Voortplanting Mitose/Meiose

• Biology
• Secondary Education

Voortplanting

Voortplanting

Voortplanting is één van de 7 levenseigenschappen. Dit betekend dat élk organisme zich moet kunnen voortplanten.

Dit gebeurt echter op verschillende manieren:

Ongeslachtelijk

De meeste organismen plantten zich ongeslachtelijk voort; daarbij hoeven ze dus geen andere partner te hebben en vormen ze geen geslachtscellen.

Dit gebeurt via mitose

Eéncelligen

Eéncelligen, zoals bacteriën en archea, plantten zich over het algemeen ongeslachtelijk voort. Ze delen zich op in twee cellen. 

De twee dochtercellen zijn genetisch identiek aan de moedercel. 

Mitose is de "normale" celdeling. Vanuit één cel wordt een genetisch identieke cel gemaakt.

Bacteriën zijn Haploïde , en zullen dus ook 2 nieuwe haploïde cellen maken.

De meeste planten/dieren zijn diploïde en zullen dus 2 nieuwe diploïde cellen maken.

Geslachtelijk

Geslachtelijke voortplanting is dus de andere manier; het voortplanten met het genetisch materiaal van twee individuen.

De meeste planten en dieren planten zich geslachtelijk voort, en de nakomeling is dan ook níet geheel identiek aan de ouders.

Geslachtelijk

Zoals je weet hebben organisme een bepaalde hoeveelheid chromosomen. 

Mensen hebben er , over het algemeen, 46. 

Dat betekend dat wij 23 paar chromosomen hebben; want ze liggen namelijk in paren.

Geslachtelijk

Zoals je weet hebben organisme een bepaalde hoeveelheid chromosomen. 

Mensen hebben er , over het algemeen, 46. 

Dat betekend dat wij 23 paar chromosomen hebben; want ze liggen namelijk in paren.

Bij geslachtelijke voortplanting krijgt de nakomeling één helft chromosomen mee van Moeders, en één helft van Vaders.

Dat betekend dus wél dat er speciale cellen gemaakt moeten worden waarin maar DE HELFT van de chromosomen liggen.

Geslachtelijk

Zoals je weet hebben organisme een bepaalde hoeveelheid chromosomen. 

Mensen hebben er , over het algemeen, 46. 

Dat betekend dat wij 23 paar chromosomen hebben; want ze liggen namelijk in paren.

Daar hebben wij speciale organen voor en die reduceren het genetisch materiaal.

Dat noemen we meiose, of reductiedeling.

Bij Meiose wordt er uit één diploïde cel een viertal haploïde cellen gemaakt. 

Haploïde / Diploïde

Het genetisch materiaal van eukaryoten en prokaryoten verschilt. 

Het genoom van Eukaryoten ligt in de celkern en die van prokaryoten ligt los.

Máár er is nog een verschil, namelijk het verschil tussen haploïde en diploïde.

Haploïde / Diploïde

Over het algemeen bestaan prokaryoten uit haploïde cellen.

Dat betekend dat hun chromosomen niet dubbel zijn, zoals bij de meeste eukaryoten.

Bij Diploïde cellen is het genetisch materiaal tot stand gekomen door samensmelting van twee genomen (ééntje van mama, ééntje van papa) en hebben ze dus dubbele chromosomen.

Of een organisme haploïde is of diploïde wordt aangegeven met n of 2n.

Die geven aan hoeveel van "dezelfde" chromosomen een organisme heeft.

Mitose

Mitose vind plaats in élk organisme, en heeft onder andere te maken met hoe onze huid vernieuwd, hoe ons haar groeit en hoe wij wonden helen. Daarbij worden er constant nieuwe cellen gemaakt die elk identiek genetisch materiaal bevatten. 

Celcyclus.

De voorbereiding op en de mitose zelf noemen we de celcyclus!

De celcyclus bestaat uit de interfase (G1, S-fase, G2) dit is de voorbereiding.

En de M-fase (oftewel Mitose) 

G1 fase

G1 fase staat eigenlijk voor het Engelse "gap1", het wordt ook wel "groei 1" genoemd omdat in deze fase de cel groeit.

