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Mitose in a Lymphomzelle

Schematische Darstellung der Zellteilung; II bis VII bilden die Mitose - I: Interphase; II: Prophase; III: Prometaphase; IV: Metaphase; V und VI: Anaphase; VII: Telophase; VIII: Zytokinese

Schematische Darstellung von Mitose und Zellteilung Cel

Schematische Darstellung zweier Chromatiden mit Spindeln

Das Mitose oder Nuklearabteilung ist der Prozess, bei dem die Chromosomenpaare paarweise trennen. Dies ist ein Teil der Zellzyklus.

Im Kern von a Eukaryoten Zelle, die Chromosomen mit dem Erbgut und die Kernkörper (Nukleolen) eingebettet in eine körnige Masse, das Kernplasma. Der Kern ist von einer Doppelmembran, der Kernmembran, umgeben.

Ein Kern kann nicht einfach in zwei Teile geteilt werden. Die Chromosomen müssen unverändert weitergegeben werden von Mutterzelle zu Tochterzelle. Die Chromosomen, die (fast) alle Erbinformationen enthalten, werden daher verdoppelt oder kopiert und dann auf beide Zellen verteilt. Diese Erbinformation ist wichtig für die Regulation (fast) aller biologischen Aktivitäten in der Zelle und damit wichtig für die Entwicklung und Funktion der Zelle. Die Verdoppelung der Chromosomen erfolgt während der S-Phase des Zellzyklus und ist nicht Teil der Mitose (der M-Phase).

Ein Teil der Erbinformationen befindet sich nicht im Zellkern, sondern im Mitochondrien (es mitochondriale DNA) und in jedem Geschenk Plastiden (es Chloroplasten-DNA). Diese Organellen durchlaufen keine Mitose, sondern vermehren sich um binäre Division und Knospung. Dann teilen sie sich unter den Tochterzellen auf.

Die verschiedenen Phasen

Prophase

Nach der Interphase, in der das Erbgut verdoppelt wird, folgt die erste Phase der Mitose: die prophase oder Vorbereitungsphase. Die Prophase zeichnet sich aus durch:

• Bildung der Spindelfigur
• Verschwinden der Kernmembran
• Spiralisierung und Anheftung der Chromosomen.

In eukaryotischen Zellen, direkt außerhalb der Kernmembran, Zentrosom, ein Bereich, in dem in tierischen Zellen die beiden Zentriolen Lüge. Die Zentrosomen verdoppeln sich in der frühen Prophase und bewegen sich dann jeweils langsam auf eine Seite des Kerns. Nach und nach entwickelt sich aus jedem der Zentrosomen eine Fadenstruktur. Diese Drähte bestehen aus Mikrotubuli (lateinisch: Röhrchen, Röhrchen). Mehrere parallele Mikrotubuli bilden zusammen Bündel, Spulenfäden die groß genug sind, um mit dem Lichtmikroskop zu sehen. Die Mikrotubuli bestehen aus dem Protein Tubulin. Es gibt drei Arten von Mikrotubuli: die astralen, kinetochoren und interpolaren Mikrotubuli. Wenn die Zentrosomen mit den Zentriolen jeweils auf einer Seite des Zellkerns, den sogenannten Polen der Zelle, ankommen, bildet sich ein Drahtgeflecht, das den gesamten Zellkern umspannt. Das wird sein Spulenfigur erwähnt. Die Spindelfigur wird zu Beginn der Metaphase fertiggestellt.

Gegen Ende der Prophase beginnen sich die verdoppelten Chromosomen, die immer noch durch die Zelle gekreuzt und verdreht sind, aufzurollen (spiralisieren). Durch die Verkürzung der Chromosomen werden diese dicker und mit einem guten Lichtmikroskop erkennt man, dass jedes Chromosom aus zwei identischen Teilen besteht, den Chromatiden. Nach dem Spiralisieren sind die Chromatiden kurz und dick genug, um die beiden zu kreuzen Tochterzellen geteilt werden, ohne zu brechen. Die Chromatiden sind in einem Bereich aneinander gebunden Zentromer wird genannt. Jedes der Chromatiden ist an den Gewinden der Spindel befestigt. Diese Drähte werden Kabel ziehen erwähnt. Die Spannung der Zugdrähte auf beiden Seiten der Chromatiden bewegt die Chromosomen in Richtung Zellmitte. Eine zweite Art von Fäden der Spulenfigur heißt Stützdrähte Diese sind nicht an den Chromatiden befestigt, sondern erstrecken sich von Centrosom zu Centrosom.

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  Zelle in Prophase

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  Zelle in Prometaphase

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  Zelle in Metaphase

Prometaphase

Während der Prometaphase bricht die Kernmembran auf. Die Spindelmikrotubuli können nun in den Zellkern eindringen und mit den Chromosomen interagieren. Die Chromosomen sind in der Prometaphase vollständig gewickelt. Auf beiden Chromatiden jedes Chromosoms entsteht am Zentromer (eine Verengung im Chromosom) eine Proteinstruktur (das Kinetochor). Einige Spindelmikrotubuli heften sich an die Kinetochore: die "Kinetochore-Mikrotubuli". Dies wird von ruckartigen Bewegungen der Chromosomen begleitet. Die anderen Mikrotubuli wirken auf die gegenüberliegenden Mikrotubuli der Spindel, wodurch sich die Zelle verlängert.

