Zellzyklus und seine Phasen

Zellzyklus

• Wenn Zellen wachsen müssen oder Verletzungen repariert werden müssen, teilen sie sich.
• Bei der Kernteilung, Mitose genannt, ist es wichtig, dass jede Tochterzelle das gesamte genetische Material erhält.
• Vor jeder Zellteilung wird das genetische Material in der Interphase verdoppelt.
• Anschließend folgt die Mitose mit vier Phasen, gefolgt von der Interphase, in der die Zellen auf die Größe der Mutterzelle heranwachsen, bevor sie sich erneut teilen.

Phasen des Zellzyklus

• Telophase: Zwei Kernhüllen werden gebildet, und es kommt zur Teilung des Cytoplasmas (Cytokinese). Die Ein-Chromatid-Chromosomen beginnen sich zu entspiralisieren. ≈ 20 Minuten
• Anaphase: Die beiden Chromatiden eines Zwei-Chromatid-Chromosoms werden am Centromer getrennt, und je eine Chromatide wird zu einem Zellpol gezogen.
• Prophase: Die Zwei-Chromatid-Chromosomen verdichten sich und werden als Chromosomen sichtbar. Der Spindelapparat bildet sich aus.
• Interphase: Abschnitt zwischen zwei Mitosen, Wachstum der Zelle und Verdopplung der Erbsubstanz.
• Metaphase: Die Zwei-Chromatid-Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an, und die Spindelfasern nehmen Kontakt zu den Centromeren auf.

Mitose

• Definition: Teilung der diploiden Mutterzelle in zwei identische diploide Tochterzellen.
• Beispiel: Verletzung am Knie, wo neue Körperzellen entstehen müssen.

Meiose

• Notizen:
  • Die Chromosomen kondensieren in der Prophase I.
  • Die Kernmembran löst sich auf.
  • Es bilden sich Polkörperchen.
• Metaphase I:
  • Die Chromosomen ordnen sich an der Äquatorialebene an.
  • Die homologen Doppelchromosomen ordnen sich übereinander an.
  • Die Zuordnung erfolgt zufällig.
  • Spindelfasern setzen sich an jeweils einem Doppelchromosom fest.
• Anaphase I:
  • Spindelfasern verkürzen sich.
  • Doppelchromosomen werden zu den Polen gezogen.
• Telophase I:
  • Der Spindelapparat löst sich auf.
  • Die Zellen teilen sich.
• Prophase II:
  • Die Kernhülle löst sich auf.
  • Es bilden sich Polkörperchen.
• Metaphase II:
  • Anordnung der Doppelchromosomen an der Äquatorialebene.
  • Spindelfasern setzen sich am Zentromer an.
  • Ähnlich wie bei der Mitose.
• Anaphase II:
  • Spindelfasern verkürzen sich.
  • Doppelchromosomen werden in Ein-Chromatid-Chromosomen aufgeteilt.
• Telophase II:
  • Die Kernhülle bildet sich.
  • Der Spindelapparat löst sich auf.
  • Die Zellen teilen sich.
• Definition: Die Teilung einer diploiden Mutterzelle in vier haploide genetisch unterschiedliche Tochterzellen.
• Beispiel:
  • Eierstöcke: Bildung von Eizellen.
  • Hoden: Bildung von Samenzellen.

Phasen und Vorgänge in Meiose I und II

• Prophase I (2n): Erbmaterial kondensiert zu Zwei-Chromatid-Chromosomen, Kernhülle wird aufgelöst, Spindelapparat beginnt sich auszubilden.
• Metaphase I (2n): Homologe Zwei-Chromatid-Chromosomen ordnen sich paarweise an, homologe Zwei-Chromatid-Chromosomen-Paare ordnen sich in der Äquatorialebene an.
• Anaphase I (2n): Homologe Zwei-Chromatid-Chromosomen werden voneinander getrennt und wandern zu den Polen.
• Telophase I (n): Spindelapparat löst sich auf, Kernhüllen werden gebildet, Zellteilung findet statt, zwei Tochterzellen entstehen (haploid, Zwei-Chromatid-Chromosomen).
• Prophase II (n): Kernhülle wird aufgelöst, Spindelapparat beginnt sich auszubilden.
• Metaphase II (n): Zwei-Chromatid-Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an.
• Anaphase II (n): Zwei-Chromatid-Chromosomen werden getrennt und wandern zu den Zellpolen.
• Telophase II (n): Spindelapparat löst sich auf, Kernhüllen werden gebildet, vier Tochterzellen entstehen (haploid, Ein-Chromatid-Chromosomen).

Vergleich Mitose und Meiose

• Ort:
  • Mitose findet in Körperzellen statt.
  • Meiose findet in Keimzellen (Eierstöcke, Hoden) statt.
• Verdopplung der Erbinformation:
  • Ja, beides
• Anzahl und Art der Teilungen:
  • Mitose: eine Teilung.
  • Meiose: zwei Teilungen, eine Reduktionsteilung.
• Paarung homologer Chromosomen:
  • Mitose: nein.
  • Meiose: ja.
• Anzahl und Art der Tochterzellen:
  • Mitose: zwei (genetisch identisch).
  • Meiose: vier (nicht genetisch identisch).
• Chromosomensatz der Tochterzellen:
  • Mitose: diploid (2n).
  • Meiose: haploid (1n).
• Bedeutung des Vorgangs:
  • Mitose: Wachstum, Regeneration, ungeschlechtliche Fortpflanzung.
  • Meiose: Bildung haploider Geschlechtszellen zur Aufrechterhaltung der Chromosomenanzahl bei der geschlechtlichen Fortpflanzung, Rekombination.

Der Zellzyklus ist ein wesentlicher Prozess für Wachstum und Reparatur. Er umfasst die Verdopplung des genetischen Materials in der Interphase, gefolgt von der Mitose. Die Mitose besteht aus Prophase, Anaphase, Telophase und Cytokinese, wobei jede Phase spezifische Aufgaben bei der Zellteilung erfüllt.