Deze taal is machinaal vertaald en is niet door een mens gecontroleerd.

Wetenschap · Artikel

Mitose vs. Meiose: Hoe menselijke cellen zich delen voor groei en reproductie

Gepubliceerd:

Overview of Meiosis
Afbeelding: Rdbickel · CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

In het kort

Mitose is de celdeling die twee identieke kopieën van een cel voor groei en reparatie maakt, terwijl meiose de gespecialiseerde deling is die ei- en spermacellen produceren met de helft van het gebruikelijke aantal chromosomen. Beide processen kopiëren het DNA van een cel eenmaal, maar mitose deelt zich eenmaal en meiose deelt zich tweemaal, volgens de U.S. National Institutes of Health.

Deze versie is een machinevertaling van het origineel (English). Lees het origineel

Elke cel in het menselijk lichaam is terug te voeren tot een enkele bevrucht ei, en de instructies om één cel in biljoenen om te zetten, zijn gebaseerd op twee verschillende soorten deling: mitose en meiose. Het National Human Genome Research Institute (NHGRI) en het National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) van de U.S. National Institutes of Health beschrijven beide deze als de twee kernmechanismen die cellen gebruiken om zich te vermenigvuldigen of om de seksecellen te creëren die nodig zijn voor reproductie.

De celcyclus: waar deling in past

Volgens het geneticawoordenboek van NHGRI gaat een delende cel eerst door interfase, bestaande uit drie stadia: G1, wanneer de cel zich voorbereidt op deling; S, wanneer het zijn volledige set DNA dupliceert (S staat voor DNA-synthese); en G2, wanneer het het nieuw gekopieerde genetische materiaal organiseert en condenseert. Deling zelf gebeurt in de M-fase, wanneer de cel zijn twee DNA-kopieën in twee nieuwe dochtercellen verdeelt.

Mitose: Een cel exact kopiëren

Mitose produceert twee dochtercellen die genetisch identiek zijn aan de moedercel en aan elkaar, volgens NHGRI. NIGMS merkt op dat dit de deling is die verantwoordelijk is voor normale lichaamsgroei en weefselvervanging — maagvoering-cellen vervangen zichzelf bijvoorbeeld elke paar dagen, terwijl levercellen tot een jaar nodig kunnen hebben om te vervangen.

NIGMS somt zes stadia van mitose op na interfase: profase, wanneer chromosomen condenseert en aan het spindelapparaat hechten; prometafase, wanneer het kernmembraan afbreekt en de spindel volledig vormt; metafase, wanneer chromosomen zich in het midden van de cel uitlijnen; anafase, wanneer zusterchromatiden scheiden en naar tegenovergestelde polen bewegen; telofase, wanneer nieuwe kerninveloppen zich rond elke set vormen; en cytokinese, wanneer de cel zich fysiek in tweeën deelt.

Meiose: Ei- en spermacellen maken

Meiose wordt uitsluitend gebruikt om gameten — eicellen en sperma — te produceren en werkt anders. NHGRI legt uit dat een diploïde cel, die 46 chromosomen draagt (twee sets van 23), zijn DNA eenmaal kopieert maar dan tweemaal zich deelt, wat vier haploïde dochtercellen oplevert, elk met slechts 23 chromosomen. Wanneer een spermacel en een eicel bij bevruchting samenkomen, herstellen hun gecombineerde 23 chromosomen van elke ouder het normale diploïde getal van 46.

De Embryo Project Encyclopedia van Arizona State University beschrijft meiose als in twee stadia optredend. Meiose I is de reduciedeling, onderverdeeld in profase I, metafase I, anafase I en telofase I; het is tijdens profase I dat overeenkomstige (homologe) chromosomen zich koppelen en DNA-segmenten uitwisselen in een proces genaamd crossing over, wat NIGMS zegt genetische diversiteit verhoogt. Meiose II lijkt dan op mitose, gescheiden zusterchromatiden om de vorming van vier haploïde cellen uit één originele diploïde cel af te maken.

Volgens de Embryo Project Encyclopedia divergeren ei- en spermaontwikkeling sterk in timing. Spermatogenese begint in de puberteit en produceert voortdurend vier levensvatbare sperma uit elke uitgangscei. Oogenese begint daarentegen vóór de geboorte maar stopt op een bepaald punt in profase I tot de puberteit; wanneer deling wordt hervat, deelt de cel zich ongelijk, wat één groot, voedingsrijk ei en kleine weggegooid structuren genaamd pollichamen oplevert, zodat slechts één bruikbare gamet per cyclus resulteert.

