Hoofdstuk 11 - Audesirk

The Continuity of Life: Cellular Reproduction

Hoofdstuk 11

Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 1

MITOSEDeel 1


Waarom delen cellen?

• Voortplanting

– Ongeslachtelijke voortplanting

• eencelligen

• Groei

– Van bevruchte eicel tot meercellig organisme

• Herstel/vernieuwing

– Vervangen van cellen als gevolg van schade, slijtage


Een nieuwe cel …

• Kern

– DNA / chromosomen

• Cytoskelet

– Centriolen

• In dierlijke cel

– Kernspoeldraden


Kern

• Functie:

– Beschermt DNA

• Bouw:

– Dubbel kernmembraan

– Kernporiën

• Grote moleculen kunnen erdoor


Cytoskelet

• Functie:

– Steun

• Handhaaft vorm cel

• Aanhechting organellen

– Beweging

• Beweging van cel

• Cilia, flagellen, etc


Centriolen

• Functie:

– Kerndeling

• In dierlijke cellen

• Begeleiden met kernspoeldradende chromosomen tijdens mitose


De deling…

• Wat wordt doorgegeven aan dochtercellen?

– Een exacte kopie van het genetisch materiaal (DNA)

• Mitose = kerndeling

– Organellen, cytoplasma, celmembraan, enzymen

• Cytokinese = celdeling


Mitose


Interphase prophase (pro-metaphase)

metaphase anaphase telophase

Interfase

• 90% van de celcyclus

– Cel voert het ‘dagelijkse werk’ uit

• RNA synthese, eiwitsynthese

– Voorbereiding op celdeling


• Cel heeft een ‘cyclus’

Cel wordt gevormd

na mitotische deling

cel groeit & deelt

opnieuw

cell groeit & deelt

niet meer

G1, S, G2, M G1G0

epitheel cellen,

bloedcellen,

stamcellen

lever cellen

hersen / zenuwcellen

spiercellen

Cel cyclus

11Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010

Interfase

• Verdeeld in 3 fasen:

– G1 = 1e Groeifase

• ‘dagelijks werk’

• Groei cel

– S = DNA Synthese

• Kopiëren DNA

– G2 = 2e Groeifase

• voorbereiden op deling

• Groei cel

• Productie organellen, eiwitten, etcSint Oelbertgymnasium - 2009/2010 12

evt. G0 fase

Activiteit 1


Interfase

• Duidelijke kern

• DNA gedespiraliseerd

• Voorbereiding voor mitose

– Replicatie chromosomen

– Productie eiwitten en organellen


Profase

• Condensatie chromatine

– Zichtbare chromosomen

• Centrosomen (ieder bestaande uit 2 centriolen) begeven zich naar tegenoverliggende polen

• Vorming kernspoeldraden

• Nucleolus verdwijnt

• Afbraak kernmembraan


Pro-metafase

• Kernspoeldraden verbinden zich met het kinetochoor (gelegen op het centromeer)

