Möglichkeiten der Zellteilung

Möglichkeiten der Zellteilung
Die Mitose
Eine Mutterzelle  2 identische Tochterzellen (hinsichtlich ihrer Erbinformation untereinander und mit
der Mutterzelle identisch).
Der Verlauf in erfolgt in 5 Phasen (Phasen sind aus dem durchgehenden Prozess herausgegriffene
„Standbilder“, die mit wissenschaftlichen Namen versehen worden sind):
1. Interphase: (hier erfolgt die Verdoppelung der Erbinfo. → Replikation)
Beim Menschen entsteht dabei zu jedem der 46 (23 x 2) einzelnen Stränge, welche die
Erbinformation tragen eine Kopie. Diese Kopie bleibt jedoch mit dem Orginal an einem
Punkt verbunden. Die so entstandenen X-förmigen Gebilde bezeichen wir künftig als
Chromosomen. Die einzelnen Fäden aus denen sie bestehen sind die Chromatiden. Die
Chromosomen sind zu diesem Zeitpunkt noch so dünn, dass sie im Lichtmikroskop auch bei
stärkster Vergrößerung (ca. 2000fach) unsichtbar bleiben.
2. Prophase: Die Chromosomen kondensieren jetzt, d.h. sie spiralisieren sich und werden
dadurch wesentlich dicker (natürlich auch kürzer!). Ab jetzt können die Chromosomen auch
im Lichtmikroskop beobachtet werden.
Anschließend ändert sich die Struktur der Kernmembran so, dass sie sich auflöst. Jetzt sind
die Chromosomen frei im Cytoplasma.
3. Metaphase: In der Zelle entsteht jetzt unter Mitwirkung von zwei Zellorganellen, den
Centriolen, ein kompliziertes Gerüst aus Proteinfäden. Diese Fäden führen von der an einem
Pol liegenden Centriole weg und führen zur gegenüber liegenden. Aufgrund der Form
dieses Fadengebildes wird das Ganze als Spindelapparat und die einzelnen Fäden als
Spindelfäden bezeichnet. Die jetzt beginnende Bewegung der Chromosomen wird durch
diese Spindelfäden bewirkt.
Die Chromosomen kommen so in der Mitte der Zelle zwischen den beiden Centriolen - in der
Äquatorialebene - zu liegen.
(Anordnung an Äquatorialebene, Aufbau des Spindelapparates),
4. Anaphase: Die Chromosomen werden jetzt unter der Zugwirkung der Spindelfäden in ihre
beiden Chromatiden aufgetrennt. Je eine dieser Chromatiden kommt an den beiden Polen
der Zelle - also in der Nähe der Centriolen - zu liegen.
Nachdem die beiden Centriolen eine Kopie voneinander sind, befindet sich jetzt an jedem
Zellpol eine vollständige Erbinformation.
5. Telophase: Rund um die beiden Chromatidengruppen wird je eine neue Kernmembran
aufgebaut, die Zelle hat so kurzzeitig zwei identische Zellkerne.
Durch Einstülpung der Zellmembran zwischen den beiden Zellkernen schnürt sich jetzt die
Zelle langsam durch, so dass letztlich zwei neue Zellen entstanden sind.
Bei Vielzellern bleiben diese Zellen aneinander haften, bei einzelligen Lebewesen trennen
sie sich und bilden zwei neue, identische Lebewesen.
Die neuen Zellen wachsen jetzt zur ursprünglichen Größe der Mutterzelle heran und dann
beginnt im Allgemeinen der ganze Zyklus von vorne, also mit einer neuen Interphase.
Die Meiose
(= Reduktionsteilung = Voraussetzung für die geschlechtliche Fortpflanzung))
Eine diploide Mutterzelle (diploid = mit doppelter Erbinformation)  4 haploide Keimzellen (haploid
= mit einfacher Erbinformation). Die Mutterzelle wird daher auch Keimzellenmutterzelle genannt.
Die entstandenen Keimzellen sind hinsichtlich ihrer Erbinformation untereinander und im Vergleich
mit der Mutterzelle auch qualitativ verschieden.
Auch hierbei zeigen sich typische Bewegungsabläufe (Phasen) in der Zelle. Zudem jedoch wird der
ganze Prozess in zwei große Teilschritte unterteilt, die 1. und die 2. Reifeteilung. Jede dieser beiden
Reifeteilungen beinhaltet die oben (Mitose!) genannten 5 Phasen: Also ...
1. Erste Reifeteilung:
a. Interphase1 wie bei Mitose!
b. Prophase1 wie bei Mitose!
c. Metaphase1 beginnt wie in der Mitose. Wenn die Chromosomen jedoch in der
Äquatorialebenen liegen, legen sich die homologen Chromosomen - also z.B. die
beiden Chromosomen Nr. 1 - deckungsgleich aneinander. Dieser Vorgang heißt
Chromosomenpaarung (= Synapsis). Während dieser Synapsis kann es zu einem für
die Evolution der Lebewesen enorm wichtigen Ereignis kommen, zur
intrachromosomalen Rekombination (= Crossing Over). Dabei werden zwischen den
beiden homologen Chromosomen Stücke ausgetauscht.
d. Anaphase1: Anders als bei einer Mitose werden jetzt nicht die Chromosomen in ihre
Chromatiden „zerrissen“, sondern es werden die homologen Chromosomen wieder
getrennt (ihre Information hat sich durch das C.O. inzwischen verändert) und zu den
Zellpolen gezogen.
e. Telophase1: Wie bei Mitose. Nachdem in der Anaphase 1 die homologen
Chromosomen getrennt worden sind, besitzt jeder Zellpol jetzt nur mehr einen
einzigen Partner der homologen Chromosomen. Daher ist die Zelle jetzt bereits als
haploid zu bezeichnen (mit einfachem Chromomensatz!).
Kernmembranbildung und Durchschnürung können auch unterbleiben, dann gibt es
einen nahtlosen Übergang zur ...
2. Zweite Reifeteilung:
Eine Teilung jedes der beiden neu entstandenen Zellkerne nach dem Schema einer Mitose
(ohne Interphase bzw. ohne die Kondensation in der Prophase!). Man spricht von Prophase2,
Metaphase2 ... etc.
Die Durchschnürung am Ende erfolgt vollständig, die Zellen trennen sich.
Letztendlich entstehen so insgesamt 4 Tochterzellen, die jetzt, weil sie nur mehr die Hälfte der
Erbinformation der Keimzellenmutterzelle besitzen, als haploid (= mit einfacher Erbinfo.
ausgestattet) bezeichnet werden (= Keimzellen = Geschlechtszellen = Ei- oder Samenzellen).
Diese Keimzellen sind mit völlig unterschiedlicher Erbinformation ausgestattet. Durch
Verschmelzung von zwei solchen Keimzellen bei der Befruchtung entsteht eine neue diploide
Zelle (befruchtete Eizelle). Diese kann sich dann durch Millionen von Zellteilungen nach dem
Muster der Mitose (Embryonalentwicklung) zu einem Organismus entwickeln.