Hoe cellen zich delen

Voordat een menselijke cel zich deelt, kopieert hij al zijn 46 chromosomen, zodat elke nieuwe cel een volledige set krijgt.

Eén cel, twee cellen

Een geschaafde knie geneest omdat cellen naast de wond zich delen en de opening vullen. De celtheorie zegt dat elke cel van een cel komt, en deze eenheid laat zien hoe. De celcyclus is de geordende reeks gebeurtenissen waarin een cel groeit, zijn DNA kopieert en zich splitst in twee dochtercellen die genetisch identiek zijn. Hij heeft twee hoofdfasen: de interfase en de mitotische fase.

Interfase: je klaarmaken

Een cel brengt het grootste deel van zijn leven door in de interfase, die drie stadia heeft. In G1, de eerste pauze, ziet de cel er onder een microscoop rustig uit maar is druk bezig materialen en energie op te bouwen. In de S-fase, van synthese, kopieert hij elk chromosoom. Elke kopie blijft verbonden met het origineel op een punt dat het centromeer heet; de twee kopieën heten zusterchromatiden. In dierlijke cellen wordt ook het centrosoom gekopieerd. In G2, de tweede pauze, vult de cel zijn energievoorraad aan, maakt de eiwitten die hij nodig heeft om chromosomen te verplaatsen en rondt zijn voorbereidingen af.

Niet elke cel blijft de cyclus doorlopen. Sommige verlaten de cyclus en rusten in een fase die G0 heet. Sommige blijven daar alleen tot de omstandigheden verbeteren of er een signaal komt. Andere, zoals volwassen hartspiercellen en zenuwcellen, blijven voorgoed in G0 en delen zich zelden of nooit.

Mitose in vijf stappen

De mitotische fase begint met mitose, de deling van de kern. Biologen noemen vijf stadia, hoewel de cel er als één doorlopend proces doorheen gaat. In de profase kronkelen de chromosomen op en worden zichtbaar, begint het kernmembraan uiteen te vallen, verdwijnt de nucleolus en bewegen de twee centrosomen naar tegenovergestelde einden, met spoeldraden die ertussen groeien. In de prometafase hechten de spoeldraden aan elk chromosoom op een eiwitplek die het kinetochoor heet. In de metafase liggen alle chromosomen op een rij over het midden van de cel. In de anafase worden de zusterchromatiden uit elkaar getrokken, elk nu een apart chromosoom, naar tegenovergestelde polen, en de cel rekt uit. In de telofase komen de chromosomen bij de polen aan en ontrollen, en rond elke set vormt zich een nieuw kernmembraan.

Het cytoplasma splitsen

Cytokinese splitst de rest van de cel. In een dierlijke cel trekt een ring van actinefilamenten net binnen het membraan als een trekkoord om het midden aan. Hij vormt een groef, de insnoering (cleavage furrow), die dieper wordt tot de cel in tweeën wordt geknepen. Een plantaardige cel kan niet knijpen, omdat hij een stijve wand heeft. In plaats daarvan verzamelen blaasjes van het Golgi-apparaat zich in het midden, versmelten tot een structuur die de celplaat heet, en groeien naar buiten tot een nieuwe wand de twee dochtercellen scheidt. Als een kern zich deelt maar het cytoplasma niet, is het resultaat een cel met meer dan één kern.

Tellen helpt. Een menselijke lichaamscel heeft 46 chromosomen. Na de S-fase heeft hij nog steeds 46 chromosomen, maar elk bestaat uit twee zusterchromatiden, dus er zijn 92 chromatiden. In de anafase scheiden die 92 chromatiden, 46 naar elke pool, en elke dochtercel krijgt uiteindelijk 46 chromosomen, evenveel als de ouder. Vanaf 1879 kleurde Walther Flemming delende cellen en zag hij de chromosomen in de lengte splitsen, en in zijn boek uit 1882 gaf hij het hele proces de naam mitose.