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Mitose

Die Zelle ist ein komplexes Wunderwerk der Natur. In ihr laufen nicht nur komplizierte Stoffwechselprozesse ab, sie ist auch in der Lage, sich zu teilen. In diesem Zusammenhang ist auch Zellteilung von Bedeutung. Mehr zur Zellteilung kannst du im gleichnamigen Artikel erfahren!Bevor sich eine Zelle komplett teilen kann, muss sich ihr Zellkern teilen. Diesen Prozess bezeichnet man auch als Mitose. Die Mitose,…

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Mitose

Mitose
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Die Zelle ist ein komplexes Wunderwerk der Natur. In ihr laufen nicht nur komplizierte Stoffwechselprozesse ab, sie ist auch in der Lage, sich zu teilen. In diesem Zusammenhang ist auch Zellteilung von Bedeutung.

Mehr zur Zellteilung kannst du im gleichnamigen Artikel erfahren!

Bevor sich eine Zelle komplett teilen kann, muss sich ihr Zellkern teilen. Diesen Prozess bezeichnet man auch als Mitose.

Die Mitose, oder auch Kernteilung, ist ein fundamentaler Prozess in der Biologie, welcher die Teilung des Zellkerns bei eukaryotischen Zellen beschreibt. Als Ergebnis entstehen zwei Tochterkerne, deren Erbgut identisch ist. Im Anschluss an die Mitose folgt meist die Teilung der kompletten Zelle in zwei genetisch identische Tochterzellen.

Da bei der Mitose aus einer Mutterzelle zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen, ist die Kernteilung ein wichtiger Prozess für das Wachstum und die Regeneration des Organismus. Sie trägt, anders als die Meiose, nicht zur genetischen Vielfalt bei, da die Tochterzellen genetisch identisch sind.

Mitose – Phasen

Du kannst die Mitose in vier Phasen einteilen:

  1. Prophase
  2. Metaphase
  3. Anaphase
  4. Telophase

Die Mitose steht jedoch nicht für sich allein. Sie ist im sogenannten Zellzyklus eingegliedert und wird dort als M-Phase bezeichnet.

Zellzyklus Zellteilung Mitose M-Phase StudySmarterAbbildung 1: ZellzyklusQuelle: spektrum.de

Wenn du mehr über den Zellzyklus wissen möchtest, kannst du dir den StudySmarter-Artikel zu diesem Thema anschauen.

Prophase Mitose

Die Mitose beginnt mit der Prophase. In dieser Phase ziehen sich die Chromosomen so stark zusammen (Spiralisierung), dass die Schwesterchromatiden sichtbar werden. Die paