Verschil tussen celcyclus en celdeling

Belangrijkste verschil - Celcyclus versus celdeling

Celcyclus en celdeling bestaan ​​uit een reeks gebeurtenissen die opeenvolgend plaatsvinden in het leven van een cel. De celcyclus omvat de hele reeks van gebeurtenissen, interfase van de cel die wordt gevolgd door de mitotische fase, die dan wordt gevolgd door cytokinese. De interfase van de celcyclus kan worden verdeeld in drie opeenvolgende fasen: G₁, S en G₂. Celdeling vindt plaats tijdens de mitotische en cytokinetische perioden van de celcyclus. De mitotische periode kan worden verdeeld in vier fasen: profase, metafase, anafase en telofase. De cytokinese is de verdeling van het cytoplasma. De grootste verschil tussen celcyclus en celdeling is dat celcyclus is de reeks perioden in het leven van de cel terwijl celdeling de reeks fasen is waarin de cel splitst om zijn aantal in de populatie te vergroten.

Dit artikel legt uit,

1. Wat is celcyclus
      - Fasen, kenmerken, regelgeving
2. Wat is Celverdeling
      - Fasen, kenmerken, regelgeving
3. Wat is het verschil tussen celcyclus en celdeling

Wat is celcyclus

De celcyclus is de reeks gebeurtenissen die plaatsvindt gedurende het leven van de cel. De eukaryotische celcyclus bestaat voornamelijk uit drie opeenvolgende perioden: interfase, mitotische fase en de cytokinese. Tijdens de interfase vindt de celgroei plaats door de synthese van vereiste eiwitten voor de toekomstige stadia van de cel en de replicatie van DNA om de celdeling uit te voeren. Tijdens de mitotische fase is de kern verdeeld in genetisch identieke twee dochterkernen, waarmee de celdeling wordt geïnitieerd. Cytokinese is de verdeling van het cytoplasma van de oudercel. Celcycluscontrolepunten zorgen voor de juiste verdeling van de eukaryote cellen.

Prokaryote celcyclus kan worden verdeeld in drie opeenvolgende perioden: B, C en D. DNA-replicatie wordt geïnitieerd in de B-periode en voortgezet gedurende de C-periode. Het eindigt op de D-periode. Bacteriële cellen splitsen zich ook in dochtercellen tijdens de D-periode.

Celcyclusperioden

De eukaryotische celcyclus is samengesteld uit drie hoofdsequentiële fasen die bekend staan ​​als interfase, M-fase en cytokinese. De interfase is de beginfase van de celcyclus in eukaryoten. Voordat de cel de celdeling binnengaat, bereidt de cel zich voor op de deling door alle benodigde voedingsstoffen in de cel te nemen, eiwitsynthese en replicatie van DNA tijdens de interfase. Interphase duurt ongeveer 90% van de totale tijd van de celcyclus.

De interfase kan worden onderverdeeld in drie fasen, die achter elkaar plaatsvinden. Ze zijn G₁ fase, S-fase en G₂ fase. Voordat u de G₁ fase, een cel bestaat normaal bij de G₀ fase. De G₀ fase is de rustfase waarin de cel de celcyclus verlaat en de deling ervan stopt. In het algemeen zijn niet-delende cellen van de multicellulaire organismen, die in G₁ fase komt deze rustende G binnen₀ fase. Sommige cellen zoals neuronen blijven permanent in de sluimering. Sommige cellen zoals nier-, lever- en maagcellen blijven semi-permanent in de G₀ fase. Sommige cellen zoals epitheliale cellen komen niet in G₀ fase. Invoeren van de cellen in G₀ fase wordt getoond in Figuur 1.

