Celdeling en celgroei
In levende cellen worden er constant voedingsstoffen, signaalmoleculen en afvalstoffen getransporteerd tussen de kern en het cytoplasma en naar verschillende compartimenten binnen het cytoplasma. Het transport gebeurt grotendeels passief door diffusie, maar ervindtook gericht transportplaats langs membranen en cytoskeletelementen. Indien cellen steeds maar door zouden blijven groeien, zou de afstand en complexiteit van transport zodanig toenemen dat het optimaal functioneren van de cel in de knel zou raken. In de loop van de evolutie is celdeling als oplossing voor dit probleem gekomen. Cellulaire proliferatie zoals zich voordoet gedurende de ontwikkeling van organismen, maar ook bij wildgroei in kankerweefsel, berust op het doorlopen van elkaarafwisselende fasen van deling en groei (hier voor een cel schematisch weergegeven; D voor deling en Gr voor Groei).
Binnen een enkele celcyclus onderscheidt men globaal twee fasen:
de M fase gekenmerkt door de eigenlijke chromosomale en cellulaire deling (mitose of meiose) en
de M fase die de interfase is tussen twee opeenvolgende delingen.
Gedurende de interfase voert de cel haar hoofdtaken uit en bereidt ze zich voor op de volgende deling. De interfase bestaat uit de G1, S en G2 fase. Meer hierover in onderstaande tabel...
| Fasen van de celcyclus |
|
Schematische voorstelling van de celcyclus. De lengte van de pijlen in de cirkel geeft een indicatie voor de duur van elke fase.
Flash animatie over de celcyclus uit de Bioplek (Nederlands)
|
| Mitotische deling: M- en C-fase |
|
In de eigenlijke delingsfase (M-fase van mitose) ontstaat er een dochtercel identiek aan de moedercel. De kernmembraan verdwijnt aan het begin van de mitose en het -verdubbeld- erfelijke materiaal wordt precies gelijk verdeeld over de dochterkernen. De mitotische deling omvat slechts één ronde. Gedurende de cytokinese (C-fase) worden het cytosol en de organellen gescheiden over de dochtercellen. De cytokinese wordt soms ook wel beschouwd als onderdeel van de mitose.
|
| Interfase: G1-, S- en G2-fase |
|
In de interfase vindt de meeste celgroei en kernactiviteit plaats. De interfase bestaat uit de G1-fase (G van het Engels gap = kloof), de S-fase (S= synthese) en de G2-fase. De G1-fase is de periode tussen mitose en DNA-replicatie. Gedurende G-1 vindt cytoplasmagroei plaats en bereidt de cel zich voor op de volgende stap (synthese) door enzymen aan te maken; hierbij worden de dochtercellen net zo groot als de moedercel. De chromosomen zijn draadvormig en niet zichtbaar. Vooral de G1-fase bepaalt de duur van een celcyclus. Cellen in weefsel dat zich snel ontwikkelt hebben dus een korte G1-fase.
De S-fase is de periode waarin DNA-replicatie (synthese) plaatsvindt en daarmee verdubbeling van het genoom optreedt.
De G2-fase is de periode tussen DNA-replicatie en mitose. In deze fase vindt snelle controle van het gerepliceerde DNA plaats en voorbereiding op de eigenlijke deling.
|
| Uitgangfasen: G0-fase en meiose |
Cellen kunnen de mitotische cyclus vanuit de G1 fase voor de volgende twee toestanden verlaten:
Op de eerste plaats kunnen ze in een betrekkelijke rustfase terechtkomen waarin geen delingen meer optreden, de zogenaamde G0 fase, maar zich wel een variabele mate van differentiatie voor kan doen. Men kan onderscheid maken tussen voorlopercellen (die op termijn nog wel kunnen delen of verder differentieren) en uitgedifferentieerde cellen (zoals spier- of zenuwcellen).
Op de tweede plaats kunnen sommige cellen tot meiose (= reductiedeling) overgaan waarbij voortplantingscellen gevormd worden en genetische variatie ontstaat over generaties en tussen individuën van een populatie. Deze speciale celdeling komt dan in de plaats van de mitose.
|
