celdeling – mitose en meiose

Aanvulling bij hoofdstuk 5: celdeling – mitose en meiose
Voortplanting of vermenigvuldiging is het voortbrengen van nakomelingen zodat het voortbestaan van de
soort gewaarborgd is. Dit gebeurt bij bacteriën, planten, dieren, mensen, …
Een essentiële voorwaarde om een soort in stand te houden is dat het eigen DNA wordt doorgegeven aan
de nakomelingen: op die manier worden de erfelijke eigenschappen van de soort doorgegeven aan de
nakomelingen (bijvoorbeeld: de eigenschap ‘rode bloemen’ wordt doorgegeven, de eigenschap: scherpe
tanden wordt doorgegeven bij honden, de eigenschap blauwe ogen wordt doorgegeven bij mensen, …).
Het doorgeven van DNA aan nakomelingen kan gebeuren op een ongeslachtelijke of op een
geslachtelijke wijze.
Bij ongeslachtelijke voortplanting ontstaat uit één of meer cellen een nieuw individu met identieke
chromosomen als de ouder. Het nieuwe individu is altijd identiek aan het moederorganisme. We zeggen
dat de nakomelingen klonen zijn van de ouder: klonen zijn organismen die genetisch identiek zijn
(waarvan het DNA volledig gelijk is). Eéncelligen (bijv. bacteriën) planten zich ongeslachtelijk voort.
Bij geslachtelijke voortplanting zullen twee organismen ieder de helft van hun chromosomen doorgeven.
Het doel is nakomelingen te verkrijgen die genetisch niet identiek zijn. We zullen verder zien dat tijdens
de geslachtelijke voortplanting kleine veranderingen ontstaan in het DNA zodat de nakomelingen een
verschillend DNA hebben dan hun ouders. Deze veranderingen van het DNA zijn belangrijk omdat op die
manier veranderingen in het nageslacht mogelijk is. Dit maakt evolutie mogelijk!
a) chromosomen
De vorming van een chromosoom uit een DNA-draad is het resultaat van het
herhaaldelijk oprollen en opvouwen van het DNA (dit betekent een verkorting
van  10 000 keer).
Het aantal chromosomen is in elke lichaamscel van een bepaald soort
organisme hetzelfde maar varieert van soort tot soort. Bijvoorbeeld: een
bananenvliegje bezit 8 chromosomen, een erwt 14, een kat 38, een konijn
44, een mens 46, een rivierkreeft 200.
Figuur: Chromosomen in cellen van een bananenvliegje
Deze chromosomen vormen paren: per twee hebben de chromosomen een overeenkomstige structuur.
Een uitzondering hierop zijn de X- en Y-chromosomen (= de geslachtschromosomen: XX=man,
XY=vrouw) die als paar (XY bij de man) toch een verschillende structuur hebben.
b) De celdeling bij de mens
Bij elke celdeling moet het DNA van de oorspronkelijke
cel (moedercel) eerst verdubbelen (replicatie). Op die
manier krijgt elke dochtercel hetzelfde DNA als de
moedercel.
Bij het begin van een celdeling deelt elk chromosoom
zich door zich te splitsen in twee helften (=chromatiden)
die aan elkaar blijven vastzitten in één punt, het
centromeer.
Een menselijke cel heeft 46 DNA-draden, die in paren
voorkomen. We zeggen: er zijn 23 x 2 DNA-draden bij
de mens.
Na deling ontstaan er twee dochtercellen met opnieuw elk 46 DNA-draden. Dus moeten de DNA-draden
eerst verdubbelen om daarna gelijk verdeeld te worden over de twee nieuwe dochtercellen. Een DNAdraad in zijn verdubbelde toestand, noemen we een chromsoom (je merkt op de tekeningen van
chromosomen telkens twee ‘benen’!)
De celdeling verloopt in verschillende fasen.
1. De eerste groeifase (G1-fase):
vooraleer de draden verdubbelen en verdeeld worden
moet de cel eerst groeien
2. Synthesefase (= S-fase): het DNA wordt verdubbeld (=DNA-replicatie)
3. De tweede groeifase (G2-fase): de cel groeit verder aan
4. De eigenlijke celdeling (M-fase; M = mitose): de cel wordt gedeeld in twee dochtercellen
Er zijn twee mogelijke celdelingen: een mitose of meiose

Een celdeling waarbij twee (genetisch) identieke dochtercellen ontstaan met evenveel DNAdraden als de oorspronkelijke cel (moedercel) noemen we een mitose of normale celdeling.

