Celgroei verwijst naar een toename van de totale massa van een cel, met inbegrip van zowel het cytoplasmatische als het nucleaire en organelvolume. Celgroei treedt op wanneer de totale snelheid van de cellulaire biosynthese (productie van biomoleculen of anabolisme) groter is dan de totale snelheid van de cellulaire degradatie (de vernietiging van biomoleculen via het proteasoom, lysosoom of autofagie, of katabolisme).

Celgroei moet niet worden verward met celdeling of de celcyclus, wat afzonderlijke processen zijn die naast celgroei kunnen optreden tijdens het proces van celproliferatie, waarbij een cel, bekend als de “moedercel”, groeit en zich deelt om twee “dochtercellen” te produceren. Belangrijk is dat celgroei en celdeling ook onafhankelijk van elkaar kunnen plaatsvinden. Tijdens de vroege embryonale ontwikkeling (splitsing van de zygote om een morula en blastoderm te vormen) vinden herhaaldelijk celdelingen plaats zonder celgroei. Omgekeerd kunnen sommige cellen groeien zonder celdeling of zonder enige voortgang van de celcyclus, zoals de groei van neuronen tijdens de axonale baanvorming in de ontwikkeling van het zenuwstelsel.

In meercellige organismen vindt weefselgroei zelden uitsluitend plaats door celgroei zonder celdeling, maar meestal door celproliferatie. Dit komt doordat een enkele cel met slechts één kopie van het genoom in de celkern slechts half zo snel biosynthese kan verrichten en dus maar half zo snel celgroei kan ondergaan als twee cellen. Twee cellen groeien (accumuleren massa) dus tweemaal zo snel als een enkele cel, en vier cellen groeien viermaal zo snel als een enkele cel. Dit principe leidt tot een exponentiële toename van de weefselgroeisnelheid (massaaccumulatie) tijdens de celproliferatie, als gevolg van de exponentiële toename van het aantal cellen.

Celgrootte hangt af van zowel celgroei als celdeling, waarbij een onevenredige toename van de celgroeisnelheid leidt tot de productie van grotere cellen en een onevenredige toename van de celdelingsnelheid leidt tot de productie van veel kleinere cellen. Bij celproliferatie is er gewoonlijk sprake van een evenwichtige celgroei en celdelingssnelheid, waardoor de celgrootte in de exponentieel groeiende celpopulatie ongeveer constant blijft.

Sommige speciale cellen kunnen zeer groot worden via een ongebruikelijke “endoreplicatie”-celcyclus, waarbij het genoom tijdens de S-fase wordt gerepliceerd, maar er vervolgens geen mitose (M-fase) of celdeling (cytokinese) optreedt. Deze grote endoreplicerende cellen hebben vele kopieën van het genoom en zijn dus sterk polyploïd.

Oöcyten kunnen ongewoon grote cellen zijn bij soorten waarbij de embryonale ontwikkeling buiten het lichaam van de moeder om plaatsvindt in een ei dat uitwendig wordt gelegd. De grote omvang van sommige eieren kan worden bereikt hetzij door het inpompen van cytosolische componenten van aangrenzende cellen via cytoplasmatische bruggen, ringkanalen genaamd (Drosophila), hetzij door internalisatie van voedingsstofopslagkorrels (dooierkorrels) door endocytose (kikkers).

Mechanismen van celgroeibeperking

Cellen kunnen groeien door de totale snelheid van cellulaire biosynthese zodanig te verhogen dat de productie van biomoleculen groter is dan de totale snelheid van cellulaire afbraak van biomoleculen via het proteasoom, het lysosoom of autofagie.

Biosynthese van biomoleculen wordt geïnitieerd door expressie van genen die coderen voor RNA’s en/of eiwitten, waaronder enzymen die de synthese van lipiden en koolhydraten katalyseren.

In het algemeen komen individuele genen tot expressie via transcriptie in boodschapper-RNA (mRNA) en vertaling in eiwitten, en de expressie van elk gen vindt op verschillende niveaus plaats op een celtype-specifieke wijze (in reactie op genreguleringsnetwerken).

