Profase

Mitose vindt plaats in verschillende fasen. De Profase het begin van mitose Verstoringen in de profase verhinderen het begin van celdeling.

Wat is de profase?

Zowel mitose als meiose beginnen met een profase. Celdeling komt in beide gevallen voor. Terwijl bij mitose echter het identieke genetische materiaal wordt doorgegeven aan de dochtercellen, vindt in meiose de vorming van kiemcellen plaats terwijl de genetische informatie wordt gehalveerd.Maar net als normale lichaamscellen kunnen de kiemcellen die tijdens de meiose worden aangemaakt, zich via mitose blijven delen.

De feitelijke mitose omvat geen celdeling, maar wordt gekenmerkt door het proces van het verhogen van de identieke genetische informatie met de vorming van nieuwe celkernen. Meestal is hier echter de celdeling van de hele cel aan gekoppeld. In enkele gevallen vindt mitose echter plaats zonder verdere celdeling (cytokinese). Vervolgens worden meerkernige cellen gevormd die onder meer verschillende functies vervullen bij de vorming van nieuwe cellen in het bloedvormende systeem.

Het verloop van mitose is onderverdeeld in profase, prometafase, metafase, anafase en telofase. De profase dient altijd om mitose op gang te brengen. Vaak wordt de prometa-fase als een profase geteld, aangezien de processen van beide subfasen parallel verlopen.

Functie en taak

De profase volgt op de zogenaamde interfase, waarin een identieke kopie van een chromatide wordt gerepliceerd en deze via de centromeer aan de identieke zusterchromatide wordt gekoppeld. Aan het einde van de interfase wordt mitose voorbereid. In deze fase is de chromatine losjes verpakt en lijkt het draadachtig. De interfase vertegenwoordigt dus de fase tussen twee celdelingen en behoort niet tot mitose.

De eigenlijke mitose begint dan met de profase, waarin het chromatine door plooien steeds meer condenseert. Zichtbare structuren kunnen nu worden ontdekt in de lichtmicroscoop. Deze compactere structuren maken het chromatine transporteerbaar, zodat de voorwaarden voor de deling van de identieke chromatiden in de geleidelijk opkomende celpolen worden gecreëerd. In deze fase bestaan ​​de chromosomen uit twee identieke chromatiden die bij elkaar worden gehouden ten minste op één punt van vernauwing, ook wel bekend als het centromeer. Er is een longitudinale kloof tussen de twee identieke chromosoomchromatiden. In deze compacte vorm kan de chromatine worden getransporteerd, maar niet meer gelezen. Daarom worden in deze fase geen nieuwe eiwitten gevormd. De nucleoli (nucleaire lichamen) die hiervoor nodig zijn, lossen op.

Tegelijkertijd creëert deling twee centrosomen, die elk aan de andere kant van de kern zijn geplaatst en daar hun spilapparaat begint te ontwikkelen. De spindels bestaan ​​uit microtubuli die door polymerisatie zijn opgebouwd uit tubuline-subeenheden.

Tijdens de verdere fasen van de mitose moeten deze spilvezels contact maken met het centromeer van de chromosomen om het op te lossen en de twee identieke chromatiden naar de respectieve polen te trekken. Om de spilvezels daar te krijgen, moet de nucleaire envelop eerst tijdelijk worden afgebroken. De nucleaire envelop bestaat uit lamellen. Deze worden opgelost door het proces van fosforylering. Dit gebeurt tijdens de prometa-fase, die deels onderdeel is van de profase en deels als een aparte fase wordt gezien.

Bij de centromeren zijn er eiwitstructuren die bekend staan ​​als kinetochoren waaraan de spilvezels kunnen koppelen. Hierdoor ontstaan ​​kinetochore microtubuli-structuren die parallel aan de poolvezels zijn gerangschikt en verantwoordelijk zijn voor het latere transport van de gescheiden chromatiden naar de polen. Tijdens deze fase voltooit het spilapparaat zichzelf als de stervezels die uit de centrosomen komen, contact maken met de andere componenten van het cytoskelet. Door de opbouw van deze structuren bewegen de centrosomen zich steeds verder in de richting van de celpolen.

In de metafase die volgt op de prometafase, zijn de chromosomen gecentreerd. In de volgende anafase worden de identieke chromatiden gescheiden op de centromeren. De laatste fase (telofase) begint met de aankomst van de chromatiden aan de polen en eindigt met de decondensatie van de chromosomen.

Ziekten en aandoeningen

Celdelingen vinden plaats in zowel eencellige als meercellige organismen. Bij mensen, dieren en planten is mitose de voorwaarde voor de groei en algemene functionaliteit van het organisme.Oude cellen sterven af ​​en moeten voortdurend worden vernieuwd. In de context van mitose kan het echter gebeuren dat er geen volledig identieke kopieën van het genetisch materiaal worden doorgegeven. Dit zijn zogenaamde mutaties die de functionaliteit van de nieuw aangemaakte cellen kunnen beïnvloeden. Ernstige ziekten kunnen het gevolg zijn. Kanker ontstaat ook als gevolg van deregulering van celdeling door genetische veranderingen of hormonale storingen.

Genetische veranderingen treden echter vooral op tussen de individuele mitosen in de interfase of in de anafase met onjuiste scheiding van de chromatiden. Het optreden van mutaties is niet mogelijk in de profase zelf, aangezien hier alleen structurele veranderingen optreden door compressie van de chromosomen.

Storingen tijdens de profase zijn echter altijd fataal omdat ze het begin van mitose verhinderen. Celdelingen konden niet meer plaatsvinden. Oude cellen zouden gewoon doodgaan en niet langer worden vervangen door nieuwe cellen. Er zijn ook geen aangeboren ziekten bekend die zijn gebaseerd op een aandoening van de profase tijdens mitose.