Bouwstenen van het leven: alles over de celcyclus

19 november, 2020
De voortplanting kan als een race worden omschreven. Een race waarin duizenden spermacellen als eerste proberen het eitje te bereiken. Eenmaal bevrucht, vormt zich een cel die uiteindelijk tot een levend wezen zal uitgroeien. Hoe de rest van de cellen ontstaat, is wat we zullen zien in iets wat de celcyclus wordt genoemd.

In dit artikel over genetica en de bouwstenen van het leven zullen we proberen het mechanisme van celreproductie uit te leggen. In feite is een van de taken van cellen het vermenigvuldigen en in stand houden van cellijnen. We zullen het bovendien over de celcyclus hebben, omdat de cel aan het einde van het proces weer naar het beginpunt moet terugkeren.

We weten dat genetisch materiaal zich in de celkern verzamelt. Hoe en wanneer deze informatie wordt overgedragen, is wat celbiologie onderzoekt. Het is niet alleen verantwoordelijk voor het analyseren van de fasen die tijdens celreproductie plaatsvinden, maar ook voor de veranderingen of mutaties die tijdens de ontwikkeling van dit proces optreden.

Wat is de celcyclus dan precies?

Genetica voor kinderen: definitie van de celcyclus

In wezen is de celcyclus de geordende reeks processen die tot de vernieuwing van cellen leiden. Met andere woorden, het is het vermogen van de cellen om twee kopieën te reproduceren en te produceren die hetzelfde als het origineel zijn.

Tijdens de celcyclus vindt een reeks fasen in twee etappes plaats: een die we de interfase (niet-deeltoestand) noemen en de andere fase M (deeltoestand). Het proces begint op het moment dat zich na de voortplanting een nieuwe cel vormt. Het bereikt dan zijn hoogtepunt wanneer het tot twee dochtercellen leidt.

Wat is de interfase bij de celcyclus?

Leer meer over de celcyclus

Dit is de periode waarin de cel zich voorbereidt om zichzelf te dupliceren. Om dit te doen, moet het zijn genetisch materiaal dus kopiëren. Dit betekent dat het twee keer zoveel chromosomen moet hebben om een complete set naar elke dochtercel te kunnen sturen.

Deze fase is in 3 etappen opgedeeld: G0 / G1, S en G2

  • G0 / G1 is de beginfase. De cel begint RNA en eiwitten te synthetiseren en zijn organellen te dupliceren, met name het centrosoom. Op dit punt zal het zowel in massa als in grootte zijn verdubbeld. Aan het einde van deze fase is er een geen weg meer terug, dit is ‘restrictiepunt R’. De interface kan niet meer gestopt worden.
  • Fase S is de voorbereiding op kerndeling. Op dit punt repliceert de cel zijn DNA, evenals de chromosomale eiwitten, de histonen. Er is echter nog geen celdeling.
  • Tijdens de G2-fase moet alles klaar zijn om de splitsingsfase in te gaan. Het wordt voorafgegaan door een periode waarin de controlemechanismen van de celcyclus ervoor zorgen dat de duplicatie van DNA correct is uitgevoerd. De synthese van RNA en eiwitten gaat door en begint het kernmembraan te destabiliseren en een structuur te vormen die een ‘achromatische spil’ wordt genoemd.

Op dit moment is de cel klaar om naar de volgende fase door te gaan: fase M.

De celcyclus: fase M

Zoals we al zeiden, is fase M het stadium waarin de celdeling zelf plaatsvindt. Het kan kerndeling zijn als het aanleiding geeft tot twee dochtercellen die dezelfde zijn als de voorlopercellen. Als het reductiedeling is, dan geeft het echter aanleiding tot 4 kiemcellen.

De keuze tussen deze processen bepaalt het einde van de celcyclus. In principe omvat deze M-fase twee fasen: mitose en cytokinese.

Mitose of kerndeling

Tijdens deze fase zijn er een aantal kenmerken die we kunnen benadrukken, namelijk:

  • De deling van de celkern en de daaropvolgende verdeling van de chromosomen tussen de twee dochtercellen.
  • Het is een continu proces verdeeld in 4 perioden: profase, metafase, anafase en telofase.
  • Het garandeert het behoud van erfelijk materiaal tijdens de gelijkmatige verdeling van chromosomen.
  • Aan het einde van de fase zijn de twee resulterende cellen genetisch identiek aan elkaar en aan de moedercel.

Cytokinese

De celcyclus bereikt zijn climax met de fysieke deling van het cytoplasma tussen de twee dochtercellen, de cytokinese. Deze fase overlapt met de anafase en de deling van de kern en het cytoplasma vindt praktisch tegelijkertijd plaats.

In dierlijke cellen wordt dit proces uitgevoerd door verstikking van het equatoriale gebied van de moedercel. Aan de andere kant vormt zich in plantencellen een scheidingsseptum, fragmoplast genaamd, en dit verdeelt de oorspronkelijke cel in twee eenheden.

Wat gebeurt er als de cel voor de meiose-route kiest?

In feite vindt dit proces alleen plaats als het organisme geïnteresseerd is in het genereren van kiemcellen. Deze cellen hebben half zoveel chromosomen als een normale cel in het lichaam, omdat het de cellen zijn die bij de voortplanting betrokken zijn.

Meiose is duidelijk complexer dan mitose. We kunnen het echter definiëren als twee celdelingen na elkaar, om 4 dochtercellen te verkrijgen. Deze verschillen van de moedercel, omdat ze allemaal de helft van het aantal chromosomen hebben.

Het belang van dit proces ligt dus in de eerste meiotische deling. Daarin kruisen de homologe chromosomen elkaar namelijk op zo’n manier dat het resultaat iets van dat van de originele cel afwijkt. Op deze manier introduceert de natuur dus willekeurig variaties in de genen die ons theoretisch in staat stellen om te evolueren.

“Ik heb deze individueel gunstige variaties en verschillen en de vernietiging van degenen die schadelijk zijn, natuurlijke selectie of overleving van de sterkste genoemd.”
–C. Darwin–

We hopen dat dit artikel over de celcyclus interessant is geweest en het je heeft geholpen om na te denken over hoe je dit concept aan je kinderen kunt uitleggen.

  • Pérea Porto, J y Gardei, A. (2017). Definición del ciclo celular [artículo en web]. Recuperado de: www.definicion.de
  • Alberts, B. Biología molecular de la célula. Edición: Omega