Om de celgroei te stimuleren kan de totale genexpressiesnelheid worden verhoogd door de totale transcriptiesnelheid door RNA polymerase II te verhogen (voor actieve genen) of de totale snelheid van de vertaling van mRNA in eiwitten door de overvloed aan ribosomen en tRNA te vergroten, waarvan de biogenese afhangt van RNA polymerase I en RNA polymerase III. De Myc-transcriptiefactor is een voorbeeld van een regulerend eiwit dat de algehele activiteit van RNA polymerase I, RNA polymerase II en RNA polymerase III kan induceren om de algehele transcriptie en translatie en daarmee de celgroei te stimuleren.

Daarnaast kan de activiteit van afzonderlijke ribosomen worden verhoogd om de algehele efficiëntie van de mRNA translatie te vergroten via regulatie van translatie-initiatiefactoren, waaronder het complex van de “translational elongation initiation factor 4E” (eIF4E), dat zich bindt aan het 5′-uiteinde van mRNA’s en deze omhult. Het eiwit TOR, dat deel uitmaakt van het TORC1-complex, is een belangrijke stroomopwaartse regulator van de translatie-initiatie en van de ribosomenbiogenese. TOR is een serine/threonine kinase dat een algemene remmer van eIF4E, 4E-bindend eiwit (4E-BP) genaamd, rechtstreeks kan fosforyleren en inactiveren om de translatie-efficiëntie te bevorderen. TOR fosforyleert en activeert ook direct het ribosomale eiwit S6-kinase (S6K), dat de biogenese van ribosomen bevordert.

Om de celgroei te remmen, kan de globale snelheid van genexpressie worden verlaagd of de globale snelheid van biomoleculaire afbraak worden verhoogd door de snelheid van autofagie te verhogen. TOR remt normaal gesproken direct de functie van het autofagie inducerende kinase Atg1/ULK1. Aldus vermindert het verminderen van de TOR-activiteit zowel de globale snelheid van vertaling als verhoogt de omvang van autofagie om de celgroei te verminderen.

Celgroeiregulatie bij dieren

Vele van de signaalmoleculen die de celgroei controleren worden groeifactoren genoemd, waarvan vele signaaltransductie induceren via de PI3K/AKT/mTOR-route, die het upstream lipidenkinase PI3K en het downstream serine/threonine eiwitkinase Akt omvat, dat in staat is een ander eiwitkinase TOR te activeren, dat translatie bevordert en autofagie remt om de celgroei aan te drijven.

De beschikbaarheid van voedingsstoffen beïnvloedt de productie van groeifactoren van de Insuline/IGF-1-familie, die als hormonen in dieren circuleren om de PI3K/AKT/mTOR-route in cellen te activeren om TOR-activiteit te bevorderen, zodat wanneer dieren goed gevoed zijn, zij snel zullen groeien en wanneer zij niet in staat zijn om voldoende voedingsstoffen te ontvangen, zij hun groeisnelheid zullen verminderen.

Bovendien bevordert de beschikbaarheid van aminozuren voor individuele cellen ook rechtstreeks de TOR-activiteit, hoewel deze wijze van regulering belangrijker is in eencellige organismen dan in meercellige organismen zoals dieren, die altijd een overvloed aan aminozuren in omloop houden.

Een omstreden theorie stelt voor dat veel verschillende zoogdiercellen tijdens de celcyclus grootte-afhankelijke overgangen ondergaan. Deze overgangen worden gecontroleerd door het cycline-afhankelijke kinase Cdk1. Hoewel de eiwitten die Cdk1 controleren goed begrepen zijn, blijft hun verband met mechanismen die de celgrootte controleren onduidelijk. Een verondersteld model voor de groottecontrole bij zoogdieren situeert massa als de drijvende kracht van de celcyclus. Een cel kan niet uitgroeien tot een abnormaal grote cel, omdat bij een bepaalde celgrootte of celmassa de S-fase ingaat. De S-fase start de opeenvolging van gebeurtenissen die leiden tot mitose en cytokinese. Een cel kan niet te klein worden omdat de latere gebeurtenissen in de celcyclus, zoals S, G2 en M, worden uitgesteld totdat de massa voldoende is toegenomen om de S-fase te beginnen.