Figuur 1: Toegang tot de G0-fase

De G₁ fase of de groeifase is de eerste fase van de celcyclus. De biosynthetische activiteiten van de cel vinden snel plaats tijdens de G₁ fase. Synthese van de eiwitten, evenals de toename van het aantal organellen zoals mitochondria en ribosomen, treden op bij de G₁ fase, waarbij de cel in zijn grootte groeit. G₁ fase wordt gevolgd door de S-fase. Replicatie van DNA begint en voltooit tijdens de S-fase, vorming van twee zuster chromatiden per enkel chromosoom. De ploïdie van de cel blijft onveranderd door de verdubbeling van de hoeveelheid DNA tijdens de replicatie. De S-fase is binnen een korte tijd voltooid om DNA te redden van externe factoren zoals mutagenen. De S-fase wordt gevolgd door de G₂ fase. De G₂ fase is de tweede groeifase van de interfase, waardoor de cel zijn groei kan voltooien voorafgaand aan de deling.

Regulatie van celcyclus door Cyclin-CDK-complexen

Het voorkomen van de celcyclus op een sequentiële manier wordt gereguleerd door twee klassen regulerende moleculen: cyclines en cycline-afhankelijke kinasen (CDK's). Cyclinen produceren regulerende subeenheden terwijl CDK's katalytische subeenheden produceren. Zowel cyclinen als CDK's werken op een interactieve manier. De voorbereiding van de cel voor S-fase die bij de G₁ fase wordt gedaan door de G₁ cycline-CDK-complex door de expressie van transcriptiefactoren te bevorderen die de S-cyclinen bevordert. G1 cycline-CDK-complex breekt ook de S-fase-remmers af.

De timing van de G₁ fase wordt geregeld door cycline D-CDK4 / 6, die wordt geactiveerd door G₁ cyclin-CDK-complex. Het cycline E-CDK2-complex duwt de cel van G₁ naar S-fase (G₁/ S-overgang). Cycline A-CDK2 remt de DNA-replicatie van de S-fase door het replicatiecomplex te demonteren. Een grote pool van cycline A-CDK2 activeert de G₂ fase. Cyclin B-CDK2 duwt G₂ fase naar de M-fase (G₂/ M-overgang). 

Regulatie van celcyclus door controlepunten

Tijdens de interfase kunnen twee controlepunten worden geïdentificeerd: G₁/ S ijkpunt en G2 / M ijkpunt. De overgang van G₁/ S, is de snelheidsbeperkende stap van de celcyclus die bekend staat als de beperkingspunt. Door de G₁/ S-controlepunt, wordt de aanwezigheid van voldoende grondstoffen voor de DNA-replicatie gecontroleerd. De gelijktijdige replicatie van DNA in een groeiend embryo wordt gecontroleerd door G₂/ M ijkpunt, verkrijgen van een symmetrische celdistributie in het embryo.

Figuur 2: Celcyclus met Cyclin-CDK's en controlepunten

Wat is Celverdeling

Celdeling is het splitsen van een oudercel in twee dochtercellen. Dit omvat twee perioden van de celcyclus: mitotische deling en de cytokinese.

Celdelingenperioden

De vier fasen in de mitotische divisie zijn profase, metafase, anafase en de telofase. Gedurende profase, chromatiden worden gecondenseerd in chromosomen, die korte en dikke draadachtige structuren vertonen. Deze chromosomen zijn uitgelijnd in de equatoriale plaat van de cel door de vorming van een spilapparaat. Spilapparaat bestaat uit drie componenten: spilmicrotubules, kinetochoor microtubules en kinetochore eiwitcomplexen. De kinetochore eiwitcomplexen zijn gehecht aan de centromeren van elk chromosoom. Alle microtubules in een cel worden bestuurd door twee centrosomen die zijn opgesteld aan de tegenovergestelde polen van de cel, waardoor het spindelapparaat wordt gevormd. Spilmicrotubules zijn verbonden met elk van de twee centrosomen door hun twee uiteinden. Kinetochoor-microtubuli, beginnend met één centrosoom, worden via het kinetochore-eiwitcomplex aan het centromeer gehecht.  

