Unter dem Vorgang der Mitose versteht man die einfache Zellkernteilung, bei der am Schluss aus einer Zelle zwei identische Tochterzellen entstehen. Funktion hierbei ist folglich die Vermehrung von Zellen.
Sowohl Menschen als auch Tiere bilden im Laufe ihres Lebens ständig neue Zellen nach, beispielsweise zum Wachstum, zur Regeneration von Verletzungen oder zum Austausch alter Zellen während einer Zellneubildung (z.B. Zellen der Geschmacksknospen werden alle 8-10 Tage erneuert, rote Blutkörperchen alle 3 Monate).
Grundbausteine der eukaryotischen Zelle
Die eukaryotische Zelle besteht aus den Grundbestandteilen: Zellkern, Zytoplasma und Zellmembran. Weitere Organellen wie beispielsweise Mitochondrien (Energieproduzenten), endoplasmatisches Retikulum mit Ribosomen (Eiweißsynthese) oder Lysosomen (Abbau des Zellabfalls) sind abhängig vom Gewebetyp in verschiedenen Mengen vorzufinden.
Im Zellkern ist das Erbmaterial (DNA), welches alle notwendigen Informationen der Zelle enthält, in Form von 23 homologen Chromosomenpaaren (diploider Chromosomensatz = 2x 23 Chromosomenpaare) lokalisiert.
Die Zellteilung ermöglicht es, die genetischen Informationen der Mutterzelle so aufzuteilen, dass beide Tochterzellen wieder die identischen Erbinformationen der Mutterzelle enthalten.
Die Phasen der Mitose
Die Mitose besteht aus fünf Phasen:
Prophase
Metaphase
Anaphase
Telophase
(Interphase)
Die Interphase gehört streng genommen nicht mehr zur Mitose, sondern beschreibt den Zeitraum zwischen zwei Zellteilungen.
Prophase
Die Chromosomen, die zuvor lockergepackt in der Zelle vorkommen, kondensieren zu fadenähnlichen Strukturen. Diese sind mit dem Lichtmikroskop erkennbar. In dieser dichtgepackten Form können die Chromosomen nicht mehr ausgelesen und verdoppelt werden. Ist die Kondensation der Chromosomen abgeschlossen löst sich der Zellkern auf.
Metaphase
Die Chromosomen ordnen sich nun in der Äquatorialebene, der Mitte der Zelle an. Die Fäden des Spindelapparates binden sich an die Centromere der Chromosomen, welche beide Chromatiden miteinander verbindet.
Anaphase
Die mit den Chromosomen verbundenen Spindelfäden verkürzen sich. Dadurch und mithilfe der in der Zelle befindlichen Centriolen wird das Chromosom in seine beiden Chromatidstränge gespalten. Diese werden dann zu dem jeweils gegenüberliegenden Pol gezogen. Beide Pole enthalten nun die identische Ansammlung von Chromatidsträngen.
Telophase
An beiden Polen bildet sich nun um die Chromatidstränge eine Kernhülle. Zeitgleich findet die Cytokinese (=Teilung der Zelle) statt, wobei das Zellplasma inklusive aller Zellbestandteile auf beide Tochterzellen aufgeteilt wird.
Interphase
Die Interphase beschreibt den Zeitraum zwischen zwei Zellteilungen. Da sich nun in den beiden entstandenen Tochterzellen die Chromatiden nur einsträngig befinden, für eine erneute Mitose aber zweisträngige Chromosomen gebraucht werden, müssen sich diese verdoppeln (=Replikation). Danach besteht jedes Chromosom wieder aus zwei identischen Chromatidsträngen.
Vergleich Mitose und Meiose
Mitose | Meiose | |
|---|---|---|
Funktion | Vermehrung von Zellen | Bildung von Geschlechtzellen |
Ort | in allen wachsenden Zellen | in den Keimzellen |
Erbgut | Erbgut der Ausgangs- und der Tochterzellen ist identisch | Erbgut der Ausgangs- und der Tochterzellen ist unterschiedlich |
Ablauf | eine Kernteilung: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase; Keine intrachromosomale Rekombination (crossing over) | zwei aufeinanderfolgende Kernteilungen: Meiose I -> Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, Telophase 1 und Meiose II -> Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2, Telophase 2; Intrachromosomale Rekombination (crossing over) während der Prophase I |
Ergebnis | zwei Zellen mit diploidem Chromosomensatz | vier Zellen mit haploidem Chromosomensatz |
(Mehr zum Thema intrachromosomale Rekombination findest du im Artikel crossing over.)
