Mitose
Die Mitose ist Teil des Zyklus der Zellteilung. Die Chromosomen einer Zelle werden kopiert, um zwei identische Chromosomensätze zu bilden, und der Zellkern teilt sich in zwei identische Kerne.
Vor der Mitose erzeugt die Zelle einen identischen Satz ihrer eigenen genetischen Information - dies wird als Replikation bezeichnet. Die genetische Information befindet sich in der DNA der Chromosomen. Zu Beginn der Mitose wickeln sich die Chromosomen auf und werden mit einem Lichtmikroskop sichtbar. Die Chromosomen sind nun zwei Chromatiden, die am Zentromer verbunden sind. Da die beiden Chromatiden miteinander identisch sind, werden sie Schwesterchromatiden genannt.
Mitose tritt bei allen Arten von sich teilenden Zellen im menschlichen Körper auf, außer bei Spermien und Eizellen. Die Spermien und Eizellen sind Keimzellen oder Geschlechtszellen. Die Keimzellen werden durch eine andere Teilungsmethode namens Meiose erzeugt.
Phasen der Mitose
Es gibt fünf Phasen der Mitose. In jeder Phase wird beschrieben, welche Art von Veränderung die Zelle durchläuft. Die Phasen sind Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Prophase
Während der Prophase kondensieren die Chromosomen im Zellkern. Paare von Zentriolen bewegen sich zu gegenüberliegenden Seiten des Zellkerns. Die Spindelfasern beginnen, eine Brücke zwischen den Enden der Zelle zu bilden.
Prometaphase
Während der Prometaphase bricht die Kernhülle um die Chromosomen zusammen. Nun gibt es keinen Kern mehr und die Schwesterchromatiden sind frei. An jedem Zentromer bildet sich ein Protein namens Kinetochor. Lange dünne Proteine erstrecken sich über die gegenüberliegenden Pole der Zelle und heften sich an jeden Kinetochor.
Metaphase
Während der Metaphase wird das Chromatidenpaar durch Schieben und Ziehen der anhängenden kinetochoren Mikrotubuli ausgerichtet, ähnlich wie bei einem "Tauziehen". Die beiden Schwesterchromatiden bleiben am Zentromer aneinander befestigt. Die Chromosomen reihen sich auf dem Äquator oder der Mittellinie der Zelle auf und werden für die Teilung vorbereitet. Dies ist die längste Phase der Mitose.
Anaphase
Während der Anaphase spalten sich die Schwesterchromatiden auseinander und bewegen sich vom Äquator der Zelle (Metaphasenplatte) zu den Polen der Zelle. Der Kinetochor ist an das Zentromer gebunden. Die Mikrotubuli halten sich am Kinetochor fest und verkürzen sich in der Länge. Eine andere Gruppe von Mikrotubuli, die nicht-kinetochoren Mikrotubuli, bewirken das Gegenteil. Die Mikrotubuli werden länger. Die Zelle beginnt sich zu strecken, wenn die gegenüberliegenden Enden auseinander geschoben werden.
Telophase
Die Telophase ist das Endstadium der Mitose: Die Zelle selbst ist bereit, sich zu teilen. An jedem Pol der Zelle befindet sich nun ein Chromosomensatz. Jeder Chromosomensatz ist identisch. Die Spinnfasern beginnen zu verschwinden, und um jeden Chromosomensatz bildet sich eine Kernmembran. In jedem neuen Kern erscheint auch ein Nukleolus, und die einzelsträngigen Chromosomen wickeln sich zu unsichtbaren Chromatinsträngen ab.