Celpopulaties

Celpopulaties maken een bepaald type exponentiële groei door dat verdubbeling of celproliferatie wordt genoemd. Elke generatie cellen moet dus twee keer zo talrijk zijn als de vorige generatie. Het aantal generaties geeft echter slechts een maximumcijfer, aangezien niet alle cellen in elke generatie overleven. Cellen kunnen zich voortplanten in het stadium van de Mitose, waarbij zij zich verdubbelen en splitsen in twee genetisch gelijke cellen.

Celgrootte

De celgrootte varieert sterk tussen organismen, waarbij sommige algen, zoals Caulerpa taxifolia, een enkele cel van enkele meters lang zijn. Plantencellen zijn veel groter dan dierlijke cellen, en protisten zoals Paramecium kunnen 330 μm lang zijn, terwijl een typische menselijke cel 10 μm kan zijn. Hoe deze cellen “beslissen” hoe groot zij moeten zijn voordat zij zich delen, is een open vraag. Het is bekend dat chemische gradiënten gedeeltelijk verantwoordelijk zijn, en er wordt verondersteld dat mechanische stressdetectie door cytoskeletstructuren een rol speelt. Voor dit onderzoek is in het algemeen een organisme nodig waarvan de celcyclus goed gekarakteriseerd is.

Yeast cell size regulation

De relatie tussen celgrootte en celdeling is uitgebreid bestudeerd bij gist. Voor sommige cellen bestaat er een mechanisme waarbij de celdeling pas in gang wordt gezet als een cel een bepaalde grootte heeft bereikt. Als de toevoer van voedingsstoffen wordt beperkt (na tijdstip t = 2 in het diagram hieronder), en de snelheid waarmee de celgrootte toeneemt wordt vertraagd, wordt de periode tussen celdelingen verlengd. Er zijn gistcelmutanten geïsoleerd die met de celdeling beginnen voordat ze een normale/reguliere grootte hebben bereikt (wee-mutanten).

Wee1-eiwit is een tyrosinekinase dat normaliter het Cdc2 celcyclusregulerend eiwit (de homoloog van CDK1 bij de mens), een cycline-afhankelijk kinase, fosforyleert op een tyrosinerest. Cdc2 zorgt voor het begin van de mitose door een groot aantal doelwitten te fosforyleren. Deze covalente wijziging van de moleculaire structuur van Cdc2 remt de enzymatische activiteit van Cdc2 en verhindert celdeling. Wee1 houdt Cdc2 inactief tijdens vroege G2 wanneer de cellen nog klein zijn. Wanneer de cellen tijdens G2 voldoende omvang hebben bereikt, verwijdert het fosfatase Cdc25 de remmende fosfatatie, en activeert zo Cdc2 om mitotisch begin mogelijk te maken. Een evenwicht tussen Wee1 en Cdc25 activiteit met veranderingen in celgrootte wordt gecoördineerd door het mitotische entry controle systeem. Het is aangetoond in Wee1 mutanten, cellen met verzwakte Wee1 activiteit, dat Cdc2 actief wordt wanneer de cel kleiner is. De mitose treedt dus op voordat de gist zijn normale grootte bereikt. Dit suggereert dat celdeling gedeeltelijk gereguleerd kan worden door verdunning van Wee1 eiwit in cellen als ze groter worden.

Koppeling van Cdr2 aan Wee1

Het eiwit kinase Cdr2 (dat Wee1 negatief reguleert) en het Cdr2-gerelateerde kinase Cdr1 (dat Wee1 direct fosforyleert en remt in vitro) zijn gelokaliseerd in een band van corticale knooppunten in het midden van interfase cellen. Na het begin van de mitose worden cytokinese factoren zoals myosine II gerekruteerd op gelijkaardige knooppunten; deze knooppunten condenseren uiteindelijk om de cytokinetische ring te vormen. Een nog niet eerder gekarakteriseerd eiwit, Blt1, bleek colokalisatie te vertonen met Cdr2 in de mediale interfase knopen. Blt1 knockout cellen hadden een grotere lengte bij deling, wat consistent is met een vertraging in mitotische start. Deze bevinding verbindt een fysische locatie, een band van corticale knooppunten, met factoren waarvan aangetoond werd dat ze rechtstreeks de mitotische start reguleren, namelijk Cdr1, Cdr2, en Blt1.

