Celdeling en cel architectuur
Celdeling is een proces waarbij de genetische informatie en de inhoud van een cel wordt verdeeld
over twee dochtercellen. Daarbij spelen twee onderdelen van het cel skelet een rol: microtubuli en
actine filamenten.
De mitose vormt de M-fase van de celcyclus. De M-fase is de kortste fase (1 uur) van de celcyclus en
bestaat uit verschillende stadia:
- Profase
- Prometafase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
- Cytokinese
Maar, voordat een cel zich kan delen moet de cel zich voorbereiden op de celdeling. Dat gebeurt in
de interfase. Een belangrijke stap daarbij is de deling van de chromosomen, die plaatsvindt in de S-
fase. Tijdens de interfase worden ook andere onderdelen gedupliceerd, zoals het centrosoom. Het
centrosoom is een structuur die zorgt voor organisatie van microtubuli. Tijdens de celdeling vormen
centrosomen een spoelfiguur.
De centrosoomduplicatie begint in de G 1-fase. Een belangrijke stap is de duplicatie van de centriolen,
cilinders van microtubuli in het centrosoom. Elk centrosoom heeft twee centriolen. Tijdens de
interfase zullen de centriolen zich verdubbelen. Daarna, vlak voor de celdeling, zullen de centriolen
paren van elkaar splitsen en zo twee centrosomen vormen. De centrosomen gaan allebei naar een
andere kant van de cel, zodat ze al op de juiste positie staan voor het vormen van het spoelfiguur.
G1 S/G2 M
M
Hierna kan de celdeling van start gaan.
Profase
,Tijdens deze eerste fase van de celdeling zullen de chromosomen condenseren (kleiner worden).
Ondertussen zullen de centrosomen dus de mitotische spindel vormen rond de kern. Niet alle
eukaryoten doen het op deze manier, schimmels vormen bijvoorbeeld de mitotische spindel gewoon
in de celkern.
Chromosomen gaan dus condenseren. Dit doen zij omdat ze anders met elkaar kunnen gaan
verstrengelen en als de chromosomen dan uit elkaar worden getrokken dan zullen ze kapot gaan.
Om dat te voorkomen zullen ze dus condenseren.
Het condenseren van chromosomen gebeurt door ze als het ware op te vouwen door veel lussen te
maken in de chromosomen en dit bij elkaar te houden. Daarbij spelen twee soorten eiwitten een rol:
- Condensines zijn ringachtige eiwitten die de opgevouwen lussen van de chromosomen bij elkaar
houden. Condesines worden geactiveerd door een fosforylatie van M-Cdk.
- Cohesines houden twee zuster chromatiden bij elkaar. Dit zijn ook weer ringachtige eiwitten die
als het ware om beide chromatiden heen zitten. Deze structuur is vooral te vinden rond de
centromeren van de chromosomen.
Prometafase
Om de microtubuli aan de chromosomen te laten binden, moet de nucleaire envelop uit elkaar
vallen. De prometafase begint wanneer de nucleaire envelop abrupt uit elkaar valt. Ook hierbij
speelt het M-Cdk een rol. Het M-Cdk zal onder andere verschillende kernporie eiwitten en nucleaire
lamina fosforyleren, waardoor de nucleaire envelop uit elkaar zal vallen in kleine vesicles. Die
vesicles met de nucleaire envelop onderdelen kunnen later gedefosforyleerd worden en de nucleaire
envelop weer opbouwen.
, De chromosomen liggen nu vrij in het cytoplasma en zullen binden aan microtubuli afkomstig van de
verschillende polen van de mitotische spindel. Deze binding wordt onder andere mogelijk gemaakt
door de grote dynamiek van de microtubuli. De microtubuli zullen groeien en krimpen, afhankelijk
van waar de chromosomen liggen.
De microtubuli zullen binden aan de chromosomen in de centromeren. Dit doen ze met behulp van
een grote eiwitcomplexen genaamd kinetochoren. Deze structuren zitten aan de centromeren van
de chromosomen. Centromeren zijn bepaalde DNA-sequenties die bestaan uit vele herhaalde
sequenties waaraan eiwitten kunnen binden, zoals de kinetochoren. Een kinetochor kan binden aan
het plus eind van een microtubuli met behulp van een connecting protein complex. Hierdoor zal de
microtubuli verbonden worden aan het zuster chromatide.
De kinetochoren en de microtubuli zitten dus niet direct aan elkaar verbonden, er blijft een soort
opening tussen beiden. Hierdoor blijft de microtubuli dynamisch. De microtubuli kan aangebouwd
worden, dat zal het zuster chromatide wegduwen. De microtubuli kan ook afgebroken worden. Het
connecting protein complex zal dan als het ware mee naar voren lopen en de zuster chromatide
wordt dan naar het centrosoom toe getrokken.
Om een menselijk chromosoom te positioneren in een delende cel zijn zo’n 20 tot 40 microtubuli
nodig per kinetochor. Zo’n bundel van microtubuli die verbonden zit aan een kinetochor heet een
kinetochore fiber.
Interessant: centrosomen spelen dus een hele belangrijke rol in de celdeling, maar ze zijn niet
noodzakelijk. Zonder centrosomen kan de celdeling ook gewoon plaatsvinden. Cellen maken dan zelf
een spoelfiguur met behulp van microtubuli en motoreiwitten. Chromosomen bevorderen dan zelf
de nuclease van de microtubuli.