Gedurende metafase, kinetochore microtubules zijn gecontracteerd, waarbij de individuele bivalente chromosomen op de cel-evenaar worden uitgelijnd. Er wordt spanning opgewekt op de centromeer die de twee zusterchromatiden bij elkaar houdt anafase door het verder contracteren van de kinetochoor-microtubules. Deze spanning leidt tot de splitsing van cohesine-eiwitcomplexen in de centromeer, waarbij de twee zusterchromatiden van elkaar worden gescheiden, waarbij twee dochterchromosomen worden geproduceerd. Gedurende telofase, deze dochterchromosomen worden naar de tegenovergestelde polen getrokken door de samentrekking van de kinetochoor-microtubules.

Na het voltooien van de mitotische fase ondergaat de oudercel cytoplasmatische deling, wat resulteert in genetisch identieke twee gescheiden cellen. De cytokinese wordt geïnitieerd aan het einde van de anafase. Tijdens cytokinese worden organellen, samen met het cytoplasma, door het celmembraan op ongeveer gelijke wijze verdeeld tussen twee dochtercellen. Plantcel cytokinese vindt plaats door de vorming van een celplaat in het midden van de oudercel. Cytokinese van dierlijke cellen vindt plaats door de splitsingsgroei gevormd door het celmembraan. Het verschil tussen cytokinesie van planten en dierencellen is de vereiste van de vorming van een nieuwe celwand rond de plantencel.

Fasen van celdeling

Regulatie van celdeling door Cyclin-CDK-complexen en controlepunten

Het cycline B-CDK2-complex regelt de timing van de G₂ fase, het betreden van de mitotische divisie. Een enkel, maar kritisch controlepunt kan worden geïdentificeerd. Het staat bekend als het metafase-checkpoint omdat het plaatsvindt aan de late metafase. Tijdens het controlepunt van de metafase wordt de uitlijning van alle individuele, tweewaardige chromosomen op de evenaar van de cel gecontroleerd. Het metafase-controlepunt maakt de gelijkmatige scheiding van chromosomen tussen dochtercellen mogelijk. De deelcel in de late metafase moet het mitotische controlepunt passeren om de anafase binnen te gaan.

Verschil tussen celcyclus en celdeling

Definitie

Celcyclus: De celcyclus is de reeks perioden van het leven van de cel.

Celverdeling: Celdeling is het splitsen van een cel in twee dochtercellen, waardoor het celaantal in de populatie toeneemt.

perioden

Celcyclus: De celcyclus bestaat uit drie perioden: interfase, mitotische deling en cytokinese.

Celverdeling: Celdeling vindt plaats in de laatste twee perioden van de celcyclus, mitotische deling en de cytokinese.

Regulering door Cyclin-CDK-complexen

Celcyclus: Cycline D-CDK4 / 6, cycline E-CDK2, cycline A-CDK2 en cycline B-CDK2 zijn betrokken bij de regulatie van de celcyclus.

Celverdeling: Cycline B-CDK2 is betrokken bij de regulatie van celdeling.

Regeling via IJkpunten

Celcyclus: Tijdens de interfase kunnen twee controlepunten worden geïdentificeerd: G₁/ S ijkpunt en G₂/ M ijkpunt. 

Celverdeling: Het mitotische controlepunt is betrokken bij de regulatie van de celdeling.

Conclusie

Zowel celcyclus als celdeling bevatten verschillende, maar opeenvolgende perioden van het leven van de cel. De celcyclus bestaat uit drie perioden. Het zijn interfase, mitotische fase en de cytokinese. Mitotische deling en cytokinese worden gezamenlijk de celdeling genoemd. De interfase van de celcyclus is samengesteld uit G₁, S en G₂ fasen. Mitotische verdeling bestaat uit vier fasen: profase, metafase, anafase en de telofase. Telofase wordt gevolgd door de cytokinese. Het belangrijkste verschil tussen de celcyclus en de celdeling is het feit dat de celdeling deel uitmaakt van de celcyclus.

Referentie:
1. "Celcyclus." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 08 maart 2017. Web. 10 maart 2017.

Afbeelding met dank aan:
1. "0329 Cell Cycle" door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
2. "0332 Cell Cycle With Cyclins and Checkpoints" Door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
3. "Mitose cellen sequentie" Door LadyofHats - Eigen werk. (Public Domain) via Commons Wikimedia