HOE VERLOPEN DE MECHANISMEN VAN OVERERVING TIJDENS DE CELCYCLUS? - BIOLOGIE - 2025

De mechanismen van overerving zijn die die de doorgang van genen of genetische kenmerken van ouders op kinderen regelen en die tijdens de celcyclus plaatsvinden tijdens de stadia die overeenkomen met mitose en meiose.

Alle organismen zijn opgebouwd uit cellen en de celtheorie stelt voor dat elke cel wordt geboren uit een andere cel die al bestaat, op dezelfde manier dat een dier alleen kan worden geboren uit een ander dier, een plant uit een andere plant enzovoort.

Levenscyclus van een dierencel geschetst (Bron: Kelvinsong via Wikimedia Commons)

De stappen waarmee een nieuwe cel uit een andere cel wordt geboren, vormen de zogenaamde celcyclus , het belangrijkste proces voor de reproductie van levende, eencellige en meercellige wezens.

Tijdens de celcyclus 'kopiëren' cellen alle informatie in hen, in de vorm van een speciaal molecuul genaamd deoxyribonucleïnezuur of DNA , om het door te geven aan de nieuwe cel die zal worden gevormd; Dus de celcyclus is alles wat er gebeurt tussen de ene divisie en de volgende.

Door de celcyclus produceren eencellige wezens wanneer ze zich delen een compleet individu, terwijl de cellen van meercellige organismen vele malen moeten delen om de weefsels, organen en systemen te vormen waaruit bijvoorbeeld dieren en planten bestaan. .

Mitose en meiose

Meercellige organismen hebben twee soorten cellen: somatische cellen en gameten of geslachtscellen. Somatische cellen vermenigvuldigen zich door mitose en seksuele cellen door meiose.

Prokaryoten en eenvoudiger eukaryote organismen planten zich voort door mitose, maar "hogere" eukaryoten planten zich seksueel voort dankzij meiose.

De celcyclus en mitose

Somatische cellen zijn cellen die zich in een organisme delen om de cellen te produceren die het hele lichaam zullen vormen, daarom is het, wanneer dit gebeurt, nodig dat alle informatie erin getrouw wordt gekopieerd, zodat een andere identieke cel kan worden gevormd en dit Het vindt plaats via de celcyclus, die vier fasen heeft:

• Fase M.
• G1-fase
• S-fase
• G2-fase

De M-fase (M = mitose) is de belangrijkste van de celcyclus en daarin komen mitose en cytokinese voor , die respectievelijk de kopie zijn van het genetisch materiaal (nucleaire deling) en de scheiding of deling van de cellen die resulteren ( de "moedercel" en de dochtercel).

De interface is de periode tussen de ene M-fase en de andere. Gedurende deze tijd, die alle andere hierboven genoemde fasen omvat, groeit en ontwikkelt de cel alleen, maar deelt zich niet.

De S-fase (S = synthese) bestaat uit de synthese en duplicatie van DNA dat is georganiseerd in de vorm van chromosomen in de kern (een zeer belangrijk organel dat wordt aangetroffen in eukaryote cellen).

De G1-fase (G = gap of interval) is de tijd die verstrijkt tussen de M-fase en de S-fase, en de G2-fase is de tijd tussen de S-fase en de volgende M-fase. In deze twee fasen van de cyclus gaan de cellen verder groeien en voorbereiden om te verdelen.

De celcyclus wordt voornamelijk gereguleerd op het niveau van de intervalfasen (de G1- en G2-fasen), aangezien alles in goede staat moet zijn om de cel te laten delen (hoeveelheid voedingsstoffen, stressoren en andere).

Fasen van mitose

Het is dus tijdens de mitose dat een cel van zijn dochter alles erft wat hij nodig heeft om een ​​cel te "zijn", en dat wordt gevonden in de kopie van zijn volledige chromosomen. Als cytokinese wordt geteld, wordt mitose verdeeld in 6 fasen: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase en cytokinese.

