Cellulaire reproductie volgt een van de twee soorten celdelingscycli: mitose of meiose.
EEN cel reproduceren door middel van mitose splitst zich in tweeën na een reeks stappen die leiden tot de creatie van twee identieke dochtercellen. Er is slechts één cel nodig om zich op deze manier voort te planten en alle cellen die door mitose worden gecreëerd, zijn kopieën van de oorspronkelijke moedercel, die dient als een basisdefinitie van celdeling.
Meiose omvat echter een langer proces dat de aanmaak en samenvoeging van sperma- en eicellen mogelijk maakt. Meiose produceert de cellen die nodig zijn om een nieuw organisme te creëren dat genetisch verschilt van beide ouderorganismen.
Twee soorten celdeling
Eencellige organismen die zich ongeslachtelijk voortplanten, zoals bacteriën en algen, ondergaan mitose. Het organisme repliceert zijn DNA en deelt zich in tweeën, waarbij een kopie wordt verdeeld over elk van de twee nieuwe dochtercellen. Mitose komt voor in complexere organismen als een manier om beschadigde cellen te herstellen en te vervangen en om groei mogelijk te maken, zoals de vorming van nieuwe huid-, haar- of spiercellen.
Meiose, die sperma en eicellen produceert die nodig zijn voor seksuele voortplanting, komt voor in alle eukaryote organismen, inclusief dieren en planten. Meiose vereist twee volledige cycli. Tijdens de eerste meiosecyclus, ook wel genoemd: meiose Isplitst de oudercel zich in twee dochtercellen, elk met een volledige set chromosomen.
De dochtercellen ondergaan dan de tweede cyclus van meiose, meiose II. Tijdens de tweede cyclus splitst elke dochtercel zich in tweeën, waardoor er in totaal vier haploïde cellen ontstaan die elk de helft van het genetische materiaal bevatten dat nodig is om een nieuw organisme te creëren.
Mitose begrijpen
Een cel die mitose ondergaat, doorloopt zes stappen of fasen:
- Interfase
- profase
- metafase
- Anafase
- Telofase
- Cytokinese
In de eerste stap, interfase, groeit, ontwikkelt en dupliceert de moedercel elk chromosoom. De chromosomen bevatten genetisch materiaal, oftewel DNA.
Tijdens de profase paren de nieuw gekopieerde chromosomen en plakken ze aan elkaar om te vormen zuster chromatiden. Het membraan van de kern, dat meestal de chromosomen bevat, lost op om de chromatiden mogelijk te maken verschuiven en polaire vezels vormen zich als draden die de chromatiden verankeren aan tegenovergestelde polen in de cel.
Tijdens de metafase liggen de chromatiden langs de evenaar van de cel. Hun polaire vezels zijn volledig gevormd en houden de chromatiden op hun plaats. In de anafase scheiden de chromatiden zich in hun zusterchromosomen. Terwijl elk chromosoom zich van zijn kopie scheidt, trekken de polaire vezels de chromosomen langzaam naar de polen van de cel.
Tijdens de telofase vormt de cel twee nieuwe kernmembranen rond de twee identieke groepen chromosomen. De cel wordt langer en het celmembraan bereidt zich voor om te splijten.
Cytokinese is de laatste stap van mitose, waarbij het membraan van de langwerpige cel begint samen te knijpen langs de evenaar van de cel totdat de membranen elkaar raken. De twee helften scheiden dan van elkaar en vormen twee nieuwe dochtercellen, identiek aan de moedercel.
Meiose I
Planten, dieren en andere organismen die zich seksueel voortplanten, gebruiken meiose om hun voortplantingscellen te creëren, waardoor genetische diversiteit mogelijk is die niet mogelijk is door mitose. Tijdens meiose zijn twee verschillende cycli of divisies vereist. Net als bij mitose verloopt de eerste cyclus, meiose I, door zes stappen:
- Interfase I
- Profase I
- metafase I
- Anafase I
- Telofase I
- Cytokinese I
Tijdens interfase I kopieert een somatische cel, of cel met twee sets chromosomen, zijn DNA. In profase I passen de homologe of overeenkomende chromosomen bij elkaar om paren te vormen die bivalenten of tetrads worden genoemd. Elke bivalent heeft twee chromosomen, elk één van de moeder en vader van het organisme, en vier chromatiden. Het kernmembraan begint op te lossen.
Tijdens metafase I staan de bivalenten langs de evenaar van de cel. De richting waarin ze kijken is willekeurig, dus er is een kans van 50:50 dat elke dochtercel een chromosoom ontvangt dat DNA van de moeder of vader van het organisme bevat.
Vervolgens, in anafase I, scheiden de chromosoomparen zich en worden ze naar beide polen getrokken, maar elk chromosoom behoudt nog steeds twee chromatiden. Telofase I begint als kernmembranen rond elke set chromosomen worden gevormd. Sommige cellen ondergaan dan cytokinese I en splitsen zich in twee afzonderlijke zustercellen, hoewel bij veel dieren de zustercellen niet volledig scheiden voordat meiose II begint.
Meiose II
Tijdens meiose II ondergaan beide dochtercellen gevormd tijdens meiose I een delingscyclus van vijf stappen, waaronder:
- Profase II
- Metafase II
- Anafase II
- Telofase II
- Cytokinese II
Interfase wordt overgeslagen omdat deze tweede deling niet is ontworpen om kopieën te maken, maar eerder om de twee chromatiden van elk chromosoom te splitsen en de cellen voor te bereiden op seksuele reproductie. Tijdens profase II beginnen de nieuw gevormde kernmembranen op te lossen en beginnen de paren chromatiden op hun plaats te drijven.
In metafase II worden de gepaarde chromatiden uitgelijnd langs de evenaars van elke dochtercel, terwijl de polaire vezels ze op hun plaats verankeren. Tijdens anafase II scheiden de chromatiden van elk chromosoom zich en worden ze naar afzonderlijke polen getrokken. Telofase II begint dan met de vorming van kernmembranen rond elke set chromosomen.
Ten slotte treedt cytokinese II op. De celmembranen beginnen samen te knijpen en beide dochtercellen splitsen zich in twee voor een totaal van vier haploïde cellen waarvan de chromosomen slechts één chromatide hebben. Zowel ei- als zaadcellen zijn haploïde cellen die door meiose zijn gemaakt.
Wanneer de twee haploïde cellen combineren, komen de chromatiden van overeenkomstige chromosomen overeen om het genetische materiaal te leveren dat nodig is om een nieuw organisme te creëren.