Van microscopisch kleine dinoflagellaten tot enorme dinosaurussen, het leven op aarde begon met één cel met een blauwdruk van instructies voor groei en differentiatie. Planten en dieren worden grotendeels in stand gehouden door mitotische celdeling en weefselaanvulling. De mechanismen van mitose zijn echter heel verschillend.
Plantaardige en dierlijke celmorfologie
Planten zijn autotrofen met chloroplasten en chlorofyl voor fotosynthese. De overvloedige aanwezigheid van chlorofyl geeft planten een groene kleur. Plantencellen hebben ook grote vacuolen voor de opslag van water en versterking van de celwand. Cellulosewanden houden planten omhoog terwijl ze naar de zon toe groeien.
Dieren hebben botten om te beschermen hun organen en zachte weefsels. Planten hebben alleen een wendbaar cytoskelet in hun cytoplasma. Omdat planten zich niet zelfstandig kunnen verplaatsen om te ontsnappen, hebben sommige planten doornen in hun buitenste celwand om grazende herbivoren te ontmoedigen.
Overeenkomsten tussen plantaardige en dierlijke cellen
Plantaardige en dierlijke cellen delen enkele belangrijke overeenkomsten, met name a kern binnen een kernmembraan waardoor ze eukaryoot organismen. Het genetische materiaal van de cel bevindt zich in de kern, wordt gerepliceerd en verdeeld tijdens celdeling. Plantaardige en dierlijke cellen zijn afhankelijk van mitochondriën in het cytoplasma om energiemoleculen te creëren.
Mitose bij planten
Onder gunstige omstandigheden kan een plantencel zich door mitose ongeslachtelijk in twee identieke cellen delen. Het voordeel van mitose is snelle groei. De keerzijde van mitose is een beperkte biodiversiteit, wat nadelig kan zijn voor de overleving als de omstandigheden veranderen. Planten van hogere orde kunnen zich ook seksueel voortplanten door meiose.
De levenscyclus begint wanneer diploïde sporofyten zich delen door meiose, waardoor haploïde sporen ontstaan met de helft van het aantal chromosomen. Door mitose ontwikkelen sporen zich tot meercellige gametofyten, die vervolgens haploïde gameten produceren. Bevruchting vindt plaats wanneer twee haploïde gameten samenkomen en diploïde zygote vormen die zich door mitose deelt om een sporofyt te vormen.
Mitose van een dierlijke cel
Dierlijke cellen gebruiken, net als menselijke cellen, mitose om grotere cellen te laten groeien, beschadigde cellen te vervangen en beschadigd weefsel te herstellen. Mitose van een dierlijke cel is een ongeslachtelijk voortplantingsproces die twee exacte kopieën van een cel produceert. Cellulaire groei en eiwitsynthese vinden plaats in de interfase van de celcyclus.
Tijdens de mitotische fasen liggen zusterchromatiden in het midden van de cel. Vervolgens worden ze door organellen uit elkaar getrokken en naar tegenovergestelde polen gestuurd waar de nucleaire envelop zich rond het genetische materiaal hervormt. Ten slotte wordt het dierlijke celmembraan in het midden geknepen om de twee cellen te scheiden.
Mitose bij planten vs. Dieren
De kern stuurt mitose aan door een cel te vertellen om te delen. Het proces en het doel van mitose verschilt in plantaardige en dierlijke cellen. Mitose houdt er bijvoorbeeld rekening mee dat planten een stevige celwand van cellulose nodig hebben, omdat planten van hogere orde het benige skelet van een dier missen.
Voorbeelden:
- Verschillen in mitotische fasen: In tegenstelling tot dieren ondergaan planten van hogere orde een celcyclus genaamd preprofase. In de preprofase vormt het cytoplasma een lijn waar zich een celplaat zal vormen na het voltooien van de mitose.
- Organelverschillen in planten: Plantencellen bevatten chloroplasten nodig voor autotrofen om fotosynthese uit te voeren. Planten hebben een grotere vacuole om water en andere vloeistoffen vast te houden die osmose reguleren. Tijdens mitose in planten kunnen ze spindelvezels vormen en delen zonder centriolen.
- Organelverschillen bij dieren: Dierlijke cellen hebben centriolen die helpen bij de vorming van het spindelapparaat en de chromatidedeling. "Er is gesuggereerd dat centriolen evolueerden als een verfijning van de [dierlijke] cel, waardoor mitose een... veel efficiënter en minder foutgevoelig proces”, zoals gerapporteerd door de cel van de Florida State University biologen.
-
Verschillen in cytokinese: Plantencellen van hogere orde vormen a celwand om de kernen en het cytoplasma van twee identieke cellen te scheiden na mitose. In dierlijke cellen, motor eiwitten (actine en myosine) vernauwen het celmembraan op een plek die de wordt genoemd decolleté groef. Membraanfusie splitst de cellen in twee afzonderlijke entiteiten.
In welk type cellen komt mitose voor?
Het grootste deel van de celdeling die plaatsvindt in levende organismen vindt plaats in somatische (niet-reproductieve) cellen door middel van mitose. Het menselijk lichaam stoot en vervangt bijvoorbeeld tot 40.000 huidcellen per dag, volgens de Amerikaanse Academie voor Dermatologie. Plantencellen groeien in grootte en aantal door mitose en voortdurende herhalingen van de celcyclus.