Cellen, de basisbouwstenen van levende wezens, moeten zich onder andere vermenigvuldigen om het ouderorganisme te laten groeien en zichzelf te herstellen. Om cellen te laten vermenigvuldigen, moeten ze delen. Het fysieke proces van celdeling heet cytokinese.
Celdeling zou zinloos zijn zonder gelijktijdige reproductie van het genetische materiaal van de cel, omdat elke dochtercel een volledige kopie van de genetische code van het organisme nodig heeft om zijn werk te kunnen doen. Cellen reproduceren met behulp van een proces genaamd mitose.
Cellen in alle levende wezens ondergaan cytokinese; alleen eukaryote (dierlijke) cellen ondergaan mitose, waarvan het begin voorafgaat aan cytokinese bij celdeling.
Basisprincipes van mitose
Mitose verwijst naar de reproductie van het genetische materiaal van een cel; met andere woorden, de chromosomen. Dit materiaal zit in de kernen (enkelvoud: kern) van cellen. Voordat het materiaal in dochtercellen kan worden opgenomen, moet het eerst worden gerepliceerd of gekopieerd. Mitose omvat dus een replicatie gevolgd door een deling, maar het is belangrijk om te begrijpen dat het delingsgedeelte van mitose alleen resulteert in dochterkernen, niet in hele dochtercellen.
Mitose Fasen
Mitose is verdeeld in vier fasen: profase, metafase, anafase en telofase.
In profase condenseren gerepliceerde chromosomen in paren en worden ze compacter. Ook vormt een structuur die de mitotische spil wordt genoemd, van eiwitten die microtubuli worden genoemd aan elke kant van de cel.
In metafase wordt het kernmembraan afgebroken en strekt de mitotische spil zich naar binnen uit vanaf de randen van de cel om te verbinden door de centromeren die alle chromosoomparen verbinden.
In de anafase worden chromosoomparen bij hun centromeren uit elkaar getrokken. Deze gescheiden chromosomen worden vervolgens door de spil naar tegenoverliggende zijden van de cel gesleept. Anaphase garandeert dat elke dochtercel een identieke set chromosomen krijgt. Cytokinese begint tijdens deze fase.
In telofase vormt zich een kernmembraan rond elke nieuwe set dochterchromosoomsets. Tegelijkertijd is het proces van cytokinese voltooid.
Cytokinese
De definitie van cytokinese is de verdeling van het cytoplasma van een oudercel in twee dochtercellen. Het begint in de anafase van de mitose en eindigt in de telofase. Het is mogelijk om cytokinese te definiëren in termen van afzonderlijke fasen, aangezien het proces, net als mitose, in vier fasen kan worden verdeeld: initiatie, wanneer de buitenkant van de cel naar binnen begint te plooien; contractie, die wordt aangedreven door eiwitten die vergelijkbaar zijn met die in spieren; membraaninsertie, wanneer een cytoplasma rond de twee bijna gescheiden dochtercellen wordt geplaatst; en voltooiing, wanneer de splitsing voltooid is.
Soorten cytokinese
Dierlijke en plantaardige cellen ondergaan verschillende soorten cytokinese omdat plantencellen celwanden hebben, terwijl dierlijke cellen alleen celmembranen hebben. Planten missen centriolen en bacteriën missen zowel centriolen als spindels, dus als het tijd is om dit soort cellen in tweeën te splitsen, is het proces minder strikt gecoördineerd. Bij bacteriën wordt het alleen splijting genoemd. In planten vormt zich een structuur die een celplaat wordt genoemd langs de metafaseplaat, terwijl bij dieren er een vernauwing of naar binnen rimpelen van het cytoplasma is.
