Mitose - eenvoudig uitgelegd!
Wat is mitose?
Mitose beschrijft het proces van celdeling. Celdeling begint met de verdubbeling van het DNA en eindigt met het afknijpen van de nieuwe cel. Op deze manier worden uit een moedercel twee identieke dochtercellen gemaakt, die dezelfde genetische informatie bevatten. Tijdens de gehele mitose hebben zowel de moedercel als de twee dochtercellen die ontstaan een dubbele (diploïde) Set chromosomen. Naast de interfase maakt mitose deel uit van de celcyclus en wordt het gebruikt om lichaamscellen zoals huidcellen te vermenigvuldigen. Mitose kan worden onderverdeeld in verschillende stadia en verloopt altijd op dezelfde manier.
Stopzetting van mitose
De taak van mitose is celdeling en dus de vermenigvuldiging van lichaamscellen. De voorwaarde voor het proces van mitose is de voorafgaande interfase, waarin het DNA wordt verdubbeld. Uit een moedercel met een dubbele (diploïde) set chromosomen ontstaan twee identieke dochtercellen in een proces dat altijd hetzelfde is. Deze hebben ook een dubbele set chromosomen, die echter maar uit één chromatide bestaat. De verdubbeling van het DNA vindt weer plaats in de interfase. Mitose vindt echter niet in alle cellen in ons lichaam plaats. Er wordt onderscheid gemaakt tussen lichaamscellen en kiemcellen, die niet door mitose maar door meiose ontstaan. Het resultaat van meiose zijn vier dochtercellen met een simpele (haploïde) set chromosomen die klaar zijn voor bevruchting. Een ander bijzonder kenmerk zijn cellen die een zeer gespecialiseerde vorm hebben bereikt en zich vervolgens niet meer delen. Deze omvatten bijvoorbeeld zenuwcellen of rode bloedcellen.Mitose speelt echter een uiterst belangrijke rol in cellen die oppervlakken beperken, zoals huidcellen of oppervlaktecellen (epitheelcellen) in het maagdarmkanaal. Deze cellen moeten regelmatig worden vernieuwd, wat de taak is van mitose. Het constante proces van mitose in verschillende stadia en verschillende controlepunten binnen de interfase zorgt ervoor dat er geen fouten optreden tijdens de celdeling.
Lees ook: DNA - dat zou je moeten weten!
Wat zijn de fasen van mitose?
De celcyclus, die verantwoordelijk is voor celdeling en dus ook voor celreproductie, kan worden onderverdeeld in interfase en mitose. In de interfase wordt het DNA verdubbeld en wordt de cel voorbereid op de aanstaande mitose. Deze fase van de celcyclus kan verschillende lengtes hebben en varieert sterk afhankelijk van het celtype. Mitose is de tweede fase van de celcyclus en omvat de deling van genetisch materiaal en de vorming van twee identieke dochtercellen uit een gemeenschappelijke moedercel. Dit celdelingsproces kan worden opgedeeld in verschillende stadia waarin altijd karakteristieke processen plaatsvinden. Afhankelijk van de bron worden vier tot zes fasen onderscheiden.
In het begin is er de profase, waarin de twee chromosomen condenseren en ook het spilapparaat ontstaat. Vervolgens rangschikken de twee maximaal gecondenseerde chromosomen zich in het equatoriale vlak, dat wordt beschreven als metafase. Tussen deze twee fasen noemen sommige auteurs de prometa-fase. Vervolgens worden de twee zusterchromatiden gescheiden in de anafase. Ten slotte wordt er een nieuw kernmembraan gevormd in de telofase en komen de chromosomen weer los. In sommige boeken wordt de zogenaamde cytokinese nog als een aparte fase gezien. Tijdens cytokinese vernauwt het nieuwe cellichaam zich, zodat er twee identieke dochtercellen ontstaan.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: Functies van de celkern
Wat is de metafase?