Verder experimenteren met GFP-tagged proteïnen en gemuteerde proteïnen geeft aan dat de mediale corticale knooppunten gevormd worden door de geordende, Cdr2-afhankelijke assemblage van meerdere interagerende proteïnen tijdens de interfase. Cdr2 staat aan de top van deze hiërarchie en werkt stroomopwaarts van Cdr1 en Blt1. Mitose wordt bevorderd door de negatieve regulatie van Wee1 door Cdr2. Er is ook aangetoond dat Cdr2 Wee1 rekruteert naar de mediale corticale knoop. Het mechanisme van deze rekrutering moet nog ontdekt worden. Een Cdr2 kinase mutant, die in staat is om correct te lokaliseren ondanks een verlies van functie in de fosforylering, verstoort de rekrutering van Wee1 naar de mediale cortex en vertraagt de start in mitose. Aldus lokaliseert Wee1 met zijn remmend netwerk, wat aantoont dat mitose wordt gecontroleerd door Cdr2-afhankelijke negatieve regulatie van Wee1 op de mediale corticale knooppunten.

Celpolariteitsfactoren

Celpolariteitsfactoren gepositioneerd op de celuiteinden bieden ruimtelijke aanwijzingen om de distributie van Cdr2 tot het midden van de cel te beperken. In de fission gist Schizosaccharomyces pombe (S. Pombe) delen de cellen zich op een gedefinieerde, reproduceerbare grootte tijdens mitose als gevolg van de gereguleerde activiteit van Cdk1. Het celpolariteitseiwit kinase Pom1, een lid van de dual-specificity tyrosine-fosforylatie gereguleerde kinase (DYRK) familie van kinasen, lokaliseert aan de celuiteinden. In Pom1 knockout cellen was Cdr2 niet langer beperkt tot het midden van de cel, maar werd het diffuus waargenomen doorheen de helft van de cel. Uit deze gegevens blijkt dat Pom1 remmende signalen afgeeft die Cdr2 tot het midden van de cel beperken. Verder werd aangetoond dat Pom1-afhankelijke signalen leiden tot de fosforylering van Cdr2. Pom1 knockout cellen bleken zich ook te delen op een kleinere grootte dan wild-type, wat wijst op een voortijdige start in mitose.

Pom1 vormt polaire gradiënten die pieken aan de celuiteinden, wat een direct verband aantoont tussen groottecontrole factoren en een specifieke fysieke locatie in de cel. Naarmate een cel in omvang toeneemt, groeit een gradiënt in Pom1. Wanneer cellen klein zijn, is Pom1 diffuus verspreid over het cellichaam. Naarmate de cel groter wordt, daalt de Pom1-concentratie in het midden en raakt geconcentreerd aan de celuiteinden. Kleine cellen in vroeg G2 die voldoende Pom1 bevatten in het geheel van de cel, hebben inactief Cdr2 en kunnen niet aan mitose beginnen. Het is pas wanneer de cellen groeien tot laat G2, wanneer Pom1 beperkt is tot de celuiteinden, dat Cdr2 in de mediale corticale knopen geactiveerd wordt en in staat is de inhibitie van Wee1 te starten. Deze bevinding toont aan hoe celgrootte een directe rol speelt in het reguleren van de start van mitose. In dit model fungeert Pom1 als een moleculaire link tussen celgroei en mitotische start via een Cdr2-Cdr1-Wee1-Cdk1 pathway. De Pom1 polaire gradiënt geeft met succes informatie over celgrootte en geometrie door aan het Cdk1 regulatiesysteem. Via deze gradiënt zorgt de cel ervoor dat hij een bepaalde, voldoende grootte heeft bereikt om de mitose in te gaan.

