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Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] Mitose (Zusatz) Hier findest du wissenswerte Fakten zu und über die Mitose. Voraussetzung ist allgemeines Wissen über die Mitose. 1) Die Interphase kann in die G1-, S- und G2-Phase eingeteilt werden. G1-Phase = Erholung für die Zelle S-Phase = Synthese G2-Phase = Vorbereitung für die Zelle Eine ausführlich beschriebene Interphase findest du im „GeroMovie-PDF des Zellzyklus und Zellteilung“ 2) Die Vorgänge innerhalb der Mitose-Phasen, Alle Vorgänge in den einzelnen Phasen der Mitose laufen parallel! Die Reihenfolge der aufgelisteten Vorgänge ist egal, da sie parallel ablaufen! (1) Prophase (1.2) Prometaphase WICHTIG! Nur wenn die Pr om etaphase al separate Phase behandelt wird, s gilt das auch für die Prophase! (2) Metaphase (3) Anaphase (4) Telophase Erbgut (in Form von Zellkern bzw. Chromatin) kondensiert zu Zellkernmembran löst den bekannten sich auf Chromosomen Chromosomen werden an der Äquatorialebene, mittels Kinteochor- bzw. Zugfasern, angeordnet Schwester-Chromatiden werden getrennt und zu je einem Pol der Zelle gezogen Spindelapparate lösen sich auf Zentrosomen wandern zu den Polen der Zelle und bilden die Spindelapparate aus Kinetochore (Ansatzpunkte) bilden sich an den Centromeren der Chromosomen Polfasern bewahren den Abstand zwischen den Spindelapparaten Polfasern verlängern sich bis zur maximalen Abstoßung Zellkern bzw. Zellkernmembran wird gebildet Kernkörperchen bzw. Nukleolus löst sich auf Kinetochor- bzw. Zugfasern setzen sich an die Chromosomen an Kernkörperchen bzw. Nukleolus wird neu gebildet Chromatiden dekondensieren in ihre ursprüngliche Form (Chromatin) Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 3) Warum gibt es eine Prometaphase (Phase 1.2)? Die Prometaphase ist vor allem in der englischsprachigen Literatur bekannt. In der deutschsprachigen Literatur existiert sie eher selten und der Inhalt (Zellkernauflösung & Kinetochor-Ausbildung) verschiebt sich in die Prophase… Es gibt einen großen Vorteil, wenn man die Prometaphase als separate Phase behandelt. Die Vorgänge innerhalb der Prometaphase und innerhalb der Prophase können parallel ablaufen. (1) Prophase (1.2) Prometaphase Erbgut (in Form von Chromatin) kondensiert zu den bekannten Chromosomen Zellkern bzw. Zellkernmembran löst sich auf Zentrosomen wandern zu den Polen der Zelle und bilden die Spindelapparate aus Kinetochore (Ansatzpunkte) bilden sich an den Centromeren der Chromosomen Kernkörperchen bzw. Nukleolus löst sich auf Kinetochor- bzw. Zugfasern setzen sich an die Chromosomen an Wenn der Inhalt der Prometaphase in die Prophase verschoben wird, ist die Parallelität nicht mehr gegeben. (Bsp. Ohne Spindelapparat kein „Ansetzen“ an die Chromosomen) 4) Die Aufteilung der Anaphase, Die Anaphase kann in die Anaphase1 und die Anaphase2 aufgeteilt werden. Trotz der Einteilu WICHTIG! ng 1 & 2 laufen diese beiden Vo rgänge parallel ab! Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 5) Der Transportvorgang der Spindelapparate, Der Transport der Chromatiden während der Anaphase basiert auf dem depolymerisieren der Kinetochor- bzw. Zugfasern der Spindelapparate… Bei der Depolymerisation werden die Kinetochor- bzw. Zugfasern Stück für Stück abgebaut. Da Kinetochor- bzw. Zugfasern aus Mikrotubuli (röhrenförmige Proteinfilamente) bestehen, werden diese abgebaut. Depolymerisation Man spricht auch davon, dass ein Polymer abgebaut wird. Polymer → kleineres Polymer / Oligomer → Monomer Polymerisation Nur zur Information: Die Verlängerung der Spindelfasern basiert auf der Polymerisation, das ist die Umkehrung der Depolymerisation! Monomer → kleineres Polymer / Oligomer → Polymer 6) Die Auflösung der Spindelapparate fängt an den Kinetochoren der Chromatiden an, sodass sich langsam die Kinteochor- bzw. Zugfasern in Richtung Spindelapparat auflösen. Chromatid Spindelapparat Kinetochore WICHTIG! Die Polfasern bleiben bis zum Schluss aktiv und halten die Pole auseinander. Erst nach dem die Zellmembranen fusioniert haben und zwei Tochterzellen entstanden sind, lösen sich auch diese auf. Theorie! Die Zentrosomen (Unbestätigt) te in Zentriolen, so ilen sich wieder dass jede Zelle ei Zentriolenpaar be n sitzt. Die Auflösung der Zentrosomen ist noch nicht vollständig verstanden! Es handelt sich um eine Theorie! Das Zentrosom könnte sich ebenfalls in Mikrotubuli teilen und die Zentriolen werden neu gebildet. Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 7) Die Auflösung des Zellkerns bzw. der Zellkernmembran und die des Kernkörperchens bzw. des Nukleolus, Kondensa Das Kernkörperchen bzw. der Nukelolus dekondensiert (bzw. seine RNA’s dekondensieren) dadurch zerfällt er in kleinere Bruchstücke. Die Bruchstücke - werden zum Teil ins Cytoplasma übergehen - heften sich zum Teil an die Oberfläche der Chromosomen und wandern mit tion fall Zer Theorie! Die Dekondensat (Unbestätigt) ion ist nur eine Theo des Nukleolus rie! Best der Zerfall in Bruc ätigt ist hstücke. Bruchstücke (RNA und Proteine) Der Zellkern bzw. die Zellkernmembran besteht aus 2 Membranen (Äußere & Innere) und der Kernlamina, die sich aus Laminen Chromosom zusammensetzt. Lamine, bestehend aus Proteinen, haben einen komplexen Aufbau. Man unterscheidet A- und B-Lamine. Die 2 Membranen werden in kleinere Membran-Vesikel zerlegt und die Kernlamina wird wie die Mikrotubuli depolymerisiert. (B-Lamine bleiben in Kontakt mit den Membran-Vesikeln) Nur zur Information: Da Proteine aus Aminosäuren be stehen, werden diese an ders angeordnet un d die Depolymerisatio n ermöglicht. Phosphatgruppe Da der Proteinaufbau der Lamine deutlich komplexer ist als der der Mikrotubuli, müssen die Lamine durch Phosphorylierung vorbereitet werden! Dabei werden Phosphatgruppen an die Proteine der Lamine angehängt, was deren Konformation, also die räumliche Anordnung der Proteine, ändert und somit die Depolymerisation ermöglicht. Lamine Proteine Aminosäuren Bei der Bildung der neuen Zellkerne bzw. Zellkernmembranen und der neuen Kernkörperchen bzw. Nukleoli läuft der „Auflösungsvorgang“ einfach umgekehrt. Nukleolus: Dekondensation → Kondensation | Zerfall → Zusammensetzung Zellkernmembran: Membran-Vesikel → Vesikel-Fusion | Depolymerisation → Polymerisation | Phosphorylierung → Dephosphorylierung Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 8) Die Zellteilung (also die Mitose & Cytokinese) unterscheidet sich bei den verschiedenen Zellarten! Die verschiedenen Zellteilungen ausführlich und detailliert beschrieben findest du im „GeroMovie-PDF der Zellteilung (Prokaryoten und Eukaryoten)“ Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 9) Die Hürden der mitotischen Zellteilung laufen zum Teil auch parallel. Das heißt, dass wenn die Mitose (Kernteilung) stattfindet, sind andere Zellorganellen noch dabei sich zu verdoppeln, die Zelle ist noch am wachsen und der kontraktile Ring fängt an sich zu bilden. 