Celcyclus
Met een celcyclus bedoelen we het proces waarin een cel zich voorbereidt op een celdeling en de uiteindelijk celdeling zelf. Celdelingen zijn belangrijk voor groei en herstel bij schade. In deze blog leggen we uit hoe dit proces precies in zijn werk gaat.
Van één naar twee cellen
Cellen ontstaan uit andere cellen: een moedercel deelt zich in twee dochtercellen. Al het werk dat daarvoor nodig is, noemen we de celcyclus. De dochtercellen kunnen vervolgens opnieuw de celcyclus doorlopen en op hun beurt weer twee dochtercellen vormen.
Het doel van de celcyclus is om alles in de cel te verdubbelen, waarna de cel splitst in twee cellen die identiek zijn aan de oorspronkelijke cel. De cel verdubbelt in grootte, met twee keer zoveel organellen en twee keer zoveel genetisch materiaal. Alles wordt nauwkeurig gecontroleerd en verdeeld, zodat elke dochtercel weer een volledige cel vormt.
Dit gebeurt in de interfase, die bestaat uit de G1-fase (Gap-1 of Groei-1), de S-fase (Synthese fase) en de G2-fase (Gap-2 of Groei-2). Daarna volgt de M-fase, die bestaat uit mitose en cytokinese.
Interfase: G1-fase
In de G1-fase, de eerste groeifase, dupliceert de cel alles. Bijvoorbeeld, organellen zoals mitochondriën en eiwitten nemen toe in omvang. Het enige dat in dit stadium echter niet verdubbelt, is de celkern met daarin al het genetisch materiaal. Menselijke cellen bevatten 46 chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit één lange DNA-streng, ook wel één chromatide genoemd. Voor het gemak gaan we er nu dus van uit dat de cel 46 chromatiden bevat.
Aan het einde van de G1-fase bevindt zich een checkpoint, een belangrijk onderdeel van de celcyclus. Op dit puntbeoordeelt de cel of alles goed gaat voordat de volgende stap begint. Bij dit checkpoint controleert de cel of er voldoende voedingsstoffen aanwezig zijn, of er voldoende groeifactoren zijn (oftewel of de celdeling gewenst is) en of er geen genetische fouten in het DNA zitten. Als er een tekort aan voedingsstoffen of groeifactoren is, kan de cel in een soort pauze gaan, zodat de cel meer tijd heeft om alle benodigde stoffen te verzamelen. Mocht de cel een genetische fout ontdekken, dan zorgt het eiwit p53 ervoor dat de cel zichzelf vernietigt. Dit noemen we apoptose.
Interfase: S-fase
Als alles akkoord bevonden is, volgt de S-fase. Tijdens deze synthese fase verdubbelt het genetisch materiaal. Dit proces, DNA-replicatie genoemd, houdt in dat elke dubbele helix DNA-streng gescheiden wordt en wordt opgevuld met nieuw DNA. Dit levert een precieze kopie op van de oorspronkelijke helix. In het midden blijven de chromosomen aan elkaar vastzitten via het centromeer. De cel bevat nu 46 chromosomen, maar elk chromosoom bestaat uit twee DNA-strengen, oftewel twee chromatiden. In totaal zijn er dus 92 chromatiden.
Interfase: G2-fase
In de G2-fase worden de laatste celonderdelen verdubbeld als voorbereiding op de daadwerkelijke celdeling. Eiwitten worden verdubbeld en de grootte van de cel neemt verder toe. Er zijn nog steeds 46 chromosomen met 92 chromatiden.
M-fase: Mitose en cytokinese
In de M-fase vindt vervolgens de daadwerkelijke celdeling plaats. Hierbij gebeurt eerst de kerndeling, wat we mitose noemen. In vijf stappen – profase, prometafase, metafase, anafase en telofase – worden alle chromosomen eerlijk verdeeld naar twee helften van de cel. En een nieuw kernmembraan vormt zich. Daarna zal de echte celdeling plaatsvinden, oftewel cytokinese. Hierbij splitst de cel zich in twee losse cellen.
Tijd voor pauze: G0-fase
Dan is het tijd voor een pauze en gaat de cel naar de G0-fase. In deze fase vindt namelijk geen celdeling plaats. De cel kan hier de rest van zijn leven blijven. Echter, de cel kan ook weer naar G1 terugkeren als deling nodig is.
→ Cellen van het darmepitheel gaan na twaalf uur alweer de celcyclus in
→ Levercellen doen dit ongeveer één keer per jaar
→ Neuronen blijven in principe levenslang in G0.
Celdeling, mitose, meiose: Het zijn veelgehoorde hoofdpijnonderwerpen. Leer alles hierover in de Juf Danielle Academie. In de cursus Moleculen Cellen en Weefsels leer je alles over de basis van het menselijk lichaam: Van de scheikunde die je moet kennen tot en met de celcyclus en DNA replicatie. Word lid en verdiep je in de werking van het menselijk lichaam:
Belangrijkste begrippen
Hieronder vind je een kort overzicht van de belangrijkste begrippen in deze blog:
- Chromatide = één van de twee helften van een chromosoom die aan elkaar verbonden zijn
- Apoptose = gereguleerde celdood
- DNA-replicatie = het kopiëren van het DNA, waarna een chromosoom bestaat uit twee chromatiden die vastzitten met een centromeer
- Centromeer = deel van een chromosoom waar de twee zusterchromatiden aan elkaar verbonden zijn
- Mitose = deling van de celkern
- Cytokinese = het in twee delen van een moedercel in twee dochtercellen
