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Metaphase

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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.

Als Lamine bezeichnet man die Intermediärfilamente, die an der Innenseite der Kernhülle liegen. Sie bilden eine Grundstruktur, auf der die Hülle selbst aufliegt.

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.

Metaphase, Prometaphase, StudySmarterAbbildung 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:

Die Prometaphase ist der Übergang zur Metaphase selbst. Dabei löst sich die Kernhülle auf. Die Spindelfasern beginnen, an den Zentromer der Chromosomen anzudocken. Man nennt diese Spindelfasern Kinetochor-Mikrotubuli.

Ablauf der Metaphase

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.

Metaphase Metaphase StudySmarterAbbildung 2: Die Metaphase Quelle: wikipedia.org

In der Metaphase wurden die Chromosomen übrigens zum ersten Mal unterschieden. Diese Phase ist der einzige Augenblick während des gesamten Zellzyklus, in der man die Chromosomen deutlich sehen kann. Man nennt sie auch Metaphasechromosomen. Dadurch konnte man feststellen, dass der Mensch Chromosomen hat.

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:

Die Metaphase ist der zweite Schritt der Zellteilung. Dabei werden die Chromosomen mithilfe der Kinetochor-Mikrotubuli in der Äquatorialebene angeordnet.

Metaphase erkennen

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.

Metaphase Metaphase erkennen StudySmarterAbbildung 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.

Metaphase - Das Wichtigste

  • Die Metaphase ist eine Phase während der Kernteilung (Mitose und Meiose).
  • Während der Metaphase ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene der Zelle an.
  • Die Spindelfasern des Spindelapparates binden an den chromosomalen Zentromeren.
  • Die Chromosomen sind maximal komprimiert und gut im Mikroskop sichtbar.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Metaphase

Die Metaphase ist die zweite Phase der Zellteilung. Dabei ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene an. Der Spindelapparat bindet an die Zentromere.

Die Dauer der Metaphase kann nicht genau bestimmt werden, da dies von Organismus zu Organismus unterschiedlich ist und sich auch zwischen den Zellen unterscheidet. Die gesamte Zellteilung dauert allerdings etwa eine Stunde. 

In der Metaphase werden die Chromosomen in der Äquatorialebene angeordnet. Dabei sind sie deutlich im Mikroskop zu erkennen. Zusätzlich wird der Spindelapparat weiter ausgebaut und die Spindelfasern binden an die Zentromere der Chromosomen. 

Die Metaphase 1 bezieht sich auf die erste Teilung der Meiose. Dabei handelt es sich um die sogenannte Reduktionsteilung. Anders als bei der Metaphase der Mitose oder Meiose II, finden sich hier homologe Chromosomenpaare in der Äquatorialebene zusammen, die dann getrennt werden.

Finales Metaphase Quiz

Frage

Wie nennt man die Phase zum Übergang zur Metaphase?

Antwort anzeigen

Antwort

Diese Übergangsphase nennt man Prometaphase. 

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Frage

Wie nennt man die Intermediärfilament, die den Zellkern von innen stützen? 

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Antwort

Diese werden als Lamine bezeichnet. 

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Frage

Durch welche Reaktion werden die Lamine während der Prometaphase zerstört?

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Antwort

Die Reaktion wird als Phosphorylierung bezeichnet. Dabei wird reversibel eine Phosphatgruppe angehangen. 

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Frage

Bei welcher Gruppe bleibt während der Prometaphase die Kernhülle erhalten?

Antwort anzeigen

Antwort

Es gibt ein paar wenige Einzeller (Protozoen), bei denen die Kernhülle als Aufhängung für die Kernspindeln dient. 

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Frage

An welche Struktur der Chromosomen binden die Spindelfasern während der Metaphase?

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Antwort

Die Spindeln binden an die Zentromere der Chromosomen. 

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Frage

Wie nennt man die Spindeln, die während der Metaphase an die Zentromere andocken?

Antwort anzeigen

Antwort

Man nennt sie Knietochor-Mikrotubuli, da die Zentromere eine gesonderte Struktur zur besseren Bindung namens Kinetochor ausbilden. 

Frage anzeigen

Frage

Wie kann man die Prometaphase definieren?

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Antwort

Die Prometaphase ist der Übergang zur Metaphase. Dabei löst sich die Kernhülle auf. Die Spindelfasern beginnen, an den Zentromer der Chromosomen anzudocken. 

Frage anzeigen

Frage

Was passiert während der Metaphase selbst?

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Antwort

Während der Metaphase werden die Chromosomen mithilfe der Kinetochor-Mikrotubuli in der Äquatorialebene angeordnet. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Äquatorialebene?

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Antwort

Während der Metaphase werden die Chromosomen mittig in der Zelle angeordnet. Die Mitte bezieht sich dabei auf die zwei Pole, von denen die Spindeln ausgehen. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Besonderheit weisen Chromosomen während der Metaphase auf?

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Antwort

Die Chromosomen sind während der Metaphase maximal komprimiert und dadurch gut erkennbar. Diese sogenannten Metaphase-Chromosomen werden zur Erstellung von Karyogrammen verwendet.

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Frage

Wann wird die Metaphase als beendet betrachtet?

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Antwort

Die Metaphase ist beendet, wenn alle Chromosomen ihre Zielposition erreicht haben und entsprechend in der Äquatorialebene angekommen sind. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Phase folgt nach der Metaphase?

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Antwort

Als nächstes kommt die Anaphase. 

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Frage

Wie kann die Metaphase definiert werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Metaphase ist der zweite Schritt der Kernteilung. Dabei werden die Chromosomen mithilfe der Kinetochor-Mikrotubuli in der Äquatorialebene angeordnet. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Phase kommt vor der Metaphase (Prometaphase ausgenommen)?

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Antwort

Die erste Phase vor der Metaphase nennt man Prophase. 

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Frage

Woran erkennt man die Metaphase unter dem Mikroskop?

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Antwort

Die Metaphase erkennt man daran, dass die Chromosomen in der Äquatorialebene der Zelle aufgereiht sind.

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