Chromosomen

Chromosomen en de celdeling

De celcyclus

Om te delen doorlopen cellen de zogenaamde celcyclus.
De celcyclus bestaat uit de volgende fasen:

G1: stofwisseling en celgroei;
S: verdubbeling van het DNA (DNA replicatie);
G2: stofwisseling, celgroei en kopieëren van organellen;
M: mitose, verdeling van de chromosomen.
G0: rustfase, de cel deelt (tijdelijk) niet meer.

Celdeling is er voor:

  • groei;
  • herstel van wonden;
  • vervanging van oude cellen.

Bron: biojuf.nl

Checkpoints

Het delen van de cellen moet heel nauwkeurig verlopen. Als er een foutje is ingeslopen, zijn soms de gevolgen niet te overzien. Soms ontsporen deze cellen en kunnen er bijvoorbeeld tumoren ontstaan. Daarom heeft de celcyclus een aantal checkpoints ingebouwd.

Chromosomen​

Het DNA is opgedeeld in kleinere stukjes; de chromosomen. Een lichaamscel van de mens heeft 46 chromosomen, twee aan twee aan elkaar gelijk, dus 23 paren. De twee chromosomen die samen een chromosomenpaar vormen, worden homologe chromosomen genoemd.

Eén chromosomenpaar bestaat uit de geslachtschromosomen. Bij de mens heeft een vrouw twee X chromosomen en een man een X en een Y chromosoom. De overige chromosomen worden  de autosomen genoemd.

Bron: biojuf.nl

Als gevolg van de DNA replicatie bestaat elk chromosoom uit twee chromatiden. Deze worden in de M-fase, de mitose, over de twee nieuwe cellen verdeeld. De chromatiden worden bij elkaar gehouden door een centromeer. We tellen dit nog wel als één chromosoom.

De mitose

Voor de celdeling is het belangrijk dat het erfelijke materiaal, het DNA, goed gekopieerd en daarna netjes verdeeld wordt.
De mitose regelt deze verdeling van het DNA.
De mitose vindt plaats in de M-fase van de celcyclus.

De mitose bevat een aantal fasen:

  • profase;
  • metafase;
  • anafase;
  • telofase.

Tijdens de mitose worden er twee cellen gemaakt die elk dezelfde hoeveelheid DNA/chromosomen hebben als de cel waaruit ze zijn ontstaan. In de S-fase van de interfase verdubbelt het DNA; elk chromosoom bestaat daardoor uit twee chromatiden. In de metafase van de mitose verdeelt de cel deze chromatiden.

Bron: Linder o T by Arthur Meier

Bron: biojuf.nl

Chromosomen en de chromatiden zijn tijdens de mitose gespiraliseerd en daardoor korter en dikker dan een tijdens de andere fasen. Daardoor zijn ze met een gewone lichtmicroscoop te zien.

De meiose

Voor de vorming van geslachtcellen, zoals eicellen en zaadcellen, is het nodig dat elke geslachtscel maar de helft van de hoeveel DNA bevat.
Van elk chromosomenpaar moet er één in elke geslachtscel komen. Om dit netjes te kunnen verdelen, ondergaat de cel de meiose.

Meiose vindt alleen plaats bij geslachtelijke voortplanting. Daardoor ontstaan er door recombinatie van chromosomen, voortplantingscellen met elk een unieke combinatie van genen. 

De meiose bestaat uit twee fasen;
meiose-1 en meiose 2.

In beide fasen doorlopen de cellen de volgende stappen:

  • profase van de meiose-1;
  • metafase van de meiose-1;
  • anafase van de meiose-1;
  • telofase van de meiose-1;
  • profase van de meiose-2;
  • metafase van de meiose-2;
  • anafase van de meiose-2;
  • telofase van de meiose-2.

Tijdens de meiose-1 worden twee cellen gemaakt die elk de helft het aantal chromosomen bevatten als de cel waaruit ze zijn ontstaan. De metafase van meiose -1 splitst deze chromosomenparen. Van elk chromosomenpaar zit er nu één in elke cel. In de S-fase van de interfase is het DNA verdubbeld; elk chromosoom bestaat daardoor nog wel uit twee chromatiden. In de metafase van de meiose-2 gaan deze chromatiden uit elkaar. Hierdoor zijn er aan het einde van deze fase, vier haploïde cellen, met elk de helft van de hoeveelheid DNA als de oorspronkelijke cel. 

Bron: biojuf.nl

De mitose en de meiose met elkaar vergeleken

In zowel de mitose als de meiose worden chromosomen tijdens de celdeling verdeeld. De mitose en de meiose lijken heel erg op elkaar, maar er zijn een paar fundamentele verschillen.

In de mitose worden de chromatiden uit elkaar gehaald en in de meiose-1 gaan de chromosomenparen uit elkaar. In meiose-2 gaan de chromatiden uit elkaar.

Na de mitose zijn er twee diploïde (2n) cellen ontstaan.
Na de meiose zijn er vier haploïde (n) cellen ontstaan.

Bron: biojuf.nl