ZO 1.1 De mitose en meiose Flashcards
Waar moeten gameten uit bestaan en hoe wordt dit gemaakt?
Het is voor de vorming van gameten (oöcyt of spermacel) noodzakelijk om de twee sets te reduceren tot één complete set. Om dit te kunnen bereiken wordt de reductiedeling, die ook wel de meiose wordt genoemd, uitgevoerd.
Waaruit bestaat het DNA? Hoe ligt het opgeslagen in de kern?
DNA, oftewel deoxyribonucleic acid, ligt opgeslagen in de nucleus in chromatine, bestaande uit DNA en histonen. Als de cel deelt, worden de chromatinedraden dicht bij elkaar gepakt en worden ze onder de microscoop zichtbaar als chromosomen. In de interfase is het DNA juist uitgestrekt, zodat het toegankelijk is voor genexpressie. Het DNA van de chromatine is om een histon complex gewonden, wat onder de microscoop gezien kan worden als ‘beads on a string’, of nucleosomen. Veranderingen in de structuur van chromatine wordt gecontroleerd door het vouwen van nucleosomen. Het mitose proces is ontworpen om ervoor te zorgen dat precieze kopieën van het DNA van de cel doorgegeven worden aan de dochtercellen.
Uit welke fasen bestaat een celcyclus?
De celcyclus bestaat uit meerdere fasen: G1-fase, S-fase, G2-fase en de M-fase. De G1-fase staat voor GAP 1. In de S-fase verdubbelt het DNA zich, de S staat voor ‘synthese’. De chromatiden zitten nog aan elkaar via de centromeer. Er wordt dan nog gesproken van een chromosoom. Tijdens de G2-fase (GAP 2) zijn de chromatiden gesplitst en bevat een cel twee chromosomen (2n) met ieder twee chromatiden (4c). De kleine letter n staat hierbij voor ploïdie en de c staat voor de hoeveelheid DNA. Er is maar één centromeer op de twee zusterchromatiden, dus noemt men het nog steeds één chromosoom. In de M-fase (mitose) vindt de nucleaire (chromosomen scheiden van elkaar) en cytoplasmatische (cytokinesis) deling plaats. De mitose zelf wordt weer verdeeld in vier fasen.
Welke factoren spelen een rol bij de regulatie van de celcyclus?
- Cdk: Vormen samen met cyclines grote controlerende complexen in de celcyclus. Deze complexen zorgen voor progressie in de celcyclus van G1 naar S of van G2 naar M. Cyclines doen dit door hun invloed op Cdk (cycline-afhankelijke kinases). Door de modificatie (fosforylering) worden de kinases geactiveerd en wordt een proces aan- of uitgezet;
- MPF (maturation promoting factor): Omvat de Cdk en cyclines welke progressie door de celcyclus veroorzaken;
- p53: Een eiwit dat bij beschadigde cellen verhoogd tot expressie wordt gebracht en de celcyclus blokkeert, zodat DNA-reparatie mogelijk is. Als de schade ernstig is, zal dit eiwit ervoor zorgen dat de cel in apoptose gaat. p53-mutaties zijn de meest frequente mutaties die leiden tot kanker, doordat mutaties in p53 de gemuteerde cellen redt van apoptose.
- p27: Een eiwit dat bindt aan cycline en Cdk, waardoor de progressie naar de S-fase wordt geblokkeerd. Recent onderzoek suggereert dat p27-levels een prognostische waarde heeft bij borstkanker.
Wat is het Li-Fraumeni syndroom?
Een extreme situatie van een p53-mutatie is het Li-Fraumeni syndroom, waarbij een defect in p53 leidt tot een hoge frequentie van kanker in aangedane individuen;
Waaruit bestaat de mitose en waaruit bestaat de interfase?
Bij mitose vindt nucleaire divisie en cytokinese plaats, waarna twee identieke dochtercellen zijn ontstaan. De afzonderlijke fasen van de mitose zijn: profase, prometafase, metafase, anafase, en telofase. De interfase omvat G1, S en G2 van de celcyclus.
Hoe ziet de cel eruit tijdens de interfase?
De cel vertoont metabolische activiteit en bereidt zich voor op mitose. Chromosomen zijn niet goed te zien in de nucleus, hoewel de nucleolus wel als donkere plek zichtbaar kan zijn. De cel kan een centriolen paar bevatten (of MTOC’s in planten).
Wat gebeurt er tijdens de profase van de mitose?
Chromatine in de nucleus begint te condenseren en wordt zichtbaar als chromosomen. De nucleolus verdwijnt. Centriolen beginnen ieder naar één kant te bewegen en vanuit de centromeren beginnen de strengen te ontstaan. Sommige van deze strengen gaan van de ene naar de andere kant in de cel en vormen de mitotic spindle.
Wat gebeurt er tijdens de prometafase van de mitose?
De nucleaire membraan valt uit elkaar. Dit is het begin van de prometafase. Eiwitten binden aan de centromeren en vormen kinetochoren. Microtubuli gaan aan de kinetochoren zitten en de chromosomen beginnen met bewegen.
Wat gebeurt er tijdens de metafase van de mitose?
