- Zellteilung \(Mitose\)
- Zellteilung (Mitose)Die Zellen des menschlichen Körpers sind einem ständigen Erneuerungsprozess unterworfen. Während manche Zellen absterben, teilen sich andere, sodass neue Zellen entstehen. Die Zellteilung ist u. a. Voraussetzung für das Wachstum des Organismus und für die Regeneration von Gewebe (z. B. nach einer Verletzung). Es gibt zwei verschiedene Formen der Zellteilung, die Mitose und die Meiose. Bei der Mitose teilt sich eine Zelle in zwei identische Tochterzellen mit jeweils vollständigem Chromosomensatz (46 Chromosomen).Die Zellteilung ist ein äußerst komplizierter Vorgang, denn schließlich müssen die in den Chromosomen der Mutterzelle enthaltenen Erbinformationen zunächst verdoppelt werden (DNA-Replikation), damit zwei erbgleiche Tochterzellen entstehen. Die DNA besteht aus zwei Strängen, die durch Basen (Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin) miteinander verbunden sind. Adenin ist immer mit Thymin und Guanin mit Cytosin gepaart. Diese zwei Stränge müssen für die Replikation zunächst voneinander gelöst werden. Dafür ist ein Enzym namens DNA-Helikase zuständig, das die Bindung zwischen den Basen aufbricht. So entstehen zwei DNA-Stränge mit ungepaarten Basen. Im Anschluss daran lagern sich unter Einwirkung eines Enzyms namens DNA-Polymerase an die verbleibenden Basen der einzelnen Stränge jeweils die dazugehörigen (komplementären) Basen an, sodass letztlich zwei DNA-Doppelstränge entstehen. Dies alles geschieht noch vor der eigentlichen Mitose, in der Interphase. Die beiden Zentralkörperchen der Zelle (Zentriolen), die aus jeweils neun Röhrchen (Mikrotubuli) bestehen - gebildet aus dem Eiweiß Tubulin -, werden ebenfalls in dieser Phase verdoppelt.Die eigentliche Mitose, die Teilung der Zelle, gliedert sich in vier Stadien, die als Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase bezeichnet werden.In der Prophase ziehen sich die DNA-Stränge spiralförmig zusammen (Kondensierung). Die jeweils identischen Stränge sind miteinander verbunden, sie bilden ein doppeltes Chromosom. Die Stelle, an der die Stränge aneinander geheftet sind und die unter dem Mikroskop als Einschnürung zu erkennen ist, heißt Zentromer. Die einzelnen Schenkel des Chromosoms, die das vollständige Erbgut tragen, werden als Chromatiden bezeichnet. Durch die Kondensierung können die normalerweise mit dem Lichtmikroskop nicht zu erkennenden DNA-»Fäden« mikroskopisch untersucht werden. Außerdem kommt es während der Prophase zur Auflösung der Nukleoli, der Kernkörperchen, und die Proteinbiosynthese wird fast vollständig gestoppt. Jeweils zwei Zentriolen wandern zu gegenüberliegenden Polen der Zelle, wobei zwischen ihnen der aus Mikrotubuli bestehende Spindelapparat wächst, der eine große Rolle bei der Teilung der Zelle spielt.In der Metaphase löst sich die den Zellkern umschließende Membran auf und setzt so die Chromosomen ins Zytoplasma frei. Anstatt sich jetzt aber über die Zelle zu verteilen, ordnen sie sich in der Äquatorialebene in der Mitte der Zelle zwischen den zu den Zellpolen gewanderten Zentriolen an. Der Spindelapparat ist nun vollständig ausgebildet; seine Mikrotubuli ziehen sowohl zu den Zentromeren der Chromosomen als auch von Zentriol zu Zentriol. In der nun folgenden Anaphase teilen sich die Zentromere der Chromosomen, sodass es zur Trennung der bislang zusammengehefteten Chromatiden kommt. Die Mikrotubuli des Spindelapparats, die an das Zentromer angeheftet waren, ziehen nun die Chromatiden zu den Zellpolen - die Chromatiden eines (Doppel-)Chromosoms wandern jeweils zu entgegengesetzten Polen der Zelle. Die Mikrotubuli des Spindelapparats, die sich von einem Zentriolenpaar zum anderen ziehen, stützen die Zentriolen, damit sie bei diesem Vorgang nicht in die Zelle hineingezogen werden. Die Zellorganellen wandern zu den Polen der Zelle - in der Äquatorialebene befindet sich jetzt fast nur noch Zellflüssigkeit (Zytoplasma).Im letzten Stadium der Mitose, der Telophase, bilden sich um die Chromatiden, die auf die einzelnen Zellpole verteilt sind, neue Kernmembranen. Auch die Kernkörperchen, die Nukleoli, erscheinen wieder. Der Spindelapparat bildet sich ebenfalls zurück. In der Äquatorialebene schnürt sich die Mutterzelle ein, sodass nun zwei Zellen entstehen. Schließlich entspiralisieren sich die Chromatiden der neu entstandenen Zellen, sodass sie wieder als feine Chromosomenfäden im Kern vorliegen, die unter dem Lichtmikroskop nicht mehr zu erkennen sind. Damit ist die Zellteilung beendet - zwei Zellen mit identischen Erbanlagen sind aus der Mutterzelle entstanden. Nun können die Zellen wieder ihren Aufgaben nachkommen - die Proteinbiosynthese wird erneut gestartet. Besonders lange dauert die Mitose nicht - innerhalb weniger Stunden ist sie abgeschlossen.Siehe dazu auch: Zellteilung (Meiose)
Universal-Lexikon. 2012.