Ein kurzes Diagramm der Mitose
Frühe Prometaphase: Die Kernhülle ist weg, die Mikrotubuli interagieren mit den Kinetochoren auf den Chromosomen
Metaphase: Die Zentrosomen haben sich an die Pole der Zelle bewegt und die mitotische Spindel etabliert. Die Chromosomen haben sich an der Metaphasenplatte
Anaphase: Verlängerte nicht-kinetochore Mikrotubuli drücken die beiden Chromosomensätze weiter auseinander
Telophase: Umkehrung von Prophasen- und Prometaphasen-Ereignissen
Phasen der Mitose
Es gibt fünf Phasen der Mitose. In jeder Phase wird beschrieben, welche Art von Veränderung die Zelle durchläuft. Die Phasen sind Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Prophase
Während der Prophase kondensiert Chromatin (aufgewickelte DNA) im Zellkern zu Chromosomen (gebündelte DNA). Paare von Zentriolen bewegen sich zu gegenüberliegenden Seiten des Zellkerns. Die Spindelfasern beginnen, eine Brücke zwischen den Enden der Zelle zu bilden.
Prometaphase
Während der Prometaphase bricht die Kernhülle um die Chromosomen zusammen. Nun gibt es keinen Kern mehr und die Schwesterchromatiden sind frei. An jedem Zentromer bildet sich ein Protein namens Kinetochor. Lange dünne Proteine erstrecken sich über die gegenüberliegenden Pole der Zelle und heften sich an jeden Kinetochor.
Metaphase
Während der Metaphase wird das Chromatidenpaar durch Schieben und Ziehen der anhängenden kinetochoren Mikrotubuli ausgerichtet, ähnlich wie bei einem "Tauziehen". Die beiden Schwesterchromatiden bleiben am Zentromer aneinander befestigt. Die Chromosomen reihen sich auf dem Äquator oder der Mittellinie der Zelle auf und werden für die Teilung vorbereitet. Dies ist die längste Phase der Mitose.
Anaphase
Während der Anaphase spalten sich die Schwesterchromatiden auseinander und bewegen sich vom Äquator der Zelle (Metaphasenplatte) zu den Polen der Zelle. Der Kinetochor ist an das Zentromer gebunden. Die Mikrotubuli halten sich am Kinetochor fest und verkürzen sich in der Länge. Eine andere Gruppe von Mikrotubuli, die nicht-kinetochoren Mikrotubuli, bewirken das Gegenteil. Die Mikrotubuli werden länger. Die Zelle beginnt sich zu strecken, wenn die gegenüberliegenden Enden auseinander geschoben werden.
Telophase
Die Telophase ist das Endstadium der Mitose: Die Zelle selbst ist bereit, sich zu teilen. An jedem Pol der Zelle befindet sich nun ein Chromosomensatz. Jeder Chromosomensatz ist identisch. Die Spinnfasern beginnen zu verschwinden, und um jeden Chromosomensatz bildet sich eine Kernmembran. In jedem neuen Kern erscheint auch ein Nukleolus, und die einzelsträngigen Chromosomen wickeln sich zu unsichtbaren Chromatinsträngen ab.
Telophase: Umkehrung von Prophasen- und Prometaphasen-Ereignissen
Anaphase: Verlängerte nicht-kinetochore Mikrotubuli drücken die beiden Chromosomensätze weiter auseinander
Ein kurzes Diagramm der Mitose
Frühe Prometaphase: Die Kernhülle ist weg, die Mikrotubuli interagieren mit den Kinetochoren auf den Chromosomen
Metaphase: Die Zentrosomen haben sich an die Pole der Zelle bewegt und die mitotische Spindel etabliert. Die Chromosomen haben sich an der Metaphasenplatte
Zytokinese
Auch wenn die Zytokinese für die Zellteilung sehr wichtig ist, wird sie nicht als Stadium der Mitose betrachtet. Während der Zytokinese teilt sich die Zelle physisch. Dies geschieht unmittelbar nach der Anaphase und während der Telophase. Die Spaltfurche, d.h. die durch den Proteinring verursachte Quetschung, drückt sich vollständig ab und verschließt die Zelle.