Andere experimentele systemen voor de studie van de regulering van de celgrootte

Een veelgebruikte manier om zeer grote cellen te produceren is door celfusie om syncytia te vormen. Bijvoorbeeld, zeer lange (enkele centimeters) skeletspiercellen worden gevormd door fusie van duizenden myocyten. Genetische studies van de fruitvlieg Drosophila hebben verschillende genen aan het licht gebracht die nodig zijn voor de vorming van meerkernige spiercellen door fusie van myoblasten. Sommige van de belangrijkste eiwitten zijn belangrijk voor de celadhesie tussen myocyten en andere zijn betrokken bij adhesie-afhankelijke signaaltransductie van cel tot cel die een cascade van celfusiegebeurtenissen mogelijk maakt.De toename van de grootte van plantencellen wordt bemoeilijkt door het feit dat bijna alle plantencellen zich binnenin een vaste celwand bevinden. Onder invloed van bepaalde plantenhormonen kan de celwand worden omgevormd, waardoor de celgrootte kan toenemen, wat belangrijk is voor de groei van sommige plantenweefsels.

De meeste eencellige organismen zijn microscopisch klein, maar er zijn enkele reusachtige bacteriën en protozoa die met het blote oog zichtbaar zijn. Zie: Tabel van celgroottes -Dichte populaties van een reuzenzwavelbacterie in sedimenten van het Namibische schiereiland- Grote protisten van het geslacht Chaos, nauw verwant aan het geslacht Amoebe

Bij de staafvormige bacteriën E. coli, Caulobacter crescentus en B. subtilis wordt de celgrootte geregeld door een eenvoudig mechanisme waarbij celdeling plaatsvindt nadat sinds de vorige deling een constant volume is toegevoegd. Door steeds met dezelfde hoeveelheid te groeien, convergeren cellen die kleiner of groter dan gemiddeld worden geboren op natuurlijke wijze naar een gemiddelde grootte die gelijk is aan de tijdens elke generatie toegevoegde hoeveelheid.

Celdeling

De voortplanting van cellen is aseksueel. Voor de meeste bestanddelen van de cel is de groei een gestaag, ononderbroken proces, dat slechts kort wordt onderbroken in de M-fase, wanneer de kern en vervolgens de cel zich in tweeën delen.

Het proces van celdeling, celcyclus genoemd, bestaat uit vier grote delen die fasen worden genoemd. Het eerste deel, de G1-fase, wordt gekenmerkt door de synthese van verschillende enzymen die nodig zijn voor de DNA-replicatie.Het tweede deel van de celcyclus is de S-fase, waarin de DNA-replicatie twee identieke sets chromosomen oplevert. Het derde deel is de G2-fase, waarin een aanzienlijke eiwitsynthese optreedt, waarbij vooral microtubuli worden geproduceerd die nodig zijn tijdens het delingsproces, dat mitose wordt genoemd.De vierde fase, de M-fase, bestaat uit een kerndeling (karyokinese) en een cytoplasmatische deling (cytokinese), die gepaard gaan met de vorming van een nieuw celmembraan. Dit is de fysieke deling van “moeder”- en “dochter”-cellen. De M-fase is opgesplitst in verschillende fasen, achtereenvolgens bekend als profase, prometafase, metafase, anafase en telofase, leidend tot cytokinese.

De celdeling is complexer bij eukaryoten dan bij andere organismen. Prokaryote cellen, zoals bacteriële cellen, planten zich voort door binaire deling, een proces dat DNA-replicatie, chromosoomsegregatie en cytokinese omvat. Eukaryote celdeling verloopt ofwel via mitose ofwel via een complexer proces dat meiose wordt genoemd. Mitose en meiose worden soms de twee “kerndelings”-processen genoemd. De binaire splijting is vergelijkbaar met de eukaryote celdeling die mitose inhoudt. Beide leiden tot de productie van twee dochtercellen met hetzelfde aantal chromosomen als de oudercel. Meiose wordt gebruikt voor een speciaal celvermeerderingsproces van diploïde organismen. Hierbij worden vier speciale dochtercellen (geslachtscellen) geproduceerd die de helft van de normale hoeveelheid DNA in de cel hebben. Een mannelijke en een vrouwelijke gameet kunnen zich dan combineren tot een zygote, een cel die weer de normale hoeveelheid chromosomen heeft.

