Mitose

Die Mitose stellt den Prozess der Kernteilung dar. Sie ist Teil des Zellzyklus. Hierbei entstehen aus einer Mutterzelle zwei zu ihr identische Tochterzellen. Es handelt sich um die nicht-geschlechtliche Fortpflanzung von Zellen. Sie findet bei pflanzlichen und tierischen Zellen, also bei eukaryotischen Zellen, statt. Meist schließt sich die Zellteilung (Cytokinese) an. Sie ist Voraussetzung für grundlegende Prozesse des Lebens, wie Wachstum, Heilung und Fortpflanzung.

Funktion

Durch die Mitose ist die gleichmäßige Verteilung zuvor replizierter, also verdoppelter, Chromosomen des Zellkerns möglich. So können aus einer Mutterzelle zwei Tochterzellen mit demselben diploiden Chromosomensatz hervorgehen.

Beispiel: Der Mensch (homo sapiens sapiens) besitzt 46 Chromosomen. Diese liegen vor der Replikation als Ein-Chromatid-Chromosomen vor. Nach der Replikation, also der Verdopplung des Erbgutes, liegen sie als Zwei-Chromatid-Chromosom vor. Das ist notwendig, damit je eine Kopie der DNA nach der Cytokinese in eine der beiden entstehenden Tochterzellen gelangen kann.

Zellzyklus

Der Zellzyklus besteht grob aus zwei Phasen: die Interphase und die Mitose mit anschließender Cytokinese. Während der Interphase werden Zellbestandteile, wie Organellen und das Kerngenom verdoppelt. Es findet die Replikation statt. Identische Chromosomen lagern sich anschließend zusammen. Sie werden vom Centromer zusammengehalten. Durch die Mitose wird die zuvor verdoppelte DNA gleichmäßig verteilt und wieder in Zellkerne verpackt. Daher die Bezeichnung der Kernteilung. (s. Ablauf) Nach der Mitose findet die Cytokinese statt. Diese beschreibt die tatsächliche Teilung der Zelle und findet bei tierischen (Teilungsfurche) und pflanzlichen Zellen unterschiedlich statt.

Ablauf

Die Mitose lässt sich in mehrere Phasen einteilen. Der Fokus liegt in diesem Beitrag auf den Chromosomen.

Prophase

Sie stellt den Anfang der Mitose dar. Hierbei verdichten sich die Chromosomen (Kondensation) und die Kernkörperchen lösen sich auf. Dadurch werden diese nun im Lichtmikroskop sichtbar. Der Spindelapparat bildet sich und die Centrosome bewegen sich je an ein Zellende.

Prometaphase

Nun löst sich die Kernmembran auf. Die Spindelfasern, die von den Centrosomen ausgehen, beginnen sich an den Centromeren der Chromosomen zu binden.

Metaphase

Die Spindelfasern sind nun an den Chromosomen gebunden. Diese ordnen sich in der Äquatorialebene der Zelle an.

Anaphase

Die Schwesterchromatiden trennen sich nun, da sie zu den Centrosomen gezogen werden. Sie wandern zu den entgegengelegenen Polen der Zelle. Nun liegen an jedem Zellende gleich viele Ein-Chromatid-Chromosomen vor.

Telophase

Es bilden sich neue Kernhüllen um die DNA aus. Die Chromosomen dekondensieren und Kernkörperchen werden wieder sichtbar. Der Spindelapparat löst sich auf. Die Mitose ist mit dieser Phase beendet.

Ausnahmen

Nach einer Kernteilung folgt nicht immer eine Cytokinese.

Bsp.

(i) Kernteilung, ohne Zellteilung

Das findet beispielsweise bei der Superfiziellen Furchung bei Insekten statt. Hierbei finden in der frühen Embryogenese viele synchrone Kernteilungen statt, aber ohne darauffolgende Zellteilungen. So entsteht ein vielkerniges Synzytium.

(ii) keine Kernteilung und keine Zellteilung

Wie es der Titel schon impliziert, handelt es sich hierbei nicht um eine ‚echte‘ Mitose. Es finden in solchen Fällen Endomitosen statt, d.h. Teile des Kerngenoms werden repliziert, aber anschließend wird weder der Zellkern noch die Zelle geteilt. Das ist zum Beispiel bei den Polytänen Riesenchromosomen bei Dipteren der Fall.

Übung

1. Überlege dir eine Eselbrücke zu den einzelnen Phasen, z.B. In Portugal mögen alle Tretbootrennen.

2. Fertige dir ein Ablaufschema zu der Mitose an. Beschrifte die Skizze zu der Metaphase mit: Chromsomen, Zellmembran, Zellplasma, Äquatorialebene, Spindelfasern, Centrosom.