Fotodisc/Photodisc/Getty Images

Voorafgaand aan de celdeling moet het DNA in de kern getrouw worden gedupliceerd, zorgvuldig worden geïnspecteerd op fouten en worden georganiseerd in compacte, chromatide-achtige structuren. Deze ingewikkelde sequentie zorgt ervoor dat elke dochtercel een nauwkeurige kopie van het genoom ontvangt.

De celcyclus:stadia van synthese en celdeling

Celdeling, of mitose, is een belangrijk onderdeel van de celcyclus . Het volgt een voorbereidende fase genaamd interfase en een deelfase die bekend staat als de M-fase. De M-fase is onderverdeeld in mitose en cytokinese, waarbij de laatste de fysieke splitsing is die twee dochtercellen oplevert. De klassieke stadia van mitose zijn profase, metafase, anafase , en telofase , die elk bijdragen aan de vorming van identieke dochterkernen.

Interphase zelf is verdeeld in drie subfasen:G1, S en G2. Tijdens G1 (de eerste opening) groeit de cel en synthetiseert hij eiwitten. In de S-fase (synthese) vindt DNA-replicatie plaats, waarbij zusterchromatiden worden geproduceerd. G2 (het tweede gat) is gewijd aan de duplicatie van organellen en een grondige beoordeling van het nieuw gesynthetiseerde DNA op mogelijke fouten voordat de cel tot deling overgaat.

Na replicatie in de S-fase bestaat elk chromosoom uit twee identieke zusterchromatiden. Bij mensen is het resultaat twee complete sets van 46 chromosomen:23 van elke ouder. In tegenstelling tot meiose is er bij mitose geen sprake van het paren van homologe chromosomen.

DNA-synthese

Tijdens de S-fase dupliceert de cel zijn volledige genoom in een zeer gecoördineerd proces dat de DNA-strengen tijdelijk afwikkelt en blootlegt. Deze noodzakelijke decondensatie vergroot het risico op breuken, waardoor de cel veel energie verbruikt en robuuste replicatiemachines gebruikt om de betrouwbaarheid te garanderen.

DNA-verpakking

Zodra de duplicatie voltooid is, worden de nieuw gevormde zusterchromatiden samengeperst tot korte, dikke chromatidestructuren – in wezen X-vormige chromosomen. DNA bestaat niet op zichzelf; het is om histoneiwitten gewikkeld en vormt chromatine. Deze condensatie in strak gewikkelde, cilindrische bundels versterkt het DNA en beschermt het tegen schade tijdens de mechanische krachten van mitose.

Elk gecondenseerd chromosoom heeft een centromeer:een gespecialiseerd gebied dat dient als bevestigingspunt voor spilmicrotubuli, waardoor een nauwkeurige scheiding van chromatiden tijdens de celdeling mogelijk is.

Controleren op pauzes

Voordat de mitose kan plaatsvinden, voert de cel tijdens de G2-fase een uitgebreide inspectie uit van het gerepliceerde DNA. Speciale DNA-schade-responseiwitten scannen op inkepingen, breuken of mismatches. Als er defecten worden gedetecteerd, stopt de controlepuntmachine de voortgang, waardoor reparatieprocessen de problemen kunnen corrigeren. Pas nadat het G2-M-controlepunt is gepasseerd, gaat de cel over in mitose.