Wat Is de celcyclus?

de celcyclus omvat de gehele levensduur van een cel vanaf de geboorte tot de dood. Het is de tijd van de vorming van een cel van zijn oudercel tot zijn verdeling in zijn dochtercellen.

een belangrijk onderdeel van de celcyclus is celdeling, het proces waarbij een cel wordt gerepliceerd om twee dochtercellen te vormen, door het proces van mitose, of aseksuele reproductie, of vier dochtercellen, door het proces van meiose, of seksuele reproductie. Nochtans, vormt deze verdeling slechts een klein deel van de celcyclus.

fasen van de celcyclus

de celcyclus in eukaryoten wordt gewoonlijk opgesplitst in twee hoofdfasen. De cyclus begint eerst wanneer de mitose of meiosis een dochtercel produceert. Deze cel gaat in interphase, een lang stadium goed voor ongeveer 90% van de celcyclus in. Na interfase, gaat de cel mitose of meiosis in, die tot celdeling (cytokinesis) en het begin van een nieuwe celcyclus in elk van de dochtercellen leidt.

bij mitose kan interfase verder worden opgesplitst in drie subfasen: de eerste staat bekend als { G }_{ 1 }, voor eerste gap of eerste groei; de tweede staat bekend als de S-fase, voor synthese, en de derde staat bekend als { G }_{ 2 }, voor tweede gap of tweede groei. Tijdens de twee fasen van G, Komen de celgroei,eiwitsynthese, en enzymsynthese voor, terwijl tijdens de fase van s DNA wordt herhaald. De replicatie van DNA gebeurt zonder het chromosoomaantal te verhogen; op deze manier is er genoeg DNA in de cel voor twee dochtercellen, die dezelfde ploidy (aantal chromosomale reeksen) handhaven als de oudercel. Raak niet verward tussen DNA replicatie en chromosoom replicatie. De chromosoomreplicatie zal tot een verandering in ploidy leiden terwijl de DNA-replicatie niet zal leiden.

in meiosis is de celcyclus iets ingewikkelder: net zoals meiosis kan worden gesplitst in meiosis I en meiosis II, Zo kan interphase. Interfase I gaat vooraf aan meiosis I en is verdeeld in G-en S-fasen. Nadat meiosis I volledig is, treedt interfase II op, maar dit wordt slechts samengesteld uit een fase G. Daarna treedt meiosis II op. De twee fasen van G zijn essentieel voor de celgroei en eiwitsynthese, terwijl de fase van S van de replicatie van DNA de oorzaak is. Na meiosis I, hoeft de replicatie van DNA niet na meiosis I voor te komen, aangezien de replicatie reeds vóór meiosis I voorkwam.dit is waarom interphase II Geen S-fase omvat.

de celcyclus wordt op verschillende punten gecontroleerd om bepaalde gebeurtenissen te activeren en te coördineren. Deze omvatten een{ G} _ {1 }checkpoint, een { G }_{ 2 } checkpoint, en een M checkpoint, evenals de mogelijkheid om over te schakelen naar een niet-delende { G }_{ 0 } fase is een signaal niet gegeven. Dit is handig bij organismen waar cellen versleten raken en continu vervangen moeten worden (zo groeien we en worden we uiteindelijk ouder). Tijdens de groei zijn nieuwe cellen nodig om rekening te houden met de toegenomen lichaamsgrootte (zowel gewicht als lengte).

bij elk controlepunt treden talrijke gebeurtenissen op. Aan het einde van de tweede groeifase, net voordat de cel de M-fase ingaat, vindt de kwaliteitscontrole plaats; de massa van de cel wordt gecontroleerd om ervoor te zorgen het is verdubbeld, heeft de replicatie van DNA besloten, en dat DNA niet wordt beschadigd. Dit punt wordt een mitotisch controlepunt genoemd. Vlak voordat de cel de fase van M verlaat vindt een andere kwaliteitscontrole plaats; hier wordt de chromosoomuitlijning gecontroleerd, en wordt de ashechting aan alle chromosomen gecontroleerd. Voordat de cellen de S-fase van interphase ingaan gaan zij door het begin of Beperkingspunt; dit is waar de voedingstoestand van de cel wordt gecontroleerd en, belangrijker nog, DNA opnieuw voor schade wordt gecontroleerd. Als je hebt opgelet, heb je misschien gemerkt dat de integriteit van DNA al eens is gecontroleerd op het mitotische controlepunt, dit komt omdat de integriteit van DNA aantoonbaar het belangrijkste is in de cel.

de S-fase van de interfase

De S-fase van een celcyclus vindt plaats tijdens de interfase, vóór mitose of meiose, en is verantwoordelijk voor de synthese of replicatie van DNA. Op deze manier wordt het genetische materiaal van een cel verdubbeld voordat het mitose of meiose ingaat, waardoor er genoeg DNA is om in dochtercellen te worden gesplitst. De S-fase begint pas wanneer de cel het controlepunt { G }_{ 1 } heeft gepasseerd en voldoende is gegroeid om het dubbele DNA te bevatten. S fase wordt gestopt door een eiwit genaamd p16 totdat dit gebeurt.