De rest van dit artikel is een vergelijking van de belangrijkste kenmerken van de drie typen van celvoortplanting waarbij ofwel binaire splitsing, mitose, of meiose wordt toegepast. Onderstaand schema geeft de overeenkomsten en verschillen van deze drie typen van celreproductie weer.

Vergelijking van de drie typen van celdeling

De DNA-inhoud van een cel wordt aan het begin van het celreproductieproces gedupliceerd. Vóór de DNA-replicatie kan de DNA-inhoud van een cel worden voorgesteld als de hoeveelheid Z (de cel heeft Z chromosomen). Na het DNA-replicatieproces is de hoeveelheid DNA in de cel 2Z (vermenigvuldiging: 2 x Z = 2Z). Bij de binaire splijting en de mitose wordt de verdubbelde DNA-inhoud van de zich voortplantende oudercel gescheiden in twee gelijke helften, die bestemd zijn om in de twee dochtercellen terecht te komen. Het laatste deel van het celreproductieproces is celdeling, waarbij dochtercellen zich fysiek van een oudercel afscheiden. Tijdens de meiose zijn er twee celdelingsstappen die samen de vier dochtercellen opleveren.

Na de voltooiing van de binaire splijting of de celdeling met mitose heeft elke dochtercel dezelfde hoeveelheid DNA (Z) als wat de oudercel had voordat hij zijn DNA repliceerde. Deze twee vormen van celvermeerdering leveren twee dochtercellen op die hetzelfde aantal chromosomen hebben als de oudercel. Chromosomen verdubbelen zich voorafgaand aan de celdeling bij de vorming van nieuwe huidcellen voor de voortplanting. Na meiotische celdeling hebben de vier dochtercellen de helft van het aantal chromosomen dat de oudercel oorspronkelijk had. Dit is de haploïde hoeveelheid DNA, vaak gesymboliseerd als N. Meiose wordt door diploïde organismen gebruikt om haploïde gameten te produceren. In een diploïd organisme zoals het menselijk organisme, hebben de meeste lichaamscellen de diploïde hoeveelheid DNA, 2N. Met deze notatie voor het tellen van chromosomen zeggen we dat menselijke somatische cellen 46 chromosomen hebben (2N = 46), terwijl menselijk sperma en eicellen 23 chromosomen hebben (N = 23). Mensen hebben 23 verschillende soorten chromosomen, de 22 autosomen en de speciale categorie van geslachtschromosomen. Er zijn twee verschillende geslachtschromosomen, het X-chromosoom en het Y-chromosoom. Een diploïde menselijke cel heeft 23 chromosomen van de vader van die persoon en 23 van de moeder. Dat wil zeggen dat uw lichaam twee kopieën heeft van het menselijke chromosoom nummer 2, één van elk van uw ouders.

Onmiddellijk na de DNA-replicatie zal een menselijke cel 46 “dubbele chromosomen” hebben. In elk dubbelchromosoom bevinden zich twee kopieën van het DNA-molecuul van dat chromosoom. Tijdens de mitose worden de dubbele chromosomen gesplitst om 92 “enkele chromosomen” te produceren, waarvan de helft in elke dochtercel terechtkomt. Tijdens de meiose zijn er twee chromosoomscheidingsstappen die ervoor zorgen dat elk van de vier dochtercellen één exemplaar van elk van de 23 chromosoomtypen krijgt.

Seksuele voortplanting

Hoewel celreproductie die mitose gebruikt eukaryote cellen kan reproduceren, storen eukaryoten zich aan het meer gecompliceerde proces van meiose omdat seksuele reproductie zoals meiose een selectief voordeel oplevert. Merk op dat wanneer de meiose begint, de twee kopieën van de zusterchromatiden nummer 2 naast elkaar liggen. Gedurende deze tijd kunnen er genetische recombinatiegebeurtenissen plaatsvinden. Informatie van het chromosoom 2 DNA, verkregen van de ene ouder (rood), zal overgaan op het chromosoom 2 DNA-molecuul dat van de andere ouder is ontvangen (groen). Merk op dat in mitose de twee kopieën van chromosoom nummer 2 niet op elkaar inwerken. Recombinatie van genetische informatie tussen homologe chromosomen tijdens de meiose is een proces om DNA-beschadigingen te herstellen. Dit proces kan ook nieuwe combinaties van genen opleveren, waarvan sommige adaptief gunstig kunnen zijn en het verloop van de evolutie kunnen beïnvloeden. Bij organismen met meer dan één stel chromosomen in de belangrijkste fase van de levenscyclus kan seks echter ook een voordeel opleveren, omdat het bij willekeurige paring homozygoten en heterozygoten oplevert volgens de Hardy-Weinberg-verhouding.

