Belangrijkste verschil - Celcyclus versus celdeling

Celcyclus en celdeling bestaat uit een reeks gebeurtenissen die opeenvolgend plaatsvinden in het leven van een cel. Celcyclus omvat de hele reeks gebeurtenissen, interfase van de cel die wordt gevolgd door de mitotische fase, die vervolgens wordt gevolgd door cytokinese. De interfase van de celcyclus kan worden onderverdeeld 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 onderverdeeld 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 zich splitst om het aantal in de populatie te vergroten.

Dit artikel legt uit,

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

Wat is celcyclus?

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

De prokaryotische celcyclus kan worden onderverdeeld in drie opeenvolgende perioden: B, C en D. DNA-replicatie wordt gestart in de B-periode en voortgezet tijdens de C-periode. Het eindigt bij de D-periode. Bacteriële cel splitst zich ook in dochtercellen tijdens de D-periode.

Celcyclusperioden

De eukaryote celcyclus bestaat uit drie belangrijke opeenvolgende fasen die bekend staan ​​als interfase, M-fase en cytokinese. De interfase is de beginfase van de celcyclus in eukaryoten. Voordat de cel begint met celdeling, bereidt de cel zich voor op de deling door alle benodigde voedingsstoffen in de cel op te nemen, eiwitsynthese en replicatie van DNA tijdens de interfase. Interfase neemt ongeveer 90% van de totale tijd van de celcyclus in beslag.

De interfase kan worden onderverdeeld in drie fasen, die na elkaar plaatsvinden. Ze zijn G₁ fase, S-fase en G₂ fase. Voordat u de G. betreedt₁ fase, een cel bestaat normaal gesproken op de G₀ fase. De G₀ fase is de rustfase waarin de cel de celcyclus verlaat en stopt met deling. Over het algemeen zijn niet-delende cellen van de meercellige organismen, die op G₁ fase betreedt deze rustige G₀ fase. Sommige cellen, zoals neuronen, blijven permanent inactief. Sommige cellen zoals nier-, lever- en maagcellen blijven semi-permanent in de G₀ fase. Sommige cellen zoals epitheelcellen komen G. niet binnen₀ fase. Het 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 mitochondriën en ribosomen, vinden plaats op de G₁ fase, waardoor de cel groter wordt. G₁ fase wordt gevolgd door de S-fase. Replicatie van DNA begint en voltooit tijdens de S-fase, waarbij twee zusterchromatiden per enkel chromosoom worden gevormd. De ploïdie van de cel blijft onveranderd door de verdubbeling van de hoeveelheid DNA tijdens de replicatie. De S-fase wordt in korte tijd voltooid om DNA te redden van externe factoren zoals mutagenen. S-fase wordt gevolgd door de G₂ fase. De G₂ fase is de tweede groeifase van de interfase die de cel in staat stelt zijn groei te voltooien voorafgaand aan zijn deling.

Regulering van celcyclus door cycline-CDK-complexen

Het optreden van de celcyclus op een sequentiële manier wordt gereguleerd door twee klassen van regulerende moleculen: cyclinen en cycline-afhankelijke kinasen (CDK's). Cyclinen produceren regulerende subeenheden, terwijl CDK's katalytische subeenheden produceren. Zowel cyclines als CDK's werken op een interactieve manier. De voorbereiding van de cel voor de S-fase die zich op de G. bevindt₁ fase wordt gedaan door de G₁ cycline-CDK-complex door de expressie van transcriptiefactoren te bevorderen die de S-cyclinen bevorderen. G1-cycline-CDK-complex degradeert ook de S-faseremmers.

De timing van de G₁ fase wordt gereguleerd door cycline D-CDK4/6, dat wordt geactiveerd door G₁ cycline-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 uit elkaar te halen. Een grote hoeveelheid cycline A-CDK2 activeert de G₂ fase. Cycline B-CDK2 duwt G₂ fase naar de M-fase (G₂/M overgang).

Regulering van celcyclus via controlepunten

Tijdens de interfase kunnen twee ijkpunten 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 checkpoint, 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 checkpoint, het verkrijgen van een symmetrische celverdeling in het embryo.

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

Wat is celdeling?

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

Celdelingsperioden

De vier fasen in de mitotische deling zijn profase, metafase, anafase en de telofase. Tijdens de profase worden chromatiden gecondenseerd tot chromosomen, die korte en dikke draadachtige structuren vertonen. Deze chromosomen worden uitgelijnd in de equatoriale plaat van de cel door de vorming van een spoelapparaat. Spindelapparaat bestaat uit drie componenten: spindelmicrotubuli, kinetochoor-microtubuli en kinetochoor-eiwitcomplexen. De kinetochoor-eiwitcomplexen zijn bevestigd aan de centromeren van elk chromosoom. Alle microtubuli in een cel worden bestuurd door twee centrosomen die aan de tegenovergestelde polen van de cel zijn gerangschikt en het spilapparaat vormen. Spindel microtubuli zijn verbonden met elk van de twee centrosomen door hun twee uiteinden. Kinetochoor-microtubuli, beginnend bij één centrosoom, zijn via het kinetochoor-eiwitcomplex aan het centromeer gehecht.

Tijdens de metafase worden kinetochoor-microtubuli samengetrokken, waardoor de individuele bivalente chromosomen op de celevenaar worden uitgelijnd. Er wordt spanning gegenereerd op het centromeer dat de twee zusterchromatiden bij elkaar houdt in de anafase door de kinetochoor-microtubuli verder samen te trekken. Deze spanning leidt tot de splitsing van cohesine-eiwitcomplexen in het centromeer, waardoor de twee zusterchromatiden van elkaar worden gescheiden en twee dochterchromosomen worden geproduceerd. Tijdens de telofase worden deze dochterchromosomen naar de tegenovergestelde polen getrokken door de samentrekking van de kinetochoor-microtubuli.

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

Fasen van celdeling

Regulering van celdeling door cycline-CDK-complexen en controlepunten

Het cycline B-CDK2-complex regelt de timing van de G₂ fase, die de mitotische deling binnengaat. Er kan één enkel, maar kritiek controlepunt worden geïdentificeerd. Het staat bekend als het metafasecontrolepunt omdat het plaatsvindt in de late metafase. Tijdens het metafasecontrolepunt wordt de uitlijning van alle individuele, bivalente chromosomen op de celevenaar gecontroleerd. Het metafasecontrolepunt maakt de gelijke segregatie van chromosomen tussen dochtercellen mogelijk. De delende cel 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 aantal cellen 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 via 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.

Regelgeving via Checkpoints

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

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

Conclusie

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

Referentie: 1 "Celcyclus." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 8 maart 2017. Web. 10 maart 2017.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "0329 celcyclus" door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia2. "0332 Celcyclus met cyclinen en controlepunten" door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia3. "Mitose-cellensequentie" door LadyofHats - Eigen werk. (Public Domain) via Commons Wikimedia