De metafase is een onderdeel van mitose en dus een stadium van celdeling van lichaamscellen. Het is de derde fase van mitose en volgt op de prometa-fase. Nadat de chromosomen zijn gecondenseerd en het kernmembraan is opgelost, wordt de dubbele set chromosomen in het equatoriale vlak gerangschikt. De metafase is ook de enige fase van mitose waarin de chromosomen duidelijk zichtbaar zijn onder de microscoop. Dit komt doordat het DNA in deze fase van celdeling zijn meest compacte vorm heeft aangenomen. De twee 2-chromatide chromosomen bevinden zich nu naast elkaar op het equatoriale vlak van de cel. Dit vlak bevindt zich ongeveer op dezelfde afstand van beide celpolen. Deze positie wordt gegarandeerd door het opgebouwde spilapparaat, dat de zusterchromatiden van elkaar scheidt in het verdere verloop van de mitose.
Wat is de anafase?
De anafase is de vierde fase van mitose en dus een stap in de celdeling van kernhoudende cellen. Nadat de chromosomen zijn gecondenseerd en in de metafase in het equatoriale vlak zijn gerangschikt, volgt de anafase. In deze stap worden de zusterchromatiden van elkaar gescheiden door het spilapparaat en naar tegenoverliggende celpolen getrokken. De eigenlijke chromosoomdeling begint dus in de anafase. Op deze manier wordt een nog dubbele set chromosomen gecreëerd uit een originele moedercel met een dubbele set van 2 chromatide chromosomen. Deze bestaat nu echter alleen nog uit twee 1-chromatide chromosomen. De anafase wordt gevolgd door de telofase.
Lees ook: Menselijke chromosoom set
Wat is de telofase?
Telophase beschrijft de laatste stap van mitose, waarin de genetische informatie van kernhoudende cellen wordt gedeeld om cellen in staat te stellen zich te vermenigvuldigen. De telofase volgt de anafase. De zusterchromatiden werden met behulp van het spilapparaat vanuit het equatoriale vlak naar de tegenoverliggende celpolen getrokken. In telofase hebben de chromosomen elk hun celpool bereikt en lost het spilapparaat op. Tegelijkertijd wordt een nieuwe nucleaire envelop gevormd uit de fragmenten van het uiteengevallen kernmembraan. Deze chromosoomverdeling wordt nu in een volgende stap gevolgd door cytokinese. Hier vernauwt een cellichaam zich, zodat er twee onafhankelijke maar identieke dochtercellen ontstaan.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: Functies van de celkern
Duur van mitose
Mitose duurt gemiddeld ongeveer een uur, zodat er sprake is van snelle celdeling. Vergeleken met interfase kost mitose relatief weinig tijd. Bovendien kan de interfase, afhankelijk van het celtype, enkele uren tot enkele maanden of zelfs jaren duren. Vooral de G1- en G0-fasen in de interfase zijn hiervoor verantwoordelijk. In de G1-fase worden verschillende eiwitten en celorganellen aangemaakt en in de G0-fase gaat de cel in een soort slapende modus. Veel cellen blijven jaren of zelfs decennia in de G0-fase.
Wat is het mitotische tarief?
De snelheid waarmee cellen delen kan worden beschreven met de mitotische snelheid. Hierdoor kunnen conclusies worden getrokken over de snelheid van reproductie van bepaalde weefsels. De mitotische snelheid wordt bepaald met behulp van een microscoop. Bij een bepaald aantal cellen, bijvoorbeeld 1.000 cellen, wordt bepaald hoeveel ervan zich in een mitotisch stadium bevinden. De mitotische snelheid wordt gegeven als een percentage en is daarom een relatief cijfer. Vooral weefsel dat wordt vernieuwd, vertoont vaak een hoge mitotische snelheid. Deze omvatten het beenmerg, de huid (epidermis) en het slijmvlies van de dunne darm. Het beenmerg is verantwoordelijk voor de vorming van bloed en maakt continu nieuwe bloedcellen aan. Ook de huid en het slijmvlies van het maagdarmkanaal worden regelmatig vernieuwd, zodat ook hier een hoge mate van mitose te vinden is. Hoge mitotische tarieven kunnen echter ook wijzen op kwaadaardige tumoren die snel groeien. Deze gedegenereerde cellen omzeilen de controlepunten in interfase en mitose en kunnen ongehinderd groeien. De verhoogde mitotische snelheid kan ook worden gebruikt als een therapeutische benadering, aangezien snelgroeiende tumoren bijzonder gevoelig zijn voor mitoseremmers en kunnen worden behandeld met een grotere kans op herstel.
Lees meer over het onderwerp: Tumor - dat zou je moeten weten!
