Grundlagen der Mitose und des Zellzyklus

Was ist (und was nicht) Mitose?

Die Mitose ist die Kernteilung, gefolgt von der Zytokinese, und erzeugt zwei identische Tochterzellen. Die Phasen der Mitose sind Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Die Interphase wird oft in Diskussionen über die Mitose einbezogen, ist aber technisch gesehen kein Teil der Mitose, sondern umfasst die Phasen G1, S und G2 des Zellzyklus.

Interphase

Die Zelle ist mit Stoffwechselaktivitäten beschäftigt, um sich auf die Mitose vorzubereiten (die vier Phasen, die zur Kernteilung führen). Chromosomen sind im Kern nicht klar erkennbar, obwohl ein dunkler Fleck, der Nukleolus, zu sehen ist. Die Zelle kann ein Paar Zentriolen (oder Mikrotubuli-organisierende Zentren bei Pflanzen) enthalten, die die Mikrotubuli organisieren.

Prophase

Das Chromatin im Zellkern beginnt zu kondensieren und wird im Lichtmikroskop als Chromosomen sichtbar. Der Nukleolus verschwindet. Zentriolen beginnen sich zu den entgegengesetzten Polen der Zelle zu bewegen, und Fasern erstrecken sich von den Zentrosomen. Einige Fasern durchqueren die Zelle und bilden die mitotische Spindel.

Prometaphase

Die Kernmembran löst sich auf, was den Beginn der Prometaphase markiert. Proteine heften sich an die Zentromere und schaffen Haftstellen. Mikrotubuli binden an die Kinetochoren und die Chromosomen beginnen sich zu bewegen.

Metaphase

Spindelfasern richten die Chromosomen entlang der Mitte des Zellkerns aus. Diese Linie wird als Metaphaseplatte bezeichnet. Diese Organisation stellt sicher, dass bei der Trennung der Chromosomen in der nächsten Phase jede neue Tochterzelle eine Kopie jedes Chromosoms erhält.

Anaphase

Die Chromosomenpaare trennen sich an den Kinetochoren und wandern zu den gegenüberliegenden Seiten der Zelle. Die Bewegung ist das Ergebnis einer Kombination aus Kinetochor-Bewegung entlang der Spindelmikrotubuli und der physikalischen Wechselwirkung zwischen polaren Mikrotubuli.

Telophase

Die Chromatiden erreichen die entgegengesetzten Pole der Zelle, und neue Membranen bilden sich um die Tochterkerne. Die Chromosomen entspiralisieren sich und sind unter dem Mikroskop nicht mehr sichtbar. Die Spindelfasern lösen sich auf, und die Zytokinese kann in dieser Phase beginnen.

Zytokinese

• In tierischen Zellen: Die Zytokinese tritt ein, wenn ein Faserring aus dem Protein Aktin um das Zentrum der Zelle kontrahiert und die Zelle in zwei Tochterzellen schnürt, die jeweils einen eigenen Kern besitzen.
• In pflanzlichen Zellen: Aufgrund der starren Zellwand wird eine Zellplatte zwischen den beiden Tochterzellen synthetisiert.