Door de spindle draden worden de chromosomen in het midden van de cel in één lijn gelegd. Dit noemt men de metafase plaat. Deze organisatie zorgt ervoor dat de chromosomen goed worden verdeeld. ledere nieuwe kern zal een kopie van elk chromosoom krijgen.
Wat gebeurt er tijdens de anafase van de mitose?
De gepaarde chromosomen delen bij de kinetochoren en bewegen ieder naar een uiteinde van de cel. De beweging ontstaat door het bewegen langs de spindle microtubuli en door fysieke interactie van polaire microtubuli.
Wat gebeurt er tijdens de telofase van de mitose?
Chromatiden bereiken de uiteinden van de cellen en nieuwe membranen worden gevormd rondom de dochter nuclei. De chromosomen worden minder compact en zijn niet meer zichtbaar. De spindle valt uit elkaar en cytokinese begint.
Wat gebeurt er tijdens de cytokinese van de mitose?
In dierlijke cellen vindt de cytokinese plaats door een actine ring om het centrum van de cel, die de cel in tweeën splitst. In plantencellen wordt een celplaat tussen de twee dochtercellen gemaakt.
Wat zijn de kenmerken van aseksuele voorplanting?
Hierbij wordt alleen mitose gebruikt. Een voorbeeld hiervan is het groeien van een nieuwe plant uit de wortel of een scheut van een bestaande plant. Het nageslacht is hierbij genetisch identiek (kopieën) aan het originele organisme, omdat alle delingen in mitose plaatsvinden. Hierdoor kunnen ze ook wel klonen worden genoemd. Deze voortplantingsmethode is snel en effectief om snel te verspreiden, maar omdat alle organismen hetzelfde zijn, is er geen mechanisme voor het introduceren van diversiteit.
Wat zijn de kenmerken van Meiose?
Meiose is een proces waarbij een diploïde cel geconverteerd wordt in een haploïde cel (gameten), en verandering in de genetische informatie diversiteit in het nageslacht creëert. Gameten voor fertilisatie komen van verschillende ouders. De vrouwelijke gameten produceren een eicel terwijl de mannelijke gameten een spermacel produceren. Beide gameten zijn haploïd, met een enkel paar chromosomen. Wanneer een eicel versmelt met een spermacel, ontstaat er een diploïde zygote. Een groot verschil tussen de mitose en de meiose is het feit dat de chromosomen tijdens de mitose zichzelf onafhankelijk van elkaar gedragen, in tegenstelling tot bij de meiose.
Hoe vindt de crossingover plaats?
Voor deze uitwisseling moeten de homologe chromosomen tijdelijk verbonden zijn met elkaar, dit gebeurt door middel van een eiwitcomplex. Dit eiwitcomplex heet het synaptonemale complex en vormt een soort ritssluiting tussen de homologe chromosomen. Het synaptonemale complex varieert tussen verschillende organismen. Zo heeft een mens 23 chromosoomparen en dus 23 eiwitcomplexen, maar heeft een muis slechts 20 chromosoomparen en dus 20 complexen.
Het synaptonemale complex wordt bijna geheel verwijderd voordat de cel overgaat in de metafase. Homologe chromosomenparen blijven toch met elkaar verbonden tot anafase: na de crossing-over blijven de uitgewisselde delen chromosoom nog tijdelijk verbonden met hun originele chromatide door middel van cohesine.
Wat is het verschil in het verwijderen van cohesine tussen meiose I en II?
Hierdoor blijven ook de homologe chromatiden met elkaar verbonden. De afbraak van cohesine begint langs de chromosoom armen (tijdens de overgang metafase l-anafase I) en loopt zo op tot de centromeer tijdens de overgang van metafase II naar anafase II, waarna de chromosomen elkaar definitief loslaten en de celdeling gaat. In een mitotische cel worden de zusterchromatiden bijeengehouden door cohesine totdat de cel van metafase in anafase gaat. Cohesine wordt dan razendsnel afgebroken. In een meiotische cel worden de zusterchromatiden ook verbonden door cohesine, alleen de verwijdering vindt meer stapsgewijs plaats. Tijdens de overgang metafase I - anafase I wordt cohesine langs de chromosoom armen verwijderd, maar niet van het gedeelte waar zich de centromeren bevinden. Hier wordt cohesine pas verwijderd tijdens de overgang metafase II- anafase II.
Hoe kun je de verschillende subfasen van de profase van de meiose I herkennen?
Door chromosomale condensatie kan dit proces onder de microscoop worden waargenomen. De profase van de eerste meiotische deling wordt onderverdeeld in verschillende subfasen:
- Leptoteen (= dunne draad);
- Zygoteen (= draden verbonden door een juk);
- Pachyteen (= dikke draad);
- Diploteen (= dubbele draad).
De namen zijn gebaseerd op de morfologie van het chromatine onder de elektronenmicroscoop. De eiwitten die het synaptonemale complex vormen kunnen met een antilichaam zichtbaar gemaakt worden. Op deze manier kan er ook eenvoudig onderscheid gemaakt worden tussen leptoteen (synaptonemale complex fragmenten zichtbaar), zygoteen (gedeeltelijke ‘sluiting van de rits’ tussen homologe chromosomen), pachyteen (alle chromosomen zijn volledig gepaard met hun homoloog), en diploteen (de chromosomen beginnen zich al een beetje van elkaar te verwijderen).
