Gewone celdeling en de celcyclus

Alles wat leeft heeft een levenscyclus met duidelijk herkenbare fasen als geboren worden, groeien en ontwikkelen, voortplanten en sterven.

De cel heeft als kleins levende éénheid van het lichaam dan natuurlijk ook een levenscyclus van duidelijk herkenbare fasen. Spreken we bij de mens over peuter, puber of adolescent, bij de cel spreken we over G₁, G₀, S, G₂ of M-fase. Een cel die net ontstaat komt terecht in de G₁ fase van de celcyclus. In deze eerste levensfase groeit de cel en gaat de cel zich voorbereiden op de werkzaamheden die hij moet gaan verrichten in het weefsel. Een uitgegroeide cel komt terecht in de G₀ fase van de celcyclus. In deze fase oefent hij de taak uit die de cel in het weefsel moet uitvoeren. Dat kan van alles zijn. Van impulsen versturen, hormonen produceren of zorgen voor beweging.

Er komt een moment in het leven van de cel dat deze zich mitotisch wil gaan voortplanten. Een cel die zich wil gaan delen komt in de S-fase terecht. In deze S-fase gaat de cel zich voorbereiden op een komende deling. Als voorbereiding op deze deling gaat de cel alle strengen DNA in de celkern verdubbelen. Aan het einde van de S-fase zitten er dus geen 46 strengen DNA in de celkern, maar 92.
Als al het DNA is gekopieerd gaat de cel door naar de G₂ fase van de cyclus. In deze fase controleert de cel of al het DNA netjes foutloos is overgeschreven. Of er geen foutjes in staan en of er geen hele stukken zijn vergeten. Is al het DNA foutloos overgeschreven dan beland de cel in de M-fase van zijn levenscyclus. In deze fase vindt de daadwerkelijke celdeling plaats. Uit één moedercel met 92 strengen DNA ontstaan twee fitte dochtercellen met elk 46 strengen DNA. De dochters komen terecht in de G₁ fase. De cirkel is rond.

Mitose is het delingsproces waarbij uit één moedercel twee identieke dochtercellen ontstaan. De ontstane dochtercellen zijn exacte kopieën van moeder en dus genotypisch en fenotypisch hetzelfde als de moedercel.
Cellen delen zich in alle weefsels van het lichaam voor groei, vervanging en herstel. Vervanging is nodig wanneer een cel in het weefsel sterft van ouderdom. Wonden genezen doordat niet beschadigde cellen in het weefsel zich mitotisch delen.
Als een cel zich wil gaan delen, dan moet deze cel wel behoorlijk wat voorbereidingen treffen. Zo moet een cel die zich wil gaan delen extra cytoplasma produceren, maar ook extra organellen en membranen. Pas bij voldoende extra onderdelen kan de celdeling in gang worden gezet.

De productie van al deze onderdelen komt echter pas op gang nadat de moedercel ook extra DNA heeft geproduceerd. Een menselijke cel heeft in de celkern 46 “chromosomen”. Op deze 46 chromosomen liggen alle erfelijke eigenschappen van de cel en dus van het individu. De beide dochtercellen die ontstaan hebben beide ook het volledige pakket van 46 chromosomen nodig om te kunnen functioneren. Dit betekent dus dat de cel ergens in haar leven ook al haar DNA moet over schrijven.

Een cel die zich aan het voorbereiden is op een celdeling heeft in haar celkern 46 strengen draadvormig DNA. Als voorbereiding op de celdeling maakt elke streng draadvormig DNA een perfecte kopie van zichzelf. Origineel en kopie zitten in het midden nog aan elkaar vast. Een celkern die klaar is met het maken van de kopieën bevat dan 92 strengen DNA in de celkern. Als je deze 92 draden DNA achter elkaar zou leggen, dan zou deze draad meer dan twee meter lang zijn. Om een beetje orde in deze DNA chaos te scheppen worden de strengen DNA netjes rondom eiwitten opgerold tot een chromosoom. Één chromosoom bestaat dus uit twee netjes opgerolde strengen DNA. Er zijn alleen maar chromosomen in de celkern zichtbaar op het moment dat deze zich wil gaan delen.

De erfelijkheidsdrager van de cel heeft dus eigenlijk drie verschillende verschijningsvormen. De celkern van een cel die rustig in het weefsel zijn werk doet en niet van plan is zich te delen bevat 46 strengen draadvormig DNA.
Een cel die van plan is zich te gaan delen, zal ter voorbereiding al zijn DNA kopiëren. De celkern bevat dan 92 strengen DNA. Origineel en kopie zitten echter nog wel vast aan elkaar. Een cel die op het punt staat zich te delen heeft alle 92 strengen DNA netjes opgerold tot 46 chromosomen.