Inhalt der Folge:
- Im heutigen Teil 3 der Genetikreihe besprechen wir den genauen Ablauf eines Zellzyklus.
Funktion der Zellvermehrung
- Zellen entstehen durch Teilung.
- Beim Menschen entsteht aus einer befruchteten Eizelle ein Individuum mit ca. 50 Billionen Zellen.
- Die Zellvermehrung, in dessen Mittelpunkt die Mitose steht, ist also Grundlage für Wachstum und Regeneration von Eukaryoten.
Der Zellzyklus im Überblick
Der Zellzyklus läuft in zwei großen Schritten ab:
1. Schritt: Kern- und Zellteilung
Den ersten Schritt eines Zellzyklus bilden Kernteilung (Mitose) und die darauffolgende Zellteilung (Cytokinese).
1.1 Kernteilung (Mitose)
- Unter dem Fachbegriff Mitose versteht man die Teilung des Zellkerns, bei der aus einem Mutterkern zwei Tochterkerne mit der gleichen genetischen Information entstehen.
- Nach der Mitose entspricht der Chromosomensatz der zwei Tochterkerne dem des Mutterkerns.
- Wie wir in Folge 029 gelernt haben, besitzen gesunde, menschliche Körperzellen insgesamt 46 Chromosomen bzw. 23 Chromosomenpaare.
- Die genetische Information der beiden Chromosomen, die ein homologes Chromosomenpaar bilden, ist aber nicht exakt gleich.
- Das liegt daran, dass eines der beiden Chromosomen von der genetischen Mutter und das andere vom genetischen Vater stammt.
- Deshalb dürfen während der Mitose nur Chromosomenhälften (1-Chromatid-Chromosomen) und nicht ganze Chromosomen (2-Chromatid-Chromosomen) in die Tochterzellen übertragen werden!
- Denn jedes Chromatid eines Chromosoms enthält bereits die gesamte genetische Information!
Prinzip der Mitose:
1.2 Zellteilung (Cytokinese)
- Die Cytokinese folgt direkt nach der Mitose und beschreibt den Prozess der Teilung des Cytoplasmas.
- Bei tierischen Zellen geschieht diese Teilung als Furchung.
- Bei pflanzlichen Zellen vom Inneren heraus durch die Ausbildung einer Zellplatte.
- Im Anschluss gehen die beiden Tochterzellen in die Interphase über, die aus G1-Phase, S-Phase und G2-Phase besteht.
2. Schritt: Interphase
2.1 G1-Phase
- In dieser Phase wächst die Zelle heran!
- Sie entfaltet eine hohe Stoffwechselaktivität und produziert zusätzliche Zellorganellen.
- In der G1-Phase findet die Determination statt und damit fällt die Entscheidung über das weitere Schicksal der Zelle.
- Entweder bleibt sie mitotisch aktiv und geht in die S-Phase über.
- Oder sie geht in die sogenannte G0-Phase über, in der es zur Differenzierung der Zelle kommt.
- In der Folge 004 könnt ihr euer Wissen zu Determination und Differenzierung gerne nochmal auffrischen.
2.2 S-Phase
- Während der S-Phase verdoppelt sich die DNA und die Centrosomen.
- Dabei werden aus den 1-Chromatid-Chromosomen wieder 2-Chromatid-Chromosomen.
- Hier findet die DNA-Replikation statt, die wir in einer der nächsten Folgen besprechen wollen.
2.3 G2-Phase
- Diese Phase stellt den Übergang zur Mitose dar.
- Die Zelle wächst weiter an und synthetisiert Proteine, die für den Teilungsprozess benötigt werden.
- Außerdem kontrolliert die Zelle die replizierte DNA auf DNA-Schäden.
