Samenvatting Blok 3 “Levenscyclus”.
Inhoud
Samenvatting taak 1 “ De cyclus van het leven”.....................................................................................1
Samenvatting taak 2 “Een zaadtaak”......................................................................................................8
Samenvatting taak 3 “Een ei is geen ei”...............................................................................................15
Samenvatting taak 4 “Neusrot”............................................................................................................20
Samenvatting taak 5 “Een helder moment”.........................................................................................26
Samenvatting Taak 6 “Cellulaire respiratie en fermentatie”................................................................31
Samenvatting taak 1 “ De cyclus van het leven”.
Leerdoelen:
- Je kun laten zien wat de rol van mitose en meiose is in de celcyclus (toepassen, celniveau).
- Je kunt de levenscyclus van een willekeurig gekozen eukaryoot classificeren in een van de drie
typen levenscycli aan de hand van een figuur (analyseren, organismeniveau).
Hoorcollege levenscyclus.
In alle levenscycli zit mitose (kerndeling), meiose (reproductieve deling kernfasewisseling) en
voortplanting (geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting).
Organisatieniveaus waar levenscyclus afspeelt:
- Organen, weefsel en celniveau mitose en meiose.
- Ontwikkeling van individuen.
Er zijn drie basistypen levenscycli:
- Diplontische levenscyclus mitose
in de diploïde fase.
- Haplontische levenscyclus mitose
in de haploïde fase.
- Haplodiplontische levenscyclus
mitose in de haploïde en diploïde
fase.
In al deze drie basistypen vindt mitose,
meiose en bevruchting plaats. De mitose
moet dan lijden tot een meercellig organisme. Meiose kan lijden tot gameten of tot sporen (bij
planten). Verdere uitleg staat in de PGO taak.
De celcyclus is een klein onderdeel van de levenscyclus, het is namelijk de levenscyclus van een cel.
Deze is onder te verdelen in 4 verschillende fases:
- G1-fase: de chromosomen zijn lang uitgerekt en dun. In deze fase is de cel gewoon bezig met
de werkzaamheden die de cel uitvoert, hierdoor zijn de chromosomen dus niet erg opgerold.
Want op elke chromosoom ligt bepaalde informatie die voor de cel belangrijk is en die moet
beschikbaar zijn. Informatie ligt enkelvoudig in de cel.
- S-fase: hier vindt DNA synthese plaats. Het DNA die in de chromosomen zit wordt
verdubbeld. Er komt twee keer zo veel chromosomaal materiaal in de cel, de hoeveelheid
informatie verandert niet. Na verdubbeling twee zusterchromatiden.
1
, - G2-fase: deze lijkt op de G1-fase, maar er gebeuren hier nog wat andere dingen. Er vindt een
voorbereiding plaat voor de mitotische fase. De lange draden van chromosomen veranderen
in dikkere en kleinere chromosomen. Ze worden verder opgerold.
- M-fase (mitotische fase): hier vindt de kerndeling plaats, dit kan de mitose zijn (vaak wel)
maar dit kan ook de meiose zijn. Hierna vindt cytokinese (plasmadeling) plaats.
Mitose is een proces van kerndeling in eukaryote cellen. Het is onderverdeeld in vijf stadia: profase,
prometafase, metafase, anafase en telofase/cytokinese. Mitose behoudt chromosomen aantallen
door gerepliceerde chromosomen gelijk te verdelen over de twee dochtercellen.
- Er ontstaan altijd twee identieke dochtercellen.
- De hoeveelheid genetische informatie in moedercel en dochtercel blijft gelijk.
- Van chromosomen met twee chromatiden worden twee chromosomen met elk een
chromatiden gemaakt.
Mitotische fase:
- G2 of interfase: er worden centrosomen gevormd en het DNA wordt gedupliceerd. De
centrosomen organiseren de eiwitdraden (micro-tubulen) die opgebouwd zijn uit het eiwit
tubulin. Centrosomen zijn een soort microtubulen organiserend centrum, ze bevatten
materiaal dat functies gedurende de celcyclus voorziet. In het centrosoom zitten centriolen.
De chromosomen zijn niet gecondenseerd, hierdoor zijn ze niet te zien met een microscoop.
