CYTOLOGIE

MITOSE (Teilung einer eukaryotischen Zelle)

Eine "eukaryotische" Zelle ist eine Zelle mit Zellkern.
Prokaryotische Zellen haben keinen Zellkern.

Zellen können nur durch Teilung bereits vorhandener Zellen entstehen. Da alle Zellen einen Zellkern besitzen, muss jede sich teilende Mutterzelle für ihre Tochterzellen Zellkerne bereitstellen. Es geht daher jeder Zellteilung eine Kernteilung voraus.

Man unterscheidet zwei Arten von Kernteilungen:

Bei der MITOSE werden die Erbanlagen der Mutterzelle unverändert auf die Tochterkerne übertragen, so dass identische Tochterzellen entstehen.

Die MEIOSE findet bei der Bildung von Keimzellen statt. Durch diese Kernteilung wird der Chromosomensatz auf die Hälfte reduziert.
(Siehe dazu das Kapitel 'Meiose').

MITOSE

Der Mitosezyklus ist der gesamte Vorgang vom Entstehen zweier Tochterzellen aus einer Mutterzelle bis zur erneuten Teilung der Tochterzellen. Er ist ein kontinuierlicher Prozess und läuft im Prinzip bei allen Tieren und Pflanzen als Grundvorgang des Lebens gleich ab.

Durch mitotische Teilungen erfolgen die ungeschlechtliche (vegetative) Vermehrung der Einzeller und das Wachstum vielzelliger Organismen. Zur Erleichterung der Übersicht wird der Ablauf der Mitose in verschiedene Phasen eingeteilt.

Prophase

Zu Beginn dieser Phase wandelt sich das Chromatingerüst in ein Fadenknäuel um. Die Chromatinfäden verdicken und verkürzen sich durch Aufschraubung und Faltung. (Siehe Bilder) Es entstehen die lichtmikroskopisch sichtbaren Kernschleifen oder Chromosomen. Jedes Chromosom zeigt einen Längsspalt, der es in zwei Hälften, die Chromatiden, teilt. Sie werden am Zentromer zusammengehalten. Gegen Ende der Prophase entsteht der von Pol zu Pol verlaufende Spindelapparat, der bei späteren Aufteilungsvorgängen der Chromosomen eine Rolle spielt. Die Kernhülle löst sich auf.

Metaphase

Die jetzt maximal verkürzten Chromosomen rücken in die Äquatorialebene des Spindelapparates und bilden dort die Äquatorplatte. Die Spindelfasern heften sich an die Zentromere, und zwar so, dass das Zentromer der einen Chromatide mit dem einen Pol, das der anderen Chromatide mit dem entgegengesetzten Pol verbunden ist.

Anaphase

Die Chromatiden werden vollständig getrennt und unter Mitwirkung der Spindelfasern zu den entgegengesetzten Polen gezogen. So gelangt zu jedem Pol eine Chromatide jedes Chromosoms, d. h., jeder Pol enthält einen vollständigen Chromatidensatz. Die gleichmäßige Verteilung der Chromosomensubstanz auf die beiden künftigen Kerne ist damit abgeschlossen.

Telophase

In diesem Abschnitt verlaufen die Vorgänge umgekehrt wie in der Prophase: Die an den Polen liegenden "Ein-Chromatid-Chromosomen" entschrauben sich zu Chromatinfäden und bilden wieder je ein Kerngerüst. Es entstehen neue Kernhüllen. Anschließend erfolgt die Teilung der Zelle in zwei Tochterzellen.

Interphase Das ist jener Zeitraum, der zwischen zwei Mitosen liegt. Während der Interphase erfolgt die Verdoppelung der Erbsubstanz. Zellkerne, die sich gerade nicht teilen, steuern den Stoffwechsel in der Zelle, sie heißen daher.

Arbeitskerne Bei der geschlechtlichen (sexuellen) Fortpflanzung vereinigen sich zwei spezialisierte Zellen, die Geschlechtszellen, Keimzellen oder Gameten. Das Verschmelzungsprodukt, die Zygote, ist Ausgangspunkt für die Entwicklung eines neuen Organismus.

Die Vereinigung zweier Zellen führt zu einer Verdoppelung der Chromosomenzahl und da­mit der genetischen Information. Damit die Konstanz der Chromosomenzahl einer Art gewährleistet ist, besitzen Keimzellen von jedem homologen Chromosomenpaar nur einen Partner.

Keimzellen haben also einen einfachen (haploiden) Chromosomensatz (n). Die Halbierung der Chromosomenzahl erfolgt bei der Keimzellenbildung durch eine Reduktionsteilung, die Meiose. (Siehe dazu das Kapitel "Meiose").

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