Stoornissen

Een reeks groeistoornissen kan zich op cellulair niveau voordoen en deze liggen dan ook ten grondslag aan een groot deel van het verdere verloop van kanker, waarbij een groep cellen een ongecontroleerde groei en deling vertoont die de normale grenzen overschrijdt, invasie (binnendringen in en vernietigen van aangrenzende weefsels), en soms metastasering (verspreiding naar andere plaatsen in het lichaam via lymfe of bloed). Verschillende belangrijke determinanten van celgroei, zoals ploïdie en de regulering van het celmetabolisme, zijn vaak verstoord in tumoren. Daarom is heterogene celgroei en pleomorfie een van de eerste kenmerken van kankerprogressie. Ondanks de prevalentie van pleomorfisme in de menselijke pathologie, is de rol ervan in de ziekteprogressie onduidelijk. In epitheliale weefsels kan pleomorfisme in celgrootte verpakkingsgebreken induceren en afwijkende cellen dispergeren. Maar het gevolg van atypische celgroei in andere dierlijke weefsels is onbekend.

Meetmethoden

De celgroei kan worden gedetecteerd door een verscheidenheid van methoden.De celgrootte groei kan worden gevisualiseerd door microscopie, met behulp van geschikte vlekken. Maar de toename van het aantal cellen is meestal significanter. Dit kan worden gemeten door handmatige telling van cellen onder microscopie-observatie, met behulp van de kleurstofuitsluitingsmethode (d.w.z. trypanblauw) om alleen levensvatbare cellen te tellen. Minder omslachtige, schaalbare methoden zijn onder meer het gebruik van cytometers, terwijl flowcytometrie het mogelijk maakt celtellingen (“events”) te combineren met andere specifieke parameters: met fluorescente probes voor membranen, cytoplasma of kernen kan onderscheid worden gemaakt tussen dode/levensvatbare cellen, celtypes, celdifferentiatie, expressie van een biomarker zoals Ki67.

Naast het toenemend aantal cellen, kan men de groei van de metabolische activiteit beoordelen, dat wil zeggen, de CFDA en calceïne-AM meten (fluorimetrisch) niet alleen de membraanfunctionaliteit (kleurstof retentie), maar ook de functionaliteit van cytoplasmatische enzymen (esterasen). De MTT-assays (colorimetrisch) en de resazurine-assay (fluorimetrisch) doseren het mitochondriale redoxpotentiaal.

Al deze assays kunnen goed correleren, of niet, afhankelijk van de celgroeicondities en de gewenste aspecten (activiteit, proliferatie). De taak is nog gecompliceerder met populaties van verschillende cellen, bovendien bij het combineren van celgroei interferenties of toxiciteit.

Zie ook

• Bacteriële groei
• Binaire splijting
• Celcyclus
• Kloon (genetica)
• Ontwikkelingsbiologie
• Meiosis
• Mitosis
• Pleomorfisme
• Stamcel

Books

• Morgan, David O. (2007). De celcyclus: principes van controle. Londen: Sunderland, Mass. ISBN 978-0-9539181-2-6.

• Een vergelijking van generatie- en exponentiële modellen van celpopulatiegroei
• Lokale groei in een array van schijven Wolfram Demonstrations Project.

Afbeelding resultaat voor celgroei

Celgroei (of interfase) is steno voor het idee van “groei in celpopulaties” door middel van celreproductie. Het is het stadium waarin de cellen zich voorbereiden op de volgende deling, biochemische activiteiten en reacties plaatsvinden, maar in dit stadium zijn nog geen duidelijke veranderingen te zien.