Mitose und Meiose im Vergleich: Phasen und Ablauf
Mitose
Die Mitose ist die Zellteilung, bei der die Zelle in zwei identische Tochterzellen geteilt wird. Sie ist durch zwei fundamentale Komponenten gekennzeichnet: die Mitosefigur, die aus Spindelfasern besteht, und die Chromosomen, die während der Teilung sichtbar werden.
Prophase
Die Prophase dauert etwa 40 % der gesamten Zeit der Mitose. In dieser Phase finden die ersten morphologischen Veränderungen statt: Die Chromosomen verdichten sich, die Kernmembran beginnt sich aufzulösen und die Zentriolen wandern zu den Zellpolen. Die Zelle organisiert ihr Zytoskelett neu, wodurch die Struktur der interphasischen Zelle aufgelöst wird.
Metaphase
In der Metaphase richten sich die Chromosomen in der Äquatorialebene der Zelle aus. Die Mikrotubuli der Spindelfasern binden an die Kinetochoren der Chromosomen. Jedes Chromosom wird von Mikrotubuli beider Pole gezogen, sodass die Kräfte im Gleichgewicht stehen. Erst wenn alle Chromosomen korrekt ausgerichtet sind, kann die Zelle in die nächste Phase übergehen.
Anaphase
Zu Beginn der Anaphase teilt sich jedes Chromosom am Zentromer, und die Schwesterchromatiden trennen sich. Jedes Chromatid wird nun als eigenständiges Chromosom zu einem der beiden Pole gezogen. Die Bewegung wird durch Motorproteine an den Kinetochoren und durch den Abbau der Mikrotubuli am Kinetochor ermöglicht, wodurch sich die Chromosomen zu den Polen bewegen.
Bedeutung: Dieser Mechanismus stellt sicher, dass jede Tochterzelle exakt die gleiche Anzahl an Chromosomen erhält wie die Mutterzelle. Die Genauigkeit der Chromosomenverteilung ist für die Stabilität des Erbguts entscheidend.
Bei Zellen, die nur wenige Chromosomen besitzen, etwa bei der Fruchtfliege (8 Chromosomen), ist dieser Vorgang besonders gut zu beobachten. Zellen können haploid, diploid oder polyploid sein.
Telophase
Sobald die Chromosomen an den Polen angekommen sind, beginnt die Telophase, die letzte Phase der Mitose. Um jede Chromosomengruppe bilden sich neue Kernmembranen, die Chromosomen entspiralisieren sich wieder und der Nukleolus wird sichtbar. Anschließend folgt in den meisten Zellen die Zytokinese, bei der sich das Zytoplasma teilt und zwei unabhängige Tochterzellen entstehen.
Meiose
Die Meiose ist eine spezialisierte Form der Zellteilung, die bei der sexuellen Fortpflanzung stattfindet. Dabei entstehen Gameten, also Keimzellen wie Eizellen oder Spermien. Bei der Befruchtung verschmelzen eine Eizelle und ein Spermium zu einer Zygote.
Die Meiose ist eine Reduktionsteilung: Die Chromosomenzahl wird halbiert. Sie besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Teilungen, bei denen die Chromosomen nur einmal verdoppelt werden. Aus einer diploiden Zelle entstehen so vier haploide Zellen, die jeweils die halbe Chromosomenzahl der Ausgangszelle enthalten.
Die Abläufe der Interphase bei der Meiose ähneln denen der Interphase der Mitose. Die Zelle synthetisiert Proteine, speichert und verwendet Energie und tauscht Stoffe mit ihrer Umgebung aus.