10) Chromatin und Chromatinproteine, Die DNA-Stränge werden für die Kernteilung von den Chromatinproteinen (inkl. Histone) in Chromatin komprimiert bzw. platzsparend verpackt. Nur zur Informat Die beiden DNA’s ion: die sich je in eine Bündel befinden, m Chromatinsind genetis sind durch die DN ch identisch, denn sie A-Replikation en tstanden. Bei der Komprimierung bzw. platzsparenden Verpackung werden die DNA-Stränge von den speziellen Chromatinproteinen um die Histone gewickelt. Histone Während der Kernteilung kondensieren die Chromatine zu den bekannten Chromosomen, die Anorndung der DNA-Stränge innerhalb der Chromosomen fällt so aus, dass je eine DNA ein Chromatid bildet, somit sind die Chromatiden des Chromosoms genetisch identisch! Nach der Kernteilung durch Mitose dekondensieren die Chromatiden wieder in Chromatin. Nun ist das Volumen der Chromatine nur noch halb so groß, da sie nur noch 1 DNA beinhalten. Nur zur Information: genetisch identisch Selbstverständlich bleiben die DNA’s während der Interphase nicht in der „Chromatin-Form“ sondern werden von den Chromatinproteinen wieder entpackt. Somit sind die Zellprozesse, in denen das Erbgut involviert bzw. beteiligt ist, wieder ermöglicht. DNA-Strang Kondensation Kernteilung durch Mitose Chromosom Dekondensation Chromatid Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 11) Die Dauer der mitotischen Zellteilung, Die Dauer der M-Phase (Mitose & Cytokinese) beträgt bei menschlichen Zellen etwa 1 Stunde. Die Dauert der Interphase ist länger, sie beträgt ganze 18 Stunden. Je nach Zellart und Organismus variiert die Dauer (In den meisten Fällen ist die Interphase länger als die M-Phase) ion: Nur zur Informat elnen Mitosephasen variiert nz Die Dauer der ei terschiedlichen Organismen un so stark bei den es sinnlos ist eine ss da n, tellen… te und Zellar ren Dauer aufzus de er üb ng ru ne Verallgemei 12) Die Multiple-Mitose, nach einer Mitose muss nicht zwangsläufig eine eine Cytokinese folgen. Es können mehrere Mitosen stattfinden, sodass sich mehrere Zellkerne in der Zelle befinden. Erst später werden diese, durch die Cytokinese, in mehrere Zellen geteilt, die auch noch nach Trennung mehrere Zellkern aufweisen können. Die Multiple-Mitose findet nur in bestimmten Organismen und Zellarten statt. Normalerweise folgt auf die Mitose eine Cytokinese. 13) Zellkern (Nukleus) „normale Körperzelle“ Die ungleiche mitotische Zellteilung, durch eine mitotische Zellteilung müssen nicht zwingend zwei gleich Zellen derselben Art entstehen, sie können sich unterscheiden. Nervenzelle Beim Menschen entsteht aus der Zygote (Das ist die Zelle wenn zwei Geschlechtszellen, von unterschiedlich-geschlechtigen Organismen, verschmelzen) über Monate ein mehrzelliger funktionierender Organismus, der Embryo. Dieser weist verschiedene Zellen auf. „normale Körperzelle“ Zygote Nervenzelle Embryo Muskelzelle Erythrozyt (rotes Blutkörperchen) Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] 14) Warum wird die Mitose manchmal als Synonym für die Zellteilung verwendet? Vorweg: DAS IST FALSCH! Die Mitose, im Einzelnen, steht für die Kernteilung! Es wird versehentlich die Interphase zu den Phasen der Mitose dazu gezählt, dass ist FALSCH! Die Interphase findet zwischen 2 M-Phasen statt! Da das „M“ der M-Phase für Mitose steht, wird versehentlich die M-Phase mit der Mitose gleichgesetzt, dass ist ebenfalls FALSCH! Die M-Phase steht für die Mitose & die Cytokinese! Fachlich richtig ist es, wenn man sagt: „Die Zellen vermehren sich durch mitotische Zellteilung.