1-DNA wordt gekopieerd tijdens de S-fase van de celcyclus en tijdens de profase condenseren deze kopieën of worden ze zichtbaar in de kern als chromosomen. In dit stadium wordt ook het systeem van "buizen" of "kabels" gevormd dat zal dienen om de kopieën van de "originele" moleculen (de mitotische spindel) te scheiden.

2-Het membraan van de kern, waar de chromosomen zitten, valt uiteen tijdens de prometafase , en wanneer dit gebeurt, komen de chromosomen in contact met de mitotische spoel.

3-Voordat de kopie-chromosomen van de originele worden gescheiden, worden ze in het midden van de cellen uitgelijnd in een fase die bekend staat als de metafase .

4-In de anafase is wanneer de gedupliceerde chromosomen zich scheiden, sommige naar de ene pool van de cel en de andere naar de andere, en dit staat bekend als "segregatie" van de chromosomen.

5-Na zijn duplicatie en zijn scheiding, worden in de cel die op het punt staat te delen, twee kernen gevormd, elk stel chromosomen in een periode die bekend staat als telofase .

6- Cytokinese is wanneer het cytoplasma en het plasmamembraan van de "voorlopercellen" zich delen, wat resulteert in twee onafhankelijke cellen.

De celcyclus en meiose

Mitose is het mechanisme waarmee kenmerken worden overgeërfd in somatische cellen, maar meiose is wat geslachtscellen vormt, die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van informatie van het ene complete meercellige individu naar het andere via seksuele reproductie .

Somatische cellen worden geproduceerd door mitotische delen van een speciale cel: de zygote, die het product is van de vereniging tussen twee geslachtscellen (gameten) van de 'kiemlijn', geproduceerd door meiose en die afkomstig zijn van twee verschillende individuen: een moeder en vader.

Fasen van meiose

In de celcyclus van kiemlijncellen bestaat meiose uit twee celdelingen, die meiose I (reductie) en meiose II (vergelijkbaar met mitose) worden genoemd. Elk is onderverdeeld in profase, metafase, anafase en telofase. De profase van meiose I (profase I) is de meest complexe en langste.

1-Tijdens profase I condenseren chromosomen en mengen ze met elkaar (recombineren) in de cellen van elke ouder die meiose ingaan.

2-In metafase I verdwijnt het kernmembraan en staan ​​de chromosomen in het midden van de cel.

3-Zoals in mitotische anafase, tijdens anafase I van meiose scheiden de chromosomen zich naar de tegenovergestelde polen van de cel.

4- Telofase I bestaat, in bepaalde organismen, in de reconstructie van het kernmembraan en in de vorming van een nieuw membraan tussen de resulterende cellen, die de helft van het aantal chromosomen hebben als de oorspronkelijke cel (haploïde).

5-Meiose II begint onmiddellijk en in profase II worden de gecondenseerde chromosomen waargenomen. Tijdens metafase II bevinden deze zich in het midden van de cel, zoals bij mitose.

6-De chromosomen worden tijdens anafase II gescheiden naar beide polen van de cel , dankzij de componenten van de mitotische spoel, en tijdens telofase II worden nieuwe kernen gevormd en worden de 4 dochtercellen (gameten) gescheiden.

Elke gameet die door meiose wordt geproduceerd, bevat een combinatie van al het genetisch materiaal van het organisme waaruit het afkomstig is, alleen in een enkele kopie. Wanneer twee gameten van verschillende organismen (de ouders) samensmelten, mengt dat materiaal zich en worden de twee kopieën hersteld, maar de ene van de ene ouder en de andere van de andere.

Referenties

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Essentiële celbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molecular Biology of The Cell (5e ed.). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Griffiths, A., Wessler, S., Lewontin, R., Gelbart, W., Suzuki, D., & Miller, J. (2005). Een inleiding tot genetische analyse (8e ed.). Freeman, WH & Company.
4. Pierce, B. (2012). Genetica: een conceptuele benadering. Freeman, WH & Company.
5. Rodden, T. (2010). Genetics For Dummies (2e ed.). Indianapolis: Wiley Publishing, Inc.