Alles in de cel, behalve de celkern, wordt verdubbelt. Alle organellen, alle voedingsstoffen en zelfs het cytoplasma. Daarom groeit de cel dus fysiek!

Aan het einde van de G1 fase zit een checkpoint

G1 Checkpoint

Bij het checkpoint wordt gecontroleerd of de cel klaar is om naar de volgende fase van de interfase te gaan; de S-fase. 

In de s-fase wordt het genetisch materiaal gekopieerd, maar daar zijn voedingsstoffen en groeifactoren voor nodig. 

Wordt er opgemerkt dat er te weinig voedingsstoffen of groeifactoren aanwezig zijn, gaat de cel in een soort pauze-modus waardoor het langer de tijd krijgt.

Ook wordt er gekeken of er Genetische Fouten aanwezig zijn.

G1 Checkpoint

Zijn er genetische fouten aanwezig dan wordt met behulp van een eiwit de cel vernietigd:

Apoptose

S-fase

Is alles okay? Dan gaan we naar de volgende stap de S-fase, oftewel de Synthese-fase, want in deze stap wordt het DNA verdubbeld (ook wel DNA-synthese/replicatie).

Chromosomen / chromatiden

Een menselijke cel bevat dus 46 chromosomen; elk chromosoom bestaat uit een enorm lange DNA-streng. Die DNA streng noemen we een "chromatide".

Dus elke menselijke cel heeft 46 chromosomen én 46 chromatiden.

S-fase

Tijdens de S-fase worden de DNA-strengen 

gekopieerd, maar deze blijven aan elkaar 

zitten in het midden. Dat noemen we 

het Centromeer.

In de S-fase heeft de cel dus 46 chromosomen máár elk chromosoom bestaat uit 2 DNA-strengen, dus in totaal 92 chromatiden.

G2 fase

Na de S-fase volgt de G2-fase, of de groei 2 fase, hierin worden alle laatste onderdelen gekopieerd. Alle eiwitten e.d. dus ook. Dit is de laatste stap voor de werkelijke celdeling. 

Er zijn nog steeds 46 chromosomen met 92 chromatiden. Ook aan het einde van deze stap wordt er nogmaals gecontroleerd op fouten in het DNA. 

Is alles akkoord: gaan we door naar de werkelijke Mitose in 5 stappen.

De M-Fase

de M-fase bestaat dus uit vijf stappen:

1. Pro-fase
2. Pro-meta-fase 
3. Meta-fase
4. Anafase
5. cytokinese

Profase

In de profase worden de lange strengen DNA (met hun dubbele chromatide) strak opgerold. Anders kunnen ze in de knoop raken en kunnen er fouten ontstaan.

de DNA strengen rollen zich op over Histonen, en vormen het welbekende "kruisje".

Wat je dus eigenlijk ziet in de kruisjes zijn de dubbele chromatiden.

Profase

Twee organellen die centriolen heten vormen ook aan beide zijden van de cel een spoelfiguur, dat spoelfiguur zorgt uiteindelijk voor de trekdraden om de chromatiden uit elkaar te trekken.

Pro-meta-fase

In de pro-meta-fase lost het kern-membraan op waardoor de trekdraden van het spoelfiguur zich kunnen hechten aan de chromatiden.

Dit doen ze precies op de plek van het centromeer.

Meta-fase

In de metafase worden de chromosomen verplaatst 

naar het equatoriale vlak, het midden, waar de cel 

zich uiteindelijk gaat delen. 

Er liggen dus 46 chromsomen op een rijtje.

En elke chromatide moet verbonden zijn met zijn eigen

trekdraad; anders gaat de cel niet door naar de celdeling.

Er wordt ook nogmaals gecheckt op genetische fouten.

Ana-fase

Daarna komen we in de ana-fase terecht. Hier worden alle chromatiden uit elkaar getrokken, en heten ze weer chromosomen.

telo-fase

In de telofase komen de chromosomen aan bij de spoelfiguren en begint de cel zich te delen in twéé nieuwe cellen. Ook vormt er weer een kernmembraan.

De chromosomen ontrollen

zich ook weer.