- Profase: de chromatidendraden rollen op, waardoor de chromosomen zichtbaar te
onderscheiden zijn. Elk gedupliceerd chromosoom wordt als twee zusterchromatiden
zichtbaar, die in het centromeer zijn verbonden. De mitotische spil, die bestaat uit het
centrosoom, de microtubulen en asters (kleine microtubulen rondom het centrosoom en
verbonden zijn met het plasmamembraan), begint vorm te krijgen. De centrosomen
beginnen uit elkaar te bewegen.
- Prometafase: het kernmembraan wordt afgebroken, hierdoor komen de bestandsdelen los in
de cel terecht. De microtubulen kunnen hierdoor gemakkelijk op de plaats van de kern
komen en verbinden met de chromatiden. De chromatiden trekken nog verder samen,
hierdoor zijn ze nog beter te zien. Op de plaats van het centromeer vormt zich een
kinetochoor. Dit is een structuur van eiwitten waar de microtubulen zich aan kunnen binden.
De microtubulen die vast zitten aan een kinetochoor worden kinetochoor microtubulen
genoemd.
- Metafase: de chromatiden liggen op een lijn, de metafase plaat. De chromatiden liggen dan
op gelijke afstand van beide polen. De kinetochoren van de zusterchromatiden zijn ieder
verbonden aan een microtubulen van een ander centromeer.
- Anafase: de cohesie tissen de twee zusterchromatiden wordt verbroken. Dit gebeurt door
het enzym separase. Het worden nu onafhankelijke dochterchromosomen. Deze beginnen
richting het centrosoom te bewegen. Dit gebeurt door depolimerisatie van de kinetochore
microtubulen. Afhankelijk van het celtypen vindt de afbraak in het eiwit tubulin plaats aan de
kant van het kinetochoor of aan de kant van het centrosoom. Aan het einde van deze fase is
er een grote cel met aan beide uiteinde een 2 gelijkwaardige hoeveelheid chromosomen.
- Telofase en cytokinese: deze fases overlappen elkaar deels. Tijdens de telofase worden er
twee dochterkernen gevormd. Het kernmembraan wordt gevormd met bestandsdelen van
het originele kernmembraan en andere bestandsdelen. De chromosomen worden minder
samengetrokken. Ook verdwijnt het spindle (spoelfiguur). Uit een kern zijn dus nu twee
kernen ontstaan.
2
,Bij de cytokinese vindt er plasmadeling plaats, er
worden twee dochtercellen gevormd. Bij planten en
dieren is er sprake van een verschillende manier van
cytokinese.
- Dieren er wordt een cleavage furrow
gevormd, dit is een smalle groef om de grote cel heen. Om de kant van het cytoplasma zit
dan een ring met de microfilamenten actine en myosine. Doordat actine en myosine
samentrekken en hierdoor wordt de groef in de cel steeds dieper. Waarna die uiteindelijk in
tweeën splits.
- Planten hebben een celwand, waardoor dit op een andere manier moet gebeuren. Het
Golgiapparaat scheidt blaasjes uit die bewegen vanaf de microtubulen naar het midden van
de cel. Hier smelten ze samen en vormen een zogeheten celplaat. In de blaasjes zitten
bestandsdeken van een celwand. Deze versmelten in de celplaat als deze aan groeien is. de
celplaat groeit door totdat het membraan
versmelt met de omtrek van de cel. Daarna
wordt er een nieuwe celwand gevormd en
heeft de cel zich verdeeld in twee
dochtercellen.
Van ieder homoloog paar chromosomen is er een
afkomstig van de moeder en een van de vader. Dit
wordt homoloog genoemd wanneer er
overeenkomsten tussen de twee chromosomen te vinden zijn (paar waar dezelfde genen op zitten
van je vader en moeder). Een diploïde cel is 2n en een haploïde cel is n.
- Wanneer de chromosomen hetzelfde zijn worden dit zusterchromatiden genoemd.
- In het centromeer zitten de chromosomen aan elkaar vast.
Dierlijke levenscyclus:
De levenscycli van eukaryoten kun je onderverdelen in de
diplontische levenscycli, dit omdat er meiose in de diploïde fase
plaatsvind en dit leidt tot een meercellig organisme. Een
diploïde zygote ontwikkeld door middel van mitose tot het
adulte stadium. In de geslachtklieren worden door middel van
meiose, haploïde geslachtcellen gemaakt. In de haploïde fase
vindt er geen mitose plaats, er zijn dus alleen maar haploïde gameten.
