Elke cel heeft erfelijk materiaal. Maar hoe deze erfelijkheidsdrager eruit ziet is afhankelijk van in welke fase van de celcyclus de cel zich bevindt. In deze les gaan we uit van een menselijke cel met 46 chromosomen.

G-1 FASE VAN DE CELCYCLUS

Cellen bevatten DNA. Op het DNA liggen omschreven in een genetische code alle erfelijke eigenschappen van het organisme. In de celkern van de mens liggen 46 strengen DNA die een gezamenlijke lengte hebben van ongeveer honderd centimeter. Deze meter DNA is opgebouwd uit 3 miljard nucleotiden. Deze drie miljard nucleotiden coderen bij de mens voor ongeveer twintigduizend erfelijke eigenschappen. Het begrip erfelijke eigenschap is echter wat verwarrend. We praten dan al snel over huidskleur of oogkleur als het gaat over een erfelijke eigenschap. Maar feitelijk is dat onjuist. Eén erfelijke eigenschap, of één gen, codeert voor één eiwit.

De cel kan dan met behulp van deze eiwitten organellen opbouwen. En met vele organellen is het mogelijk weer een cel te maken, een weefsel en vervolgens een orgaan en orgaanstelsel. Via de productie van eiwitten op basis van een code op het DNA is het lichaam dus in staat zichzelf op te bouwen en te onderhouden.
Het DNA ligt als langdradige structuren in de celkern zolang de cel bij de erfelijke eigenschappen moet kunnen. In een celkern van een cel in de G-1 fase van de interfase ligt dus hoofdzakelijk langdradig DNA.

Als je dan met een microscoop naar deze celkern kijkt (400X of 1000X vergroot) dan lijkt het alsof de celkern leeg is. Er is dan geen erfelijkheidsdrager te zien. Zolang de erfelijkheidsdrager in de vorm van DNA is, is de cel in staat om eiwitten te produceren op basis van de genetische code op het DNA.

S-FASE EN G2-FASE VAN DE CELCYCLUS

Ter voorbereiding op de kerndeling en de celdeling komt de cel terecht in de s-fase van de celcyclus. In deze S-fase wordt in een proces dat we replicatie noemen al het DNA overgeschreven. Elke streng DNA maakt in de S-fase een kopie van zichzelf. Aan het einde van de celcyclus heeft een menselijke cel dan 92 strengen DNA in de celkern.

Het DNA is nog steeds langdradig en nog steeds met de microscoop niet te zien, ook al zit de celkern nu echt bomvol met strengen DNA. “origineel” en kopie zitten in het centromeer wel aan elkaar vast.

M-FASE VAN DE CELCYCLUS

In de m-fase van de celcyclus gaat de cel zich voorbereiden op een kerndeling en op de celdeling. Om een beetje orde te scheppen in de chaos van de 92 DNA strengen worden deze netjes opgerold tot chromosomen. Twee strengen DNA worden één chromosoom. Elk opgerolde streng DNA heet een chromatide.

Één chromosoom bestaat uit twee chromatiden. In de m-fase verschijnen dus voor het eerst de chromosomen. Één chromosoom bestaat dan uit twee opgerolde strengen DNA. De 92 strengen DNA rollen zich dus op tot 46 chromosomen. Als je nu met een microscoop naar de celkern kijkt zijn de chromosomen zelf bij een vergroting van 400X tot 1000X goed te zien