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 worden gemaakt van andere cellen: een moedercel deelt zich naar twee dochtercellen. Al het werk dat daarvoor moet gebeuren noemen we de celcyclus. De dochtercellen kunnen vervolgens opnieuw de celcyclus in gaan en op hun beurt weer twee dochtercellen maken.
Het doel van de celcyclus is dat alles in de cel zich verdubbelt om daarna te splitsen in twee cellen die identiek zijn aan de originele cel. De cel wordt echter twee keer zo groot, met twee keer zoveel organellen en twee keer zoveel genetisch materiaal. Dat alles wordt precies gecontroleerd en verdeeld, zodat elke dochtercel weer een volledige cel wordt.
Dit wordt gedaan 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, wordt alles gedupliceerd. Organellen zoals mitochondriën, eiwitten en de cel groeien in omvang. Het enige dat niet verdubbeld wordt in dit stadium is de celkern met daarin al het genetisch materiaal. Menselijke cellen bevatten 46 chromosomen. Elk chromosoom bestaat uit één lange DNA-streng, wat we ook wel één chromatide noemen. Voor het gemak gaan we er nu dus ook even van uit dat de cel 46 chromatiden bevat.
Aan het einde van de G1-fase zit een checkpoint, een belangrijk onderdeel van de celcyclus. Een cel gaat namelijk bedenken of alles goed ervoor staat, voordat er naar de volgende stap wordt overgegaan. Bij dit checkpoint wordt gekeken of er voldoende voedingsstoffen aanwezig zijn, of er voldoende groeifactoren zijn (oftewel dat de celdeling gewenst is) en of er geen genetische fouten in het DNA zitten. Mochten er onvoldoende voedingsstoffen of groeifactoren zijn, dan kan de cel in een soort pauze verkeren, waardoor het langer de tijd krijgt om alle stoffen te verzamelen. Als er een genetische fout wordt gevonden, dan zal eiwit p53 ervoor zorgen dat de cel zichzelf gaat vernietigen. Dat noemen we apoptose.
Interfase: S-fase
Als alles akkoord gevonden wordt dan volgt de S-fase. In deze synthese fase wordt het genetisch materiaal verdubbeld. Dit proces heet DNA-replicatie. Wat dit in het kort betekent is dat elke dubbele helix DNA-streng gescheiden wordt en dat wordt opgevuld met nieuw DNA. Dit is dan een precieze kopie van de helix die er eerder zat. In het midden blijven de chromosomen aan elkaar zitten, wat centromeer heet. De cel bevat hier dus 46 chromosomen, maar elk chromosoom bestaat nu uit twee DNA-strengen, oftewel twee chromatiden. Er zijn in totaal dus 46 keer 2 is 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 zal de cel naar de G0-fase gaan. Hierin vindt geen celdeling plaats. De cel kan hier de rest van zijn leven blijven, maar vanuit hier kunnen cellen ook weer starten met G1 als er weer een 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