Wat zijn mitoseremmers?
Mitoseremmers zijn stoffen die het mitoseproces remmen. Mitoseremmers verhinderen dus dat de celkern zich deelt en daarmee de vermenigvuldiging van cellen. Deze toxines worden gebruikt als cytostatica bij tumorbehandeling. Vooral lymfomen en leukemie reageren goed op deze vorm van chemotherapie. Het mechanisme van de mitoseremmer bestaat uit binding aan de tubuline, die nodig is om het spilapparaat op te bouwen. Tubuline is het eiwit waaruit de microtubuli van het spilapparaat zijn samengesteld. Als dit eiwit door de binding van een mitoseremmer niet beschikbaar is, kan er geen spilapparaat worden opgebouwd en deelt de celkern niet. Mitoseremmers zoals vinca-alkaloïden of taxanen kunnen echter gevaarlijke bijwerkingen hebben die met name het zenuwstelsel kunnen beschadigen.
Lees meer over het onderwerp: Tumor - dat zou je moeten weten!
Wat is het verschil tussen mitose en meiose?
Zowel mitose als meiose zijn verantwoordelijk voor kerndelingen, waarbij beide processen verschillen in verloop en resultaat. Mitose creëert twee identieke dochtercellen met een dubbele (diploïde) set chromosomen uit een moedercel. In tegenstelling tot meiose is slechts één chromosoomverdeling nodig. Over het algemeen heeft mitose de functie van het verdelen van de volledige genetische informatie in de vorm van DNA naar twee identieke cellen en is daarom essentieel voor celreproductie. Meiose is daarentegen belangrijk voor de vorming van de geslachtscellen voor seksuele voortplanting. Omdat kiemcellen een eenvoudige (haploïde) set chromosomen hebben, vereist meiose twee nucleaire delingen. Bij de eerste meiose wordt een dubbele set chromosomen gevormd. De tweede equivalente deling scheidt nu de zusterchromatiden van elkaar, zodat we in totaal vier dochtercellen hebben, elk met een enkele set chromosomen. Mitose en meiose verschillen dus in het aantal delingen, in het aantal en type dochtercellen en in hun duur. Mitose duurt ongeveer een uur om te voltooien. Meiose duurt daarentegen veel langer. Alleen al de profase van meiose duurt ongeveer 24 uur (spermavorming) bij mannen en enkele jaren of zelfs decennia (vorming en rijping van de eicel) bij vrouwen.
Lees ook: Menselijke chromosoom set
Wat is de interfase?
Naast mitose is interfase het tweede deel van de celcyclus. Het ligt altijd tussen twee mitotische divisies en heeft verschillende taken. Tijdens de interfase wordt het in mitose gehalveerde DNA weer verdubbeld. Daarnaast is er algemene celgroei van de twee dochtercellen en worden ze voorbereid op hernieuwde mitose. Net als mitose kan de interfase worden onderverdeeld in verschillende fasen. Direct na mitose volgt de G1-fase de interfase. De dubbele set chromosomen in de dochtercellen bestaat elk uit slechts één chromatide. In deze fase groeien de dochtercellen en worden veel eiwitten en enzymen geproduceerd. De volgende fase is de zogenaamde S-fase (synthesefase). Hier wordt het DNA verdubbeld zodat we nog een dubbele set chromosomen hebben, die nu ook uit twee chromatiden bestaat. In de laatste fase van de interfase, de G2-fase, groeien beide dochtercellen weer en bereiden ze zich voor op de aanstaande mitose. De twee dochtercellen hebben nu nieuwe moedercellen gecreëerd die in mitose kunnen worden verdeeld. De interfase duurt gemiddeld ongeveer 18 uur en kost dus veel meer tijd dan mitose (duurt ongeveer een uur). Twee controlepunten zijn belangrijk in de interfase, die zich bevinden op de overgang van de G1-fase naar de S-fase en van de G2-fase naar mitose. Hier wordt de cel en in het bijzonder de genetische informatie gecontroleerd op mogelijke fouten. Als er een fout wordt gevonden, wordt deze eerst verholpen voordat de cel zich deelt. Als de fout niet zou worden herkend en geëlimineerd, zou deze zich door mitose in veel cellen blijven voortplanten.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in: Chromosoommutatie
