Relaties tussen mitose in eukaryote cellen en binaire splitsing in prokaryoten

•••Chad Baker/Photodisc/Getty Images

•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Een cel is in de natuurlijke wereld de kleinste fysieke eenheid die alle eigenschappen vertoont die verband houden met het leven zelf, zoals metabolisme (met behulp van moleculen uit de externe omgeving om energie te ontlenen voor alledaagse processen zoals groei en herstel), een goed gedefinieerde fysieke container, het onderhoud van de chemische balans en reproductie.

Levende dingen kunnen worden onderverdeeld in: prokaryoten, die eenvoudige, meestal eencellige organismen zijn die bacteriën en de organismen in het Archaea-domein omvatten, en de duidelijk meer complexe en gediversifieerde eukaryoten, die bijna allemaal meercellig zijn en dieren, planten, protisten en schimmels omvatten.

De manieren waarop dit soort cellen zich voortplanten, zijn vergelijkbaar, maar zeer verschillend.

Alle cellen bevatten vier componenten:

• EEN celmembraan, ook wel de plasma membraan, bestaande uit een fosfolipide dubbellaag.
• Cytoplasma, of cytosol, een gelatineuze matrix die zorgt voor stof waarin andere celcomponenten kunnen werken.
• Desoxyribonucleïnezuur (DNA), het genetisch materiaal van het organisme.
• ribosomen, de plaatsen van eiwitsynthese.

Prokaryoten missen een kern, die in eukaryoten het DNA bevat en de plaats is van mitose of replicatie van het genetische materiaal. Dit genetisch materiaal is georganiseerd in: chromosomen.

Wanneer prokaryotische cellen zich delen, impliceert dit, op enkele uitzonderingen na, deling van het hele organisme en dus reproductie. Dit proces heet binaire splijting, en het is duidelijk. Het wordt voorafgegaan door een algehele vergroting van de cel en zijn weinige componenten, en replicatie van zijn DNA, dat meestal bestaat uit een enkel ringvormig chromosoom.

Wanneer de cel in tweeën splitst, is het resultaat twee dochtercellen die identiek zijn aan de bovenliggende cel en aan elkaar. Dit soort voortplanting is ongeslachtelijk, wat betekent dat er van generatie op generatie geen verandering in het DNA optreedt, tenzij: kans mutatiesof willekeurige wijzigingen optreden.

Eukaryote cellen beginnen hun levenscyclus, ook wel de celcyclus, in interfase, die drie eigen fasen omvat: G₁ (eerste gat), zo (synthese) en G₂ (tweede gat). De chromosomen worden gerepliceerd, of precies gedupliceerd, in de S-fase.

De cel gaat dan de kortste, maar belangrijkste fase in: M fase, ook gekend als mitose. Dit is waar de kern wordt verdeeld in twee identieke dochterkernen, een proces dat onmiddellijk wordt gevolgd door de deling van de cel zelf, of cytokinese.

Mitose kan worden onderverdeeld in vijf fasen:

1. profase, wanneer de gerepliceerde chromosomen meer gecondenseerd raken in de kern en het kernmembraan oplost.
2. Prometafasewanneer chromosomen naar het midden van de cel beginnen te migreren. (Sommige oudere bronnen laten deze fase weg en verdelen chromosomale migratie tussen profase en metafase.)
   
3. metafase, wanneer chromosomen precies op een lijn door het midden van de kern liggen.
4. Anafase, wanneer chromosomen naar tegenovergestelde zijden van de kern worden getrokken.
5. Telofase en Cytokinese, wanneer het chromosoom minder gecondenseerd wordt en kernmembranen rond de dochterkernen worden gevormd.

Mitose wordt onmiddellijk gevolgd door cytokinese en de celcyclus begint opnieuw.

Meiosis, het type celdeling dat zaadcellen produceert bij mannen en eicellen bij vrouwen, is verantwoordelijk voor genetische diversiteit omdat het niet-identieke dochtercellen produceert. Het komt alleen voor in de geslachtsklieren van een organisme (testikels bij mannen, eierstokken bij vrouwen).

Binaire splitsing en mitose produceren beide identieke dochtercellen. Hoewel prokaryoten geen celcyclus hebben, worden beide processen voorafgegaan door celgroei en aangepaste aanpassingen specifiek gericht op het mogelijk maken van de deling van het genetische materiaal en de hele cel, inclusief replicatie van de ribosomen.

Binaire splitsing treedt meestal zeer snel op in vergelijking met mitose. Sommige e. coli bacteriën delen zich elke 20 minuten, terwijl een eukaryote celcyclus wel een hele dag kan duren.