Celdeling is een proces waarbij de genetische informatie en de inhoud van een cel wordt verdeeld
over twee dochtercellen. Daarbij spelen twee onderdelen van het cel skelet een rol: microtubuli en
actine filamenten.
De mitose vormt de M-fase van de celcyclus. De M-fase is de kortste fase (1 uur) van de celcyclus en
bestaat uit verschillende stadia:
- Profase
- Prometafase
- Metafase
- Anafase
- Telofase
- Cytokinese
Maar, voordat een cel zich kan delen moet de cel zich voorbereiden op de celdeling. Dat gebeurt in
de interfase. Een belangrijke stap daarbij is de deling van de chromosomen, die plaatsvindt in de S-
fase. Tijdens de interfase worden ook andere onderdelen gedupliceerd, zoals het centrosoom. Het
centrosoom is een structuur die zorgt voor organisatie van microtubuli. Tijdens de celdeling vormen
centrosomen een spoelfiguur.
De centrosoomduplicatie begint in de G 1-fase. Een belangrijke stap is de duplicatie van de centriolen,
cilinders van microtubuli in het centrosoom. Elk centrosoom heeft twee centriolen. Tijdens de
interfase zullen de centriolen zich verdubbelen. Daarna, vlak voor de celdeling, zullen de centriolen
paren van elkaar splitsen en zo twee centrosomen vormen. De centrosomen gaan allebei naar een
andere kant van de cel, zodat ze al op de juiste positie staan voor het vormen van het spoelfiguur.
G1 S/G2 M
M
Hierna kan de celdeling van start gaan.
Profase
,Tijdens deze eerste fase van de celdeling zullen de chromosomen condenseren (kleiner worden).
Ondertussen zullen de centrosomen dus de mitotische spindel vormen rond de kern. Niet alle
eukaryoten doen het op deze manier, schimmels vormen bijvoorbeeld de mitotische spindel gewoon
in de celkern.
Chromosomen gaan dus condenseren. Dit doen zij omdat ze anders met elkaar kunnen gaan
verstrengelen en als de chromosomen dan uit elkaar worden getrokken dan zullen ze kapot gaan.
Om dat te voorkomen zullen ze dus condenseren.
Het condenseren van chromosomen gebeurt door ze als het ware op te vouwen door veel lussen te
maken in de chromosomen en dit bij elkaar te houden. Daarbij spelen twee soorten eiwitten een rol:
- Condensines zijn ringachtige eiwitten die de opgevouwen lussen van de chromosomen bij elkaar
houden. Condesines worden geactiveerd door een fosforylatie van M-Cdk.
- Cohesines houden twee zuster chromatiden bij elkaar. Dit zijn ook weer ringachtige eiwitten die
als het ware om beide chromatiden heen zitten. Deze structuur is vooral te vinden rond de
centromeren van de chromosomen.
Prometafase
Om de microtubuli aan de chromosomen te laten binden, moet de nucleaire envelop uit elkaar
vallen. De prometafase begint wanneer de nucleaire envelop abrupt uit elkaar valt. Ook hierbij
speelt het M-Cdk een rol. Het M-Cdk zal onder andere verschillende kernporie eiwitten en nucleaire
lamina fosforyleren, waardoor de nucleaire envelop uit elkaar zal vallen in kleine vesicles. Die
vesicles met de nucleaire envelop onderdelen kunnen later gedefosforyleerd worden en de nucleaire
envelop weer opbouwen.
, De chromosomen liggen nu vrij in het cytoplasma en zullen binden aan microtubuli afkomstig van de
verschillende polen van de mitotische spindel. Deze binding wordt onder andere mogelijk gemaakt
door de grote dynamiek van de microtubuli. De microtubuli zullen groeien en krimpen, afhankelijk
van waar de chromosomen liggen.
De microtubuli zullen binden aan de chromosomen in de centromeren. Dit doen ze met behulp van
een grote eiwitcomplexen genaamd kinetochoren. Deze structuren zitten aan de centromeren van
de chromosomen. Centromeren zijn bepaalde DNA-sequenties die bestaan uit vele herhaalde
sequenties waaraan eiwitten kunnen binden, zoals de kinetochoren. Een kinetochor kan binden aan
het plus eind van een microtubuli met behulp van een connecting protein complex. Hierdoor zal de
microtubuli verbonden worden aan het zuster chromatide.
De kinetochoren en de microtubuli zitten dus niet direct aan elkaar verbonden, er blijft een soort
opening tussen beiden. Hierdoor blijft de microtubuli dynamisch. De microtubuli kan aangebouwd
worden, dat zal het zuster chromatide wegduwen. De microtubuli kan ook afgebroken worden. Het
connecting protein complex zal dan als het ware mee naar voren lopen en de zuster chromatide
wordt dan naar het centrosoom toe getrokken.
Om een menselijk chromosoom te positioneren in een delende cel zijn zo’n 20 tot 40 microtubuli
nodig per kinetochor. Zo’n bundel van microtubuli die verbonden zit aan een kinetochor heet een
kinetochore fiber.
Interessant: centrosomen spelen dus een hele belangrijke rol in de celdeling, maar ze zijn niet
noodzakelijk. Zonder centrosomen kan de celdeling ook gewoon plaatsvinden. Cellen maken dan zelf
een spoelfiguur met behulp van microtubuli en motoreiwitten. Chromosomen bevorderen dan zelf
de nuclease van de microtubuli.