Wanneer de kernen van een eicel en zaadcel samensmelten, vindt er
bevruchting plaats. Hierdoor ontstaat er weer een diploïde bevruchte eicel, de
zygote.
- Er vindt mitose plaats nadat de zygote is gevormd, deze deelt zich
namelijk tot een embryo.
- Het resultaat van de meiose zijn de geslachtscellen. Deze zorgen dan
samen voor de bevruchting.
Meiose is de reductiedeling. In meiose 1 vindt er halvering van de genetische informatie plaats per
cel, diploïd (2n) wordt haploïd (n). In meiose 2 wordt een chromosoom met twee chromatiden
gesplitst in twee chromosomen met een chromatiden. Meiose is een tweedeling proces dat
voortplantingscellen produceert. De twee stadium resulteren is 4 dochtercellen. In de eerste fase
vindt er duplicatie van DNA plaats en aan het einde bevatten de dochtercellen slechts de helft van
het aantal chromosomen van de originele cel.
Meiose 1:
3
, - Profase 1: in deze fase vindt er bijna hetzelfde
plaats als in de eerste fase van de mitose. De
centrosomen bewegen richting de polen, het
spindle (spoelfiguur), het kernmembraan breekt
af en de chromatine condenseert al gedeeltelijk.
Daarnaast vindt er in deze fase ook nog crossing-
over plaats. Dit is de uitwisseling van genetisch
materiaal tussen niet zusterchromatiden van
twee homologen. Na de interfase is het DNA
gedupliceerd en worden er zusterchromatiden
gevormd. Deze zitten aan elkaar vast in de centromeer. Alle homologen hebben een of meer
chiasmata’s. Microtubulen binden aan de kinetochoren in de centromeren. De microtubules
bewegen de chromosomen in de richting ban de metafase plaat.
- Metafase 1: de homologen zijn gerangschikt om de metafase plaat. Van de paren zitten er
aan beide kanten van de plaat een chromosoom recht tegenover elkaar. Beide
zusterchromatiden van een chromosoom zitten vast aan de kinetochore microtubulen van
een bepaalde pool.
- Anafase 1: door het enzym separase worden de bindingen verbroken tussen de homologen.
Hierdoor komen de homologe paren los van elkaar. In het centromeer van de
zusterchromatiden blijft de binding bestaan, waardoor deze samenblijven. De homologen
bewegen door de depolimerisatie van de microtubulen richting de verschillende
centromeren.
- Telofase 1: iedere helft van de cel heeft een completen haploïde set chromosomen. Elk
chromosoom heeft twee zusterchromatiden, deze bevatten door de crossing-over stukjes
DNA van de niet zusterchromatiden. De cytokinese vindt tegelijk plaats. Hierna zijn er twee
cellen ontstaan.
Meiose 2:
- Profase 2: er wordt weer en spindle
gevormd. De centromeren van beide cellen
bewegen richting de polen en het
kernmembraan wordt afgebroken. De
zusterchromatiden komen weer vast te
zitten aan de microtubulen met hun eigen
kinetochore. De binding tussen de
zusterchromatiden verbreekt en er ontstaan
dus twee dochterchromosomen. Deze
bewegen weer richting de metafase plaat.
- Metafase 2: de chromosomen liggen op de
metafase plaat. Vanwege de crossing-over zijn de dochtercellen niet identiek.
- Anafase 2: de dochterchromosomen bewegen in de richting van de tegenovergestelde pool
door depolimerisatie van de kinetochore microtubulen.
- Telofase 2: de kernen van beide cellen worden gevormd en de chromosomen
decondenseren. De cytokinese vindt plaats, waardoor er in totaal 4 haploïde dochtercellen
ontstaan. De vier dochtercellen zijn genetisch anders dan de originele oudercel.
Crossing over: delen van het DNA van de moeder wordt uitgewisseld met de overeenkomstige delen
van de vader. Dit vindt plaats tijdens profase 1 tussen de homologen chromosomen.
- De chromosomen komen zo dicht bij elkaar te liggen dat er kleine bindingen ontstaan,
hierdoor kan er informatie worden uitgewisseld. De plekken waar deze binden heten
chiasmata.
Verschillen tussen meiose en mitose:
- In de meiose vindt er crossing-over plaats.
4