Een korte geschiedenis

De Embryo Project Encyclopedia geeft bioloog Oscar Hertwig het verdienste van het eerst beschrijven van meiose in het midden van de jaren 1870 met behulp van zee-egelcellen. Evolutionaire bioloog August Weismann erkende in 1890 dat het proces het aantal chromosomen met de helft verminderde, en geneticus Thomas Hunt Morgan toonde in 1911 chromosomale kruising aan.

Mitose vs. Meiose in een oogopslag
KenmerkMitoseMeiose
DNA gekopieerdEenmaalEenmaal
CeldelingenEénTwee
Dochtercellen2, genetisch identiek4, genetisch uniek
Aantal chromosomen in resultaatDiploïde (46 bij mensen)Haploïde (23 bij mensen)
Komt voor inLichaamscellen (somatisch)Keimcellen (ei-/spermavoorlopers)
HoofddoelGroei, weefselreparatieGeslachtelijke voortplanting, genetische diversiteit

Wanneer meiose misgaat

Fouten tijdens meiose kunnen medische gevolgen hebben. Het U.S. Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD) stelt dat Down-syndroom het gevolg is van een willekeurige fout bij celdeling genaamd nondisjunctie, waarbij een chromosomenpaar niet goed gescheiden wordt — beide kopieën eindigen in één resulterende cel en geen in de andere. De meest voorkomende vorm, volledige trisomie 21, treedt op wanneer elke cel drie kopieën van chromosoom 21 in plaats van twee draagt.

NICHD meldt dat in de meeste gevallen van trisomie 21 het extra chromosoom afkomstig is uit het ei van de moeder, terwijl minder dan 5% afkomstig is van het sperma van de vader. Een afzonderlijke vorm, mozaïek trisomie 21, is ook verantwoordelijk voor minder dan 5% van de gevallen en treedt op wanneer slechts enkele cellen van een persoon het extra chromosoom dragen. NICHD stelt duidelijk dat geen ouderlijk gedrag of milieufactor bekend is om Down-syndroom te veroorzaken, en dat de aandoening willekeurig ontstaat tijdens de vorming van eicellen of sperma.

Cellen moeten hun chromosomen zeer zorgvuldig tellen en verdelen zodat elke gamet... precies 23 chromosomen heeft.

— Dr. Daniel A. Gilchrist, Programdirecteur, NHGRI Division of Genome Sciences, aangehaald in NHGRIs Genetics Glossary (genome.gov)

Vragen

Wat is het belangrijkste verschil tussen mitose en meiose?
Mitose kopieert het DNA van een cel eenmaal en deelt zich eenmaal, wat twee genetisch identieke dochtercellen oplevert die gebruikt worden voor groei en weefselreparatie. Meiose kopieert DNA eenmaal maar deelt zich tweemaal, wat vier genetisch unieke haploïde cellen oplevert die gebruikt worden om eicellen en sperma te maken, volgens NHGRI.
Hoeveel chromosomen heeft een menselijke gamet?
Een menselijke ei- of spermacel (gamet) heeft 23 chromosomen, de helft van de 46 die in gewone lichaams-cellen voorkomen, volgens NHGRI. Bevruchting herstelt het volledige aantal van 46 chromosomen.
Wat is crossing over en waarom is het belangrijk?
Crossing over gebeurt tijdens profase I van meiose, wanneer overeenkomstige chromosomen DNA-segmenten uitwisselen. NIGMS zegt dat dit proces genetische diversiteit verhoogt.
Wat veroorzaakt Down-syndroom in termen van celdeling?
Down-syndroom wordt meestal veroorzaakt door nondisjunctie, een fout tijdens meiose waarbij een chromosomenpaar niet goed scheidt, wat resulteert in een cel met een extra kopie van chromosoom 21, volgens NICHD. In de meeste gevallen komt het extra chromosoom uit het ei van de moeder.
Waarom ontwikkelen ei- en spermacellen zich in timing zo verschillend?
Volgens de Embryo Project Encyclopedia begint spermatogenese in de puberteit en produceert voortdurend vier sperma per uitgangscei, terwijl oogenese vóór de geboorte begint, tot de puberteit stopt, en slechts één bruikbare eicel per cyclus oplevert vanwege ongelijke celdeling.

Bronnen

  1. NHGRI (NIH) — Meiosis (Genetics Glossary)
  2. NHGRI (NIH) — Cell Cycle (Genetics Glossary)
  3. NIGMS (NIH) Biobeat — Make Like a Cell and Split: Comparing Mitosis and Meiosis
  4. Embryo Project Encyclopedia (Arizona State University) — Meiosis in Humans
  5. NICHD (NIH) — What Causes Down Syndrome?

Dit stuk is gemaakt met kunstmatige intelligentie en vóór publicatie automatisch op bronnen gecontroleerd. Ziet u een fout, vraag dan om een correctie. Correctie of weerwoord aanvragen · Hoe we dit maken

Gerelateerd