Die Zelle hat sich nun erfolgreich selbst reproduziert. Nach der Zytokinese geht die Zelle zurück in die Interphase, wo der Zyklus wiederholt wird. Würde bei einer Zelle, die keine Mitose durchlaufen hat, eine Zytokinese auftreten, dann wären die Tochterzellen anders oder würden nicht richtig funktionieren. Die eine hätte immer noch den Zellkern und der anderen würde ein Zellkern fehlen. Die Zytokinese ist sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzenzellen unterschiedlich. Bei Pflanzenzellen teilt sie sich nicht in zwei Hälften, sondern bildet eine Zellplatte. Dies ist eine Zellwand, die sich zwischen den beiden Kernen bildet, nachdem sie sich getrennt haben. Dies muss geschehen, weil die Zellen eine starre Form haben und für ihre Funktion vollständig von der Zellwand bedeckt sein müssen.
Zytokinese
Auch wenn die Zytokinese für die Zellteilung sehr wichtig ist, wird sie nicht als Stadium der Mitose betrachtet. Während der Zytokinese teilt sich die Zelle physisch. Dies geschieht unmittelbar nach der Anaphase und während der Telophase. Die Spaltfurche, d.h. die durch den Proteinring verursachte Quetschung, drückt sich vollständig ab und verschließt die Zelle.
Die Zelle hat sich nun erfolgreich selbst reproduziert. Nach der Zytokinese geht die Zelle zurück in die Interphase, wo der Zyklus wiederholt wird. Würde bei einer Zelle, die keine Mitose durchlaufen hat, eine Zytokinese auftreten, dann wären die Tochterzellen anders oder würden nicht richtig funktionieren. Die eine hätte immer noch den Zellkern und der anderen würde ein Zellkern fehlen. Die Zytokinese ist sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzenzellen unterschiedlich. Bei Pflanzenzellen teilt sie sich nicht in zwei Hälften, sondern bildet eine Zellplatte. Das ist eine Zellwand, die sich zwischen den beiden Kernen bildet, nachdem sie sich getrennt haben. Dies muss geschehen, weil die Zellen eine starre Form haben und für ihre Funktion vollständig von der Zellwand bedeckt sein müssen.
Fragen und Antworten
F: Was ist Mitose?
A: Mitose ist ein Teil des Zellteilungszyklus, bei dem Chromosomen kopiert werden, um zwei identische Chromosomensätze zu bilden, und der Zellkern sich in zwei identische Kerne teilt.
F: Was geschieht vor der Mitose?
A: Vor der Mitose erstellt die Zelle einen identischen Satz ihrer eigenen genetischen Informationen - dies wird Replikation genannt. Die genetische Information befindet sich in der DNA der Chromosomen.
F: Wie können wir die Mitose beobachten?
A: Zu Beginn der Mitose winden sich die Chromosomen auf und werden mit einem Lichtmikroskop sichtbar. Die Chromosomen bestehen nun aus zwei Chromatiden, die am Zentromer miteinander verbunden sind. Da die beiden Chromatiden miteinander identisch sind, werden sie Schwesterchromatiden genannt.
F: Bei welcher Art von Zellen findet die Mitose statt?
A: Die Mitose findet in allen Arten von sich teilenden Zellen im menschlichen Körper statt, außer bei Spermien und Eizellen (Gameten oder Geschlechtszellen).
F: Welcher Prozess findet stattdessen bei Geschlechtszellen statt?
A: Bei Gameten (Spermien und Eizellen) findet stattdessen eine andere Teilungsmethode statt, die Meiose.
F: Wie nennt man eine identische Gruppe, die von einer Zelle vor der Mitose gebildet wird?
A: Eine identische Menge, die von einer Zelle vor der Mitose erzeugt wird, nennt man Replikation.
F: Wie bezeichnet man zwei Chromatiden, die während der Mitose identisch sind?
A: Zwei Chromatiden, die während der Mitose miteinander identisch sind, werden als Schwesterchromatiden bezeichnet.