Cytokinese

Tijdens de cytokinese worden alle organellen, voedingstoffen, eiwitten en zelfs het cytoplasma dat tijdens de interfase was verdubbeld verdeeld over de twee nieuwe cellen en vormt er zich in het midden een nieuw membraan. 

Meiose

Meiose bestaat eigenlijk uit dezelfde stappen als mitose, máár met wat veranderingen in de M-fase.

De Interfase gaat hetzelfde.

Meiose

Meiose bestaat uit Meiose 1 en Meiose 2. 

We beginnen met Meiose 1.

Meiose 1

Meiose 1 begint , net zoals de mitose, met:

• 2x zoveel organellen 
• 2x zoveel cytoplasma
• 2x zoveel genetisch materiaal

            * het genetisch  materiaal zit in het midden 

               aan elkaar vast met een centromeer

Profase 1

De profase 1 van meiose is eigenlijk hetzelfde; het spoelfiguur wordt ontwikkeld en de chromosomen worden opgerold.

Uniek aan meiose 1:

Alle chromosomen paren, dus die van de eicel en van de spermacel, gaan netjes naast elkaar liggen, hoe dat precies werkt weten we niet.

Profase 1

Ook gebeurd er iets anders unieks; delen van het ene chromosoom kruizen over naar het andere chromosoom. 

Dit heet Crossing-over en is uniek aan Meiose.

Crossing over zorgt voor genetische variatie, waardoor elk kind nét ietsjes anders is.

Profase 1

Voor eicellen geld dat er nu een pauze fase wordt ingelast. Meiose 1 speelt zich namelijk bij eicellen af als je zelf nog een foetus bent, rond maand 3 of 4 van de zwangerschap. 

Pas bij de menstruatie zal er elke maand één eicel rijpen.

Voor spermacellen geldt dit niet en zal er vanaf de pubertijd constant nieuwe spermacellen aangemaakt worden.

Metafase 1

Is hetzelfde in de meiose als in de mitose, Het kernmembraan zal worden opgelost en de chromosomen worden door de spoeldraden naar het equatoriale vlak getrokken. 

Anafase 1

Is relatief hetzelfde als de mitose, de chromatiden worden uit elkaar getrokken.

Maar! Hier treden in de meiose de meeste fouten op, want in 10% van de gevallen gaat niet netjes één chromosoom de ene kant op en één chromosoom de andere maar worden soms grote stukken of zelfs hele chromosomen niet overgeheveld. Dit zorgt er dus voor dat één cel te veel en één cel te weinig genetisch materiaal heeft. Dit heet non-disjunctie en zorgt o.a. voor miskramen

Telofase 1 en cytokinese 1

Zijn hetzelfde als de mitose, de kernmembraan wordt weer gevormd, alle organellen worden verdeeld en er vormt zich een nieuw celmembraan.

er ontstaan 2 nieuwe haploïde cellen. (dus n)  Elk heeft 23 chromosomen, maar 46 DNA-strengen dus 46 chromatiden.

Meiose 2

In de profase 2, worden er weer spoelfiguren gevormd en de chromosomen rollen zich op.

Metafase 2  : de kernmembranen lossen op, de spoeldraden trekken de chromosomen naar het equatoriaal vlak (46 chromosomen op een rijtje)

De eicel neemt hier weer een pauze, pas na de bevruchting gaat het verder.

Meiose 2

Anafase 2: de chromatiden worden weer los van elkaar getrokken en ook hier is weer een kans op non-disjunctie.

telofase 2:  de kernmembranen worden weer gevormd, de chromatiden (nu chromosomen) ontrollen zich weer.

Cytokinese: de celmembranen worden gescheiden en er ontstaan 2x2 nieuwe haploïde dochtercellen met 23 chromosomen en 23 DNA-strengen.

Sperma- en eicellen

Voor spermacellen geld  dat dit, uiteindelijk, leidt tot 4 nieuwe spermacellen.

Voor eicellen geld dat niet, tijdens de eerste deling vind de verdeling van alle inhoudt oneerlijk. Eén dochtercel krijgt zo'n beetje alles, en de andere nauwelijks iets. Dat noemen we het Poollichaampje.
Ook bij meiose 2 geldt dit, waardoor er dus uiteindelijk 3 poollichaampjes ontstaan en maar één goede eicel.