Eén wordt twee

Begrippen

Chromosoom

Eén lang, opgerold DNA-molecuul met honderden genen. Een lichaamscel van de mens heeft er 46: 23 paren. Je telt chromosomen aan hun centromeer.

Chromatide

Eén van de twee identieke kopieën van een gekopieerd chromosoom. Zolang ze bij het centromeer aan elkaar vastzitten, samen één chromosoom.

Centromeer

De plek waar de twee chromatiden aan elkaar vastzitten. Daar zit aan elke chromatide een aanhechtingspunt (kinetochoor) voor de draden van het spoelfiguur.

Homologe chromosomen

De twee chromosomen van een paar: één van je moeder, één van je vader. Ze dragen genen voor dezelfde eigenschappen, maar niet per se dezelfde varianten.

Diploïd · haploïd

Diploïd (2n): van elk paar twee chromosomen, zoals in een lichaamscel en de zygote. Haploïd (n): van elk paar één, zoals in een geslachtscel.

Interfase · celcyclus

De interfase is de periode tussen twee delingen. De cel groeit en kopieert zijn DNA; het is geen rustfase. Interfase en deling samen vormen de celcyclus.

Spoelfiguur

Duizenden eiwitdraden (microtubuli) die vanuit de twee polen groeien en weer instorten. Ze vangen de chromosomen en trekken de chromatiden uit elkaar.

Profase · metafase · anafase · telofase

Oprollen en kernmembraan weg · alle chromosomen in het equatorvlak · de chromatiden gaan naar de polen · nieuwe kernmembranen en uitrollen.

Gewone celdeling (mitose)

Eén keer kopiëren, één keer delen: twee cellen met precies dezelfde chromosomen als de oorspronkelijke cel.

Reductiedeling (meiose)

Eén keer kopiëren, twee keer delen: vier haploïde cellen. In de eerste deling gaan de homologe chromosomen uit elkaar, in de tweede de chromatiden.

Crossing-over

Het uitwisselen van stukken tussen de twee homologe chromosomen van een paar, aan het begin van de reductiedeling. Zo ontstaan nieuwe combinaties van genen.

Geslachtscel · zygote

Een eicel of zaadcel is haploïd (23 chromosomen). Bij de bevruchting ontstaat de zygote: weer diploïd, 46 chromosomen.

Voor de docent

Hoe de film celdeling uitlegt

Niet als rijtje fasen, maar als oplossing van een probleem: 46 chromosomen eerlijk verdelen zonder te kunnen kijken of tellen. Eerst kopiëren (basenparing en controle), dan oprollen, dan blind zoeken met draden die willekeurig groeien en instorten. Alleen een verbinding onder spanning blijft vastzitten, dus foute verbindingen laten vanzelf los. En een rem verdwijnt pas als niets meer los zit. De fasenamen hangen aan die stappen. Bij de reductiedeling komt daar toeval bij: kop of munt per paar.

Misvattingen die de film aanpakt

• "Een X is het paar van vader en moeder." Een X is één chromosoom met zijn kopie; de twee chromatiden zijn identiek (hoofdstuk 4).
• "Chromosomen zijn altijd X-vormig." Alleen na het kopiëren en oprollen. Daarvoor is elk chromosoom een enkele, lange draad (hoofdstuk 2 en 4).
• "Het DNA wordt tijdens de mitose gekopieerd; de interfase is een rustfase." Het kopiëren gebeurt ruim voor de deling, in de interfase (hoofdstuk 3).
• "Na het kopiëren zijn er 92 chromosomen." Nog steeds 46, met 92 chromatiden. Pas in de anafase telt elke chromatide als een eigen chromosoom (hoofdstuk 3 en 7).
• "De halvering gebeurt in de tweede deling van de meiose." Na de eerste deling heeft elke cel al 23 chromosomen; de mitose halveert niets (hoofdstuk 8 en 10, vraag 1).
• "Crossing-over gebeurt tussen zusterchromatiden." Tussen de twee homologe chromosomen van een paar; ruilen tussen identieke kopieën zou niets veranderen (hoofdstuk 10).
• "De cel weet waar alles heen moet." Toeval zoekt, spanning kiest, en een rem wacht op de laatste (hoofdstuk 5 tot en met 7).
• "Cellen delen alleen om te groeien." Vooral om versleten cellen te vervangen, zoals in beenmerg en darmwand (hoofdstuk 8).