Een celdeling waarbij dochtercellen ontstaan met de helft van het aantal DNA-draden van de
oorspronkelijke cel noemen we een meiose of reductiedeling
(reductie = vermindering van het aantal DNA-draden).
Een duidelijke animatie vind je op internet:
http://www.bioplek.org/animaties/cel/celcyclus.html
mitose:
meiose:
de dochtercel heeft evenveel DNAdraden als de moedercel
(hier: 4 DNA-draden)
de dochtercel heeft de helft van het aantal DNAdraden van de moedercel (hier: moedercel heeft 4
DNA-draden, dochtercel heeft 2 DNA-draden)
c) de mitose bij de mens
Bij de mens gebeurt de mitose bij de aanmaak van cellen om te groeien en/of om afgestorven cellen
te vervangen. Wij verliezen elke dag miljoenen cellen (bijv. huidcellen en darmcellen) en we maken er
ook elke dag zoveel bij. Bij elke mitosedeling zijn de dochtercellen identiek aan de moedercel. Een
delende huidcel geeft twee identieke huidcellen. Een delende maagcel geeft twee identieke maagcellen.
Als de 46 DNA-draden verdubbeld zijn en chromosomen zijn
geworden, dan verplaatsen de 46 chromosomen zich naar het
midden van de cel. Daar gaan ze allemaal naast elkaar liggen
in één vlak.
Van elk chromosoom (= 2 identieke DNA-draden) wordt nu
één DNA-draad naar de ene kant van de cel getrokken en de
andere DNA-draad naar de andere kant van de cel. De cel
wordt ondertussen groter.
Als de DNA-draden verdeeld zijn zal de cel zich insnoeren in het midden en ontstaan er twee nieuwe
celmembranen. We krijgen dan twee cellen met elk 46 DNA-draden. Na een mitosedeling bevatten de
twee dochtercellen dus identiek dezelfde en evenveel DNA-draden als de moedercel.
Opdracht 1: surf op het internet naar deze pagina: http:// www.bioplek.org/animaties/cel/mitose.html en
schets de verschillende fasen van de mitose.
d) de meiose bij de mens
Bij de geslachtelijke voortplanting bij de mens ontstaat een nieuw individu door versmelting van twee
rijpe voortplantingscellen: de gameten. De mannelijke gameten zijn de zaadcellen of spermacellen; de
vrouwelijke gameten zijn de eicellen.
Als de celkern van de gameten evenveel chromosomen zou bevatten als een normale lichaamscel dan
zou de bevruchte menselijke eicel 92 chromosomen tellen. Omdat het aantal chromosomen voor een
bepaalde soort constant is (bij de mens: 46 chromosomen per cel), zal in de voortplantingscellen het
aantal chromosomen eerst gehalveerd moeten worden (bij de mens: een halvering tot er 23
chromosomen in een zaadcel of eicel overlbijven). We zeggen dat de voortplantingscellen een
reductiedeling of meiose ondergaan.
Een meisoe bestaat uit twee opeenvolgende delingen: meiose 1 en meiose 2. Meiose komt dus voor
bij de vorming van de voortplantingscellen (zaadcellen en eicellen).
De 46 chromosomen (of 23 paren van chromosomen, want chromosomen komen in paren voor) van de
onrijpe cellen in de teelballen of eierstokken, dan verplaatsen de chromosomenparen zich naar het
midden van de cel. Daar gaan ze per paar naast elkaar liggen in één vlak.
Tijdens de eerste deling (meiose 1) worden de 23 chromosomenparen verdeeld over twee cellen: elke
cel heeft dan 23 chromosomen, één chromosoom van elk paar.
In een tweede deling (meiose 2) worden de 23 chromosomen overlangs uiteen getrokken en ontstaan
door een mitose twee cellen met 23 kerndraden.
Opdracht: surf op het internet naar deze pagina: http:// www.bioplek.org/animaties/cel/meiose.html; en
teken daarna op onderstaande figuur de verschillende fasen van de meiose.
meiose 1:
Beginsituatie: moedercel met 2 chromosomenparen = 4 chromosomen
1. cel bevat
verdubbeld DNA
onder de vorm van
chromosomenparen
3.
2.
4.
resultaat: ……… dochtercellen met elk ……… chromosomen
meiose 2:
Beginsituatie: ……… cellen met elk……… chromosomen. We tekenen slechts 1 cel!
5.
7.
6.
8.
resultaat na meiose 1 en meiose 2: ……… dochtercellen met elk ……… chromosomen
e) haploïde en diploïde cellen
Cellen die maar beschikken over een enkele set chromosomen (één exemplaar van elke soort
chromosoom) noemt men haploïd.
Cellen die beschikken over een dubbele set chromosomen (twee overeenkomstige exemplaren van
elke soort chromosoom = een chromosomenpaar) noemt men diploïd.
Bij de mens zijn de rijpe voortplantingscellen met 23 chromosomen haploïd. De andere cellen
bezitten 23 paar chromosomen (46 chromosomen) en zijn diploïd.
Na bevruchting, de versmelting van een haploïde zaadcel met een haploïde eicel, ontstaat een cel
met 46 kerndraden. Deze cel noemen we de zygote of kiemcel. Door opeenvolgende mitosedelingen
groeit deze zygote uit tot een baby.