Metaphase

Die Metaphase ist die zweite Phase der Reifeteilung einer Zelle. Es gibt in diesem Zusammenhang noch eine Zwischenphase, die als Prometaphase bezeichnet wird. Während der Metaphase selbst ordnen sich die Chromosomen in Äquatorialebene innerhalb der Zelle an. Die Phase, die auf die Metaphase folgt, nennt sich Anaphase.

Übergang zur Metaphase: Prometaphase

Die Prometaphase wird als eigenständige Phase betrachtet. Charakteristisch ist dabei zuerst der Zerfall der Kernhülle. Dabei werden die Lamine phosphoryliert, d. h., es wird reversibel eine Phosphatgruppe angehangen.

Durch die Phosphorylierung zerfallen nun die Lamine und die Kernhülle selbst bricht zusammen. Infolgedessen können sich die Chromosomen deutlich mehr ausbreiten. Allerdings gibt es ein paar wenige Einzeller (Protozoen), bei denen das nicht der Fall ist. Die Kernhülle bleibt hier erhalten und dient zum Teil sogar als Aufhängung für die Kernspindeln.

Den Spindelapparat hast du bereits in der Prophase kennengelernt. Die sternförmig (astral) um dem Zellpol angeordneten Fasern breiten sich nun aus und erreichen die Chromosomen. Dabei bilden sich an den Zentromeren der Chromosomen bestimmte Strukturen aus, die man Kinetochoren nennt. Die Spindeln bestehen aus Mikrotubuli, daher nennt man die Spindeln, die an diese Strukturen andocken Kinetochor-Mikrotubuli.

Wichtig ist dabei, dass von beiden Seiten eine Spindel an diesen Zentromer andockt. Nur so können später in der Anaphase die Chromatiden getrennt werden.

Abbildung 1: Die Prometaphase Quelle: wikipedia.org

Die Abbildung zeigt dir die gerade beschriebenen Abläufe noch einmal. Die Kernhülle ist bereits nur noch in Stücken vorhanden. Die Spindelfasern haben teilweise schon die Chromosomen erreicht und docken an die Zentromere an.

Zusammenfassend kann man diese Zwischenphase folgendermaßen definieren:

Ablauf der Metaphase: Chromosom

An diese Phase schließt nun die Metaphase an. Diese ist bei Mitose und Meiose gleich. Während der Metaphase werden die Chromosomen mithilfe der Kinetochor-Mikrotubuli in der Äquatorialebene angeordnet, d. h. sie werden übereinander in der Mitte zwischen den beiden Polen aufgereiht.

Abbildung 2: Die Metaphase Quelle: wikipedia.org

Die Metaphase ist beendet, sobald alle Chromosomen ihre Zielposition erreicht haben. Im Gegensatz zur Prometaphase passiert folglich nicht viel. Dennoch ist dieser Schritt essentiell zur Vorbereitung für die nächste Phase, die Anaphase.

Die Metaphase kann wie folgt definiert werden:

Metaphase & Chromosom erkennen: Metaphase Mikroskop

Vielleicht fragst du dich, jetzt wie du die Metaphase unter dem Mikroskop erkennen kannst. Bei beiden folgenden Abbildungen handelt es sich um eine Aufnahme der Wurzelspitze einer Küchenzwiebel.

Abbildung 3: Mikroskopische Aufnahme einer gepressten Zwiebelwurzel mit Zellen in der Metaphase Quelle: wikipedia.de

Du siehst zahlreiche Zellen, die sich teilweise in unterschiedlichen Stadien der Kernteilung befinden. Oben rechts in der Ecke kannst du eine Zelle erkennen, die gerade in der Metaphase ist. Die Chromosomen sind bereits deutlich erkennbar. Allerdings sind sie kein Knäuel mehr, wie es typischerweise noch in der Prophase der Fall ist. Die Kernhülle ist folglich aufgelöst, wenn die typische runde Form nicht mehr erkennbar ist. Stattdessen ordnen sich die Chromosomen linear mittig in der Zelle an.

Blickts du ein wenig tiefer, findest du eine Zelle, die sich bereits in der Anaphase befindet. Hier werden die Chromosomen gerade zu den Zellpolen gozogen.

In der Zelle links unten (direkt über dem Maßstab) ist die Metaphase noch nicht abgeschlossen. Du siehst, dass die Chromosomen sich noch nicht völlig in der Äquatorialebene aufgereiht haben und noch etwas "wirr" aussehen.