Door Kevin Beck – Bijgewerkt 30 augustus 2022

Cellen zijn de fundamentele eenheden van alle levende organismen, die elk gespecialiseerde structuren herbergen die essentiële functies vervullen, net zoals organen in een lichaam. Net zoals mensen verschillende levensfasen doorlopen (kindertijd, kindertijd, adolescentie, volwassenheid en ouderdom), volgen cellen een gedefinieerde levenscyclus met soepel overgaande fasen.

Prokaryoten (Bacteriën en Archaea) zijn eencellige organismen die geen gestructureerde celcyclus hebben; ze groeien eenvoudigweg en delen zich door binaire splijting. Eukaryotische organismen (dieren, schimmels en planten) daarentegen ondergaan een gereguleerde reeks celcyclusfasen.

Kernfasen van de celcyclus

De kern van het cellulaire leven is reproductie:elke cel dupliceert zichzelf zodat het organisme kan groeien, weefsel kan herstellen en uiteindelijk nakomelingen kan produceren. De celcyclus is traditioneel verdeeld in twee hoofdfasen:interfase , waarbij de cel zich voorbereidt op deling, en mitose (de M-fase), waarin het genetische materiaal wordt verdeeld in twee dochterkernen.

Overzicht van de celcyclus

Tijdens de interfase wordt een cel groter, synthetiseert eiwitten en organellen en repliceert zijn DNA. Zodra het genoom is gedupliceerd, voert de cel kwaliteitscontroles uit voordat hij de mitose ingaat, waarbij de gedupliceerde chromosomen worden gescheiden en de cel zich splitst in twee genetisch identieke dochtercellen. De cyclus begint dan opnieuw.

Hoewel de duur van de interfase sterk varieert tussen celtypen en fysiologische omstandigheden, is de mitose in het algemeen kort in vergelijking.

Interfase:G1, S en G2

Interphase bestaat uit drie subfasen:

• G1 (Gap 1) – De cel groeit, synthetiseert eiwitten en produceert ATP, waardoor de machinerie voor DNA-synthese wordt voorbereid.
• S (Synthese) – DNA-replicatie vindt plaats; chromosomen ontspannen zich, waardoor DNA wordt blootgesteld aan replicatie-enzymen, wat resulteert in zusterchromatiden die zich bij het centromeer aansluiten.
• G2 (Gap 2) – De cel blijft groeien, assembleert componenten voor mitose en voert een laatste integriteitscontrole uit van het gerepliceerde DNA.

Na G2 gaat de cel over naar de M-fase.

Chromosomen en chromatine

Chromosomen zijn samengeperste strengen chromatine, bestaande uit DNA dat om histoneiwitten is gewikkeld. Door deze strakke verpakking kan elke cel een volledige kopie van het genoom van het organisme opslaan. Mensen bezitten 46 chromosomen (23 van elke ouder), gerangschikt in 22 homologe paren en één geslachtschromosoompaar (XX of XY).

M-fase (mitose) en cytokinese

Mitose is verdeeld in vijf verschillende fasen:

1. Profase – Chromosomen condenseren; de mitotische spil vormt zich uit centrosomen; de nucleaire envelop wordt gedemonteerd.
2. Prometafase – Spindelmicrotubuli hechten zich aan kinetochoren; chromosomen migreren naar de metafaseplaat.
3. Metafase – Chromosomen worden uitgelijnd op het equatoriale vlak van de cel (metafaseplaat).
4. Anafase – Zusterchromatiden scheiden zich en worden door spoelvezels naar tegenovergestelde polen getrokken.
5. Telofase – Kernenveloppen hervormen zich rond elke set chromosomen; chromosomen decondenseren naar hun interfase-toestand.

Onmiddellijk na de telofase vindt cytokinese plaats , de fysieke verdeling van het cytoplasma, resulterend in twee dochtercellen, elk met een complete set chromosomen.

De gecombineerde M-fase en cytokinese weerspiegelen binaire splijting in prokaryoten, maar met een kern en een complexer spindelapparaat.