Metaphase

Während der Metaphase die Zentrosomen, aus denen die Spindelfigur besteht, sind vollständig an die Enden (Pole) der Zelle gewandert. Die Zentromere jedes der Chromosomen sind in einer Ebene im Zentrum der Zelle angeordnet, in der sogenannten Äquatorebene (Metaphasenplatte). Die Kinetochor-Mikrotubuli heften sich an das Kinetochor jedes Chromatids. Die Metaphase ist die Phase, in der die Chromosomen am deutlichsten untersucht werden können, diese Chromosomen werden genannt Metaphase-Chromosomen.

Anaphase

Die entscheidende Phase der Mitose, die nur wenige Minuten dauert, ist die Anaphase. Die Verbindungen zwischen den Chromatiden (auf der Ebene der Zentromere) freigesetzt und die Schwesterchromatiden (jetzt Chromosomen) bewegen sich jeweils in entgegengesetzte Richtungen zu den Polen, während die Spindeln sie zu den Polen ziehen. Dies geschieht, weil sich die Zugdrähte verkürzen. Da die Mikrotubuli an den Zentromeren befestigt sind, werden die Zentromere vor den Armen herausgezogen, so dass die Chromosomen in diesem Stadium V-förmig sind. Anaphase endet, wenn jeder Chromosomensatz sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 . bewegt ich/Mindest, ist an seiner Stange angekommen. Hier werden die neuen Kerne gebildet. Auf welchen Pol sich die Chromatiden bewegen, ist beliebig.

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  Zelle in Anaphase

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  Zelle in Telophase

Telophase

Während der Telophase die Chromatiden verzweifeln und werden wieder zu langen dünnen Fäden (Chromatin), die mit dem Lichtmikroskop nicht zu unterscheiden sind. Das Nukleolen wieder erscheinen. Die Chromatiden werden wieder in eine Kernhülle verpackt und die Bildung von zwei vollständigen Kernen ist dann abgeschlossen. Alle verbleibenden Spindelmikrotubuli depolymerisieren. Nach Beendigung der Telophase sind das Ergebnis zwei neue Kerne. Damit ist die Mitose beendet.

Zytokinese

Es Zytoplasma und Organellen sein während der Zytokinese gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen verteilt. Die Zytokinese überlappt mit der Telophase, so dass sich die Zellen nach der Verengung voneinander lösen und sofort neue separate Zellen mit jeweils eigenen gebildet werden Zellmembran.

Dauer der verschiedenen Phasen

Die Dauer der verschiedenen Phasen hängt vom Zelltyp und vom Organismus ab. Im Durchschnitt findet in einer Zellkultur die Zellteilung in Zellen von Säugetiere 12 bis 24 Stunden.

Beispiele für verschiedene Organismen (Dauer in Stunden):

Faktoren, die die Mitose beeinflussen

Colchicin ist ein sogenannter Mitosehemmer, a antimitotisch, das den Übergang von der Metaphase in die Anaphase während der Zellteilung verhindert, wodurch die Spindelbildung blockiert und das Auseinanderziehen der Chromosomen verhindert wird. Aufgrund der Behandlung mit Colchicin, insbesondere in der Vergangenheit, tetraploid Pflanzen entwickelt. Zum Beispiel tetraploid mehrjähriges Weidelgras (Loliumbirne), die zur Aussaat verwendet wird Wiese. Andere Antimitotika sind Softenon, Teratogen und Taxol. Mitose sind Stoffe, die die Mitose fördern. Beispiele sind das Wachstumshormon in der Hypophyse und das Schilddrüsenhormon Thyroxin. Dies sind alles chemische Faktoren, die die Mitose beeinflussen. Natürlich gibt es auch physikalische Faktoren. Dies sind Licht (Mitose bei Pflanzen ist jahreszeitlich bedingt), Temperatur (Minimum - Optimum - Maximum) und Strahlung (Röntgen- und Gammastrahlen können die sich teilende Zelle abtöten (Apoptose) oder Missbildungen, die zu Krebs führen können).

Komplexe Form der Mitose

Ascomyceten haben eine komplexe Form der Mitose.

bei vielen Ascomyceten keine sexuellen Stadien existieren oder sind überhaupt nicht bekannt. Nun, es wird geben Parasexualität vor dem. Parasexualität ist ein Phänomen, bei dem ohne tatsächliche sexuelle Ereignisse die Verschmelzung zweier Zellkerne zu einer Verdoppelung der Chromosomenzahl führt. Dann findet eine komplexe Form der Mitose statt, bei der es zu einem überqueren, ein Austausch von genetischem Material zwischen zwei übereinstimmenden Chromosomen. (Umgekehrt kommt es bei Formen der sexuellen Fortpflanzung zu einer Überkreuzung nur während der als Meiose bezeichneten Kernteilung). Haploidisierung wieder zwei Zellkerne mit eigener Chromosomenreihe, die sich aber nun genetisch von den beiden Ausgangskernen unterscheiden.

Siehe auch

• Meiose
• Mitosporen

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