• Chromosomen beginnen te bewegen


Metafase

• Chromosomen begeven zich naar middenvlak

– Gecoördineerd door kernspoeldraden

– Zorgt ervoor dat chromosomen correct splitsen

• Elke kern krijgt slechts 1 kopie vanelk chromosoom


Anafase

• Chromatiden splitsen op het kinetochoor

– Bewegen naar tegenoverliggende polen

– Via kernspoeldraden


Telofase

• Chromosomen arriveren op tegenoverliggende polen

– Dochter kernen vormen

– Nucleoli worden gevormd

– Chromosomen despiraliseren

• Kernspoeldraden verdwijnen

• Cytokinese start


Cytokinese in een dierlijke cel

• Cel deelt zich in twee dochtercellen

– Ring van microfilamenten rondom het centrum van de cel deze trekt zich samen



Cytokinese in een plantencel

• Golgi-apparaat vormt blaasjes

• Versmelting op het middenvlak




Nogmaals…


http://tinyurl.com/ydk9em2

REGULATIE VAN CELDELINGDeel 2


Regulatie celdelingen

• Celdelingen in verschillende weefsels en organen moeten gereguleerd worden

– Van belang voor normale groei en ontwikkeling

• Reguleer wanneer cellen delen

• Reguleer hoe snel cellen delen

• Niet alle cellen hebben dezelfde celcyclus


Frequentie celdelingen

• Frequentie verschilt per celtype– embryo

• celcyclus < 20 minuten

– huidcellen• Delen je hele leven lang

• Delen elke 12-24 uur

– levercellen• Behouden vermogen tot delen, maar delen gemiddeld slechts

eens per twee jaar

– volgroeide zenuwcellen & spiercellen• Delen niet meer

• permanent in G0


• Twee onomkeerbare punten in de celcyclus

1. Replicatie van het genetisch materiaal (DNA)

2. Splitsen van chromatiden

• Checkpoint

– Beoordelen processen en eventueel stoppen

Regulatie celcyclus


Checkpoints

• Celcyclus gereguleerd door chemische STOP& GO signalen

• Signalen duiden aan of bepaaldeprocessen goed verlopenzijn


Checkpoints

• Drie belangrijke checkpoints

1. G1/S• kan DNA replicatie starten?

2. G2/M1. Is de DNA replicatie correct uitgevoerd?

3. Metafase/Anafase• Liggen de chromosomen correct op het middenvlak?

• Kunnen chromatiden correct gesplitst worden?


G1/S Checkpoint


G1/S Checkpoint


Activiteit 2


MEIOSEDeel 3


Mitose …

• Productie van cellen met identiek DNA

– Identieke dochtercellen

• Exacte kopieën

– Klonen

• Gelijke hoeveelheid DNA

– Gelijk aantal chromosomen

– Identieke genetische informatie


Ongeslachtelijke voortplanting

• Eencellige eukaryoten

– Schimmels

– Paramecium, Amoeba


• Simpele meercellige eukaryoten

– Hydra

Voordelen??

En wij dan ??


• Wat gebeurt er als een complex meercellig organisme (zoals wij) zich wil voortplanten?

– Versmelten van eicel en spermacel

• Maken we eicellen en spermacellen door middel van mitose?

46 46+ 92

eicel spermacel zygote


Vrouwelijk karyotype


Mannelijk karyotype

Homologe chromosomen

• Gepaarde chromosomen

– beide chromosomen dragen ‘gelijke’ informatie

• Bepalen dezelfde erfelijke eigenschappen

• Homoloog = dezelfde informatie


diploid2n

2n = 4

Eicellen en spermacellen …

• Het aantal chromosomen reduceren

– Halvering: 46 23

Sint Oelbertgymnasium -2009/2010

42

2346

4623

23

2346

Meiose

Zygote

Bevruchting

Gameten

Meiose: productie van gameten

• Alternerende stadia

– Diploïd haploïd

– 2n n

• Mensen: 46 23

– Meiose reduceert aantal chromosomen

• Creëert gameten

– Bevruchting herstelt aantalchromosomen

• Haploïd diploïd

• n 2n Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010 43

haploïd

diploïd

Meiose

• Reductiedeling

– Speciaal voor geslachtelijkevoortplanting

– Diploïd haploïd

– 2n n



Meiose 1

• Verdelen van homologe paren


Meiose 2


• Verdelen van chromatiden

• Vergelijkbaar met mitose


Activiteit 3


• Profase 1

Crossing-over


Crossing-over

• Drie stappen

– Cross over

– Verbreken van DNA

– Opnieuw aanhechten van DNA

• Nieuwe combinatie van eigenschappen


Voordelen??

Activiteit 4


Mitose vs Meiose


• Mitose

– 1 deling

– dochter cellen genetisch identiek aan ouder cell

– produceert 2 cellen

– 2n 2n

– produceert cellen voor groei & herstel

– geen crossing over

• Meiose

– 2 delingen

– dochter cellen genetisch verschillend aan ouder cel

– produceert 4 cellen

– 2n 1n

– produceert gameten

– crossing over

Geslachtelijke voortplanting!


• Geslachtelijke voortplanting introduceert genetische variatie– combineren van chromosomen

– crossing over

– combineren van gameten

• Stuurt evolutie– Zorgt voor genetische variatie

Combineren van chromosomen

• Homologe chromosomen willekeurig verdeeld over dochtercellen

– 223 (8.388.608) verschillende combinaties in gameten


VaderMoeder Kindnieuwe gameten

van kind

Sint Oelbertgymnasium - 2009/2010

Crossing over

• Crossing over creëert compleet nieuwe combinaties van eigenschappen op elk chromosoom

Sint Oelbert Gymnasium - 2009 - Klas 4 56

Combineren van gameten

• Elk ouderpaar produceert een zygote met 223

x 223 mogelijke combinaties


Andere dieren, planten …


Schimmels / eencelligen


Mensen …


Planten …


Einde


Documents

Hoofdstuk 11 - Audesirk