Pauzemomenten

• Ch 3Na het kopiëren: 46 of 92 chromosomen? De film geeft vijf seconden bedenktijd.
• Ch 6Wat gebeurt er als beide chromatiden aan dezelfde pool vastzitten?
• Ch 8Na hoofdstuk 7: zet de fasen van de gewone celdeling op een rij, met wat er in elke fase gebeurt.
• Ch 9Als eicel en zaadcel allebei 46 chromosomen hadden: hoeveel zou jij er dan hebben?
• Ch 10Hoeveel chromosomen en chromatiden heeft elke cel na de eerste deling van de meiose?
• Ch 12Twee denkvragen met bedenktijd: de ui in worteltop en stuifmeel, en een cel zonder remstof.

Werkblad-idee

Een teltabel met chromosomen en chromatiden per cel, per fase. Mitose: 46/92 → 46/46 per cel. Meiose: 46/92 → na de eerste deling 23/46 → na de tweede deling 23/23.

Practica

Worteltop van een ui: een pletpreparaat met karmijnazijnzuur of orceïne. Tel de cellen per fase en schat zo hoe lang elke fase duurt: de interfase wint ruim. Modelleren met pijpenragers of sokken. Kop of munt met drie paren: acht combinaties.

Vereenvoudigingen in de film

Het kinetochoor heet "aanhechtingspunt". De prometafase valt onder de profase. Mitose is strikt genomen de kerndeling, gevolgd door de celdeling. X en Y zijn maar gedeeltelijk homoloog. De reductiedeling bij de vrouw levert één eicel en poollichaampjes op, en meiose II wordt pas afgemaakt bij de bevruchting. Stuifmeel ontstaat door meiose gevolgd door mitose. Het centromeer zit niet altijd in het midden. In de cel zijn steeds 4 van de 23 paren getekend. Het losmaak-enzym bij het centromeer is aurora B, de remstof komt van het spoelfiguur-controlepunt, het knip-enzym is separase en de eiwitringetjes zijn cohesine.

Leeftijd van de moeder

Een eicel begint zijn reductiedeling al voor de geboorte van de moeder zelf en wacht daarna jaren tot tientallen jaren. De eiwitringetjes die het paar bijeenhouden, slijten en worden niet vervangen. Daardoor stijgt met de leeftijd van de moeder de kans dat twee chromosomen van een paar samen dezelfde kant op gaan.

De getallen achter de film

• ± 30 biljoen cellen in het lichaam, waarvan ± 84% rode bloedcellen zonder kern (Sender e.a. 2016).
• ± 330 miljard cellen per dag vervangen: bijna 4 miljoen per seconde (Sender & Milo 2021).
• ± 2 m DNA per celkern (6,4 miljard basenparen). Op tennisbalschaal: een draad van ± 24 km.
• Na controle en herstel blijft ± 1 kopieerfout per miljard letters over.
• Ui: 2n = 16. Mens: 2²³ = 8 388 608 combinaties per ouder; 2⁴⁶ ≈ 7 · 10¹³ (zeventig biljoen) voor twee ouders samen, tegen ± 117 miljard mensen die ooit hebben geleefd.

In beeld genoemd

Bruce Nicklas en Carol Koch (1969): met een glasnaaldje in cellen van een sprinkhaan lieten ze zien dat spanning een verbinding vasthoudt · Conly Rieder e.a. (1995): een laser op het laatste losse aanhechtingspunt, in cellen van een ratkangoeroe, en de cel ging toch verder.

Toetsen: Spatie afspelen of pauzeren · ←→ 5 s spoelen · C ondertitels · M stem · F volledig scherm