose – het uit meerdere stappen bestaande proces dat de kern in tweeën splitst.

De eukaryotische celcyclus

Eukaryoten (planten, dieren, schimmels) bezitten kernen en organellen, waardoor hun deling complexer is dan die van prokaryoten, die zich voortplanten door binaire splitsing. Een eukaryotische cel gaat de G1-fase (eerste opening) van de interfase binnen, waar hij groeit. DNA-replicatie vindt plaats in de S-fase (synthese), gevolgd door een tweede opening (G2) waar de cel zijn replicatie controleert. Ten slotte culmineert de M-fase (mitose) in zowel nucleaire als cytoplasmatische deling. Interfase beslaat het grootste deel van de cyclus, terwijl de M-fase kort maar cruciaal is.

De stadia van mitose

Mitose wordt traditioneel verdeeld in vijf fasen, die een compleet beeld bieden van de nucleaire divisie:

• Profase: Chromosomen condenseren en worden zichtbaar. Centriolen dupliceren en migreren naar tegenovergestelde polen, waardoor de mitotische spil wordt geïnitieerd.
• Prometafase: De nucleaire envelop lost op en microtubuli van de spil hechten zich aan kinetochoren, waardoor chromosomen naar de evenaar worden geleid.
• Metafase: Chromosomen liggen precies op één lijn langs de metafaseplaat, waardoor een gelijke verdeling van zusterchromatiden wordt gegarandeerd.
• Anafase: Zusterchromatiden scheiden zich en worden naar tegenovergestelde polen getrokken door de spilvezels in te korten. De splitsingsgroef verschijnt, wat het begin van cytokinese aangeeft.
• Telofase: Chromatiden decondenseren, nieuwe nucleaire enveloppen vormen zich rond elke set en de cel bereidt zich voor op cytoplasmatische deling.

Cytokineseoverzicht

Hoewel vaak gepresenteerd als een afzonderlijke gebeurtenis na mitose, overlapt cytokinese feitelijk tijdelijk met late mitotische stadia. De splitsingsgroef die de deling initieert, verschijnt tijdens de anafase en zorgt ervoor dat de chromatiden al gescheiden zijn voordat het plasmamembraan naar binnen knijpt. Deze overlap waarborgt de genomische integriteit door asymmetrische chromosoomverdeling te voorkomen.

De contractiele ring

Centraal in de cytokinese van dierlijke cellen staat de contractiele ring , een dynamisch schavot van actinefilamenten en myosinemotoren net onder het plasmamembraan. Terwijl de ring samentrekt, wordt het membraan ingedeukt om de splitsingsgroef te vormen. Nieuw membraanmateriaal wordt aangevoerd vanuit blaasjes, waardoor de opkomende dochtercellen worden afgesloten. Plantencellen, met stijve celwanden, vertrouwen op een ander mechanisme waarbij geen zichtbare groef betrokken is.

Asymmetrische verdeling

Cellen kunnen zich asymmetrisch delen, waardoor de cytoplasmatische inhoud ongelijkmatig wordt verdeeld, terwijl een gelijke chromosomale segregatie behouden blijft. Deze strategie stelt dochtercellen in staat een verschillend lot of verschillende functies te verwerven – een essentieel proces bij de ontwikkeling, stamceldifferentiatie en gespecialiseerde weefselvorming.