“ (Denn diese steht für die Interphase, die Mitose und die Cytokinese) 15) Wie ihr bereits wisst, ist die Mitose ein Kernteilungsprozess der bei Körperzellen stattfindet. Die Meiose ist ebenfalls ein Kernteilungsprozess, jedoch findet sie nicht bei Körperzellen, sondern bei Geschlechtszellen statt. Mitose Meiose Nur für den -privaten- Gebrauch - Copyright © Gerrit Dursch (GeroMovie.com) Bei Fragen einfach eine e-Mail an: [email protected] Text-Quellen: http://de.wikipedia.org/wiki/Mitose http://de.wikipedia.org/wiki/Meiose http://de.wikipedia.org/wiki/Zellteilung http://de.wikipedia.org/wiki/Replikation http://de.wikipedia.org/wiki/Zellkern http://de.wikipedia.org/wiki/Nukleolus http://de.wikipedia.org/wiki/Endoplasmatisches_Retikulum http://de.wikipedia.org/wiki/Zellzyklus http://de.wikipedia.org/wiki/Interphase http://de.wikipedia.org/wiki/Chromatin http://de.wikipedia.org/wiki/Schwesterchromatid http://de.wikipedia.org/wiki/Centromer http://de.wikipedia.org/wiki/Zentromer http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrosom http://de.wikipedia.org/wiki/Zentriolen http://de.wikipedia.org/wiki/Mikrotubuli http://de.wikipedia.org/wiki/MTOC http://de.wikipedia.org/wiki/Spindelapparat http://de.wikipedia.org/wiki/Geißeltierchen http://de.wikipedia.org/wiki/Plasmodium http://de.wikipedia.org/wiki/Polymerisation http://de.wikipedia.org/wiki/Muskelgewebe http://de.wikipedia.org/wiki/Muskelkontraktion http://de.wikipedia.org/wiki/Protein http://de.wikipedia.org/wiki/Separase http://de.wikipedia.org/wiki/Cohesin http://de.wikipedia.org/wiki/Aktin http://de.wikipedia.org/wiki/Myosin http://de.wikipedia.org/wiki/Kinetochor http://de.wikipedia.org/wiki/Axiom http://de.wikipedia.org/wiki/Ploidiegrad http://de.wikipedia.org/wiki/Endoreplikation http://de.wikipedia.org/wiki/Duplikation http://de.wikipedia.org/wiki/EC-Nummer http://de.wikipedia.org/wiki/Hydrolyse http://de.wikipedia.org/wiki/Depolymerisation http://de.wikipedia.org/wiki/Kettenspaltung http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphorylierung http://de.wikipedia.org/wiki/Konformation http://de.wikipedia.org/wiki/Lamina_(Zellkern) http://de.wikipedia.org/wiki/Lamin http://de.wikipedia.org/wiki/Protoplasma http://de.wikipedia.org/wiki/Intermediärfilamente http://de.wikipedia.org/wiki/Kernhülle http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphoproteine http://de.wikipedia.org/wiki/Zytoskelett-Inhibitor http://de.wikipedia.org/wiki/Paclitaxel http://de.wikipedia.org/wiki/Polymer http://de.wikipedia.org/wiki/Monomer http://de.wikipedia.org/wiki/Dimer http://de.wikipedia.org/wiki/Oligomer http://de.wikipedia.org/wiki/Biopolymer http://de.wikipedia.org/wiki/Tubuline http://de.wikipedia.org/wiki/Posttranslationale_Modifikation http://de.wikipedia.org/wiki/Glatte_Muskulatur http://de.wikipedia.org/wiki/Muskelfaser http://de.wikipedia.org/wiki/Hepatozyt http://de.wikipedia.org/wiki/Konjugation_(Biologie) http://de.wikipedia.org/wiki/Schleimpilze http://de.wikipedia.org/wiki/Plasmodium_(Schleimpilze) http://de.wikipedia.org/wiki/Flagellaten http://de.wikipedia.org/wiki/Meristem Bild-Quellen: http://www.geromovie.com - Alle Bilder wurden selbst gezeichnet. 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