het P16-eiwit is essentieel voor het onderdrukken van tumoren en is geïdentificeerd als het eiwit dat sommige vormen van kanker voorkomt. Het gaat de activiteiten van cyclin afhankelijke kinase proteã nen tegen die van het signaleren de oorzaak zijn wanneer de cel klaar is om aan de volgende fase door te gaan. De kinases signaleren dit door retinoblastoomproteã ne (pRB) te phosphorylating die wanneer actief de cel vertelt om zich naar de volgende fase te bewegen.

de belangrijkste gebeurtenis in de S-fase is de replicatie van DNA. Het doel van dit proces is om het dubbele van de hoeveelheid DNA te produceren, die de basis voor de chromosoomsets van de dochtercellen verstrekt. De replicatie van DNA begint op een punt waar de regelgevende pre-replicatie complexen aan het DNA in de fase { G }_{ 1 }zijn verbonden. Deze complexen handelen als signaal voor waar de replicatie van DNA zou moeten beginnen. Zij worden verwijderd in de S-fase alvorens de replicatie begint zodat de replicatie van DNA niet meer dan eens voorkomt.

naast de DNA-replicatie blijft celgroei optreden gedurende de S-fase en blijven eiwitten en enzymen die nodig zijn voor de DNA-synthese worden geproduceerd.

DNA-synthese

het DNA-molecuul heeft de vorm van een dubbele helix. Tijdens de S-fase wikkelt een enzym genaamd helicase de DNA-streng af, op dezelfde manier als je een rits zou openen. De twee enige bundels van DNA kunnen dan als malplaatjes worden gebruikt om twee identieke dubbele bundels van DNA te vormen.

een enzym genaamd DNA-polymerase bindt vervolgens nucleotiden aan elk van de afzonderlijke DNA-strengen met behulp van de complementaire basispaarregel: adenine bindt aan thymine en cytosine bindt aan guanine. Op deze manier wordt een nieuwe dubbele helix van DNA gevormd die identiek is aan het origineel.

Figuur 3: DNA-synthese die optreedt tijdens de S-fase.

nadat al het DNA is uitgepakt en gesynthetiseerd tot twee nieuwe DNA-strengen, gaat de cel van deze fase naar de { G }_{ 1 } fase van mitose, of profase I van meiose.

waarom de S-fase belangrijk is

DNA-synthese moet snel plaatsvinden, aangezien de ongepaarde basenparen van de DNA-streng tijdens de replicatie kwetsbaar zijn voor schadelijke mutagenen, wat kan leiden tot genetische afwijkingen, celdood of zelfs celdood. Deze fase is sterk gereguleerd, vanwege het belang ervan in het behoud van genetisch materiaal. Als er om het even welke schade aan DNA in een cel is, kan het in de S-fase worden geà dentificeerd en bevestigd.

naast DNA-replicatie zijn de talrijke controles die nodig zijn om de goede werking van de show te garanderen van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de cel niet meer tijd besteedt dan nodig is in deze fase. Eventuele vertragingen kunnen een cascade-effect hebben op de groeisnelheid, celvervanging, en dit zou nadelige gevolgen hebben voor het organisme als geheel.

Biology Review

de celcyclus is het proces vanaf het moment dat een cel wordt gevormd door deling, tot het punt waarop deze zich verdeelt in dochtercellen. Dit omvat mitose of meiose, en interfase. In een mitotische cyclus wordt de interfase gesplitst in een eerste gap-fase ({ G }_{ 1 }), een synthese-fase (S) en een tweede gap-fase ({ G }_{ 2 }). Tijdens { G }_{ 1 } en { G }_{ 2 } groeit de cel en worden eiwitten en enzymen gesynthetiseerd. Tijdens de S-fase, wordt DNA samengesteld in het proces van de replicatie van DNA. In de meiotische cyclus, wordt interfase gesplitst in interfase I en interfase II. interfase I omvat een hiaatfase (G) en een synthesefase (S), terwijl interfase II slechts een hiaatfase (G) omvat.

De S-fase wordt gereguleerd door regulerende pre-replicatiecomplexen, die aangeven waar de DNA-synthese moet beginnen; proteïne p16 en de geassocieerde partners, die de cel verhinderen de S-fase in te gaan totdat deze groot genoeg is; en regulerende routes tijdens DNA-replicatie. Fouten in deze fase kunnen leiden tot genetische afwijkingen, ziekte of celdood (ongeplande celdood, niet te verwarren met apoptosis). De S-fase is ook belangrijk voor de opsporing en correctie van de schade van DNA.

op zoek naar Biologie?

Bekijk onze andere artikelen over biologie.

u kunt ook duizenden oefenvragen vinden op Albert.io. Albert.io Hiermee kunt u uw leerervaring aan te passen aan de praktijk te richten waar u de meeste hulp nodig hebt. We geven je uitdagende oefenvragen om je te helpen meesterschap in de biologie te bereiken.

begin hier met oefenen.

bent u een docent of administrateur die geïnteresseerd is in het stimuleren van de resultaten van biologiestudenten?

leer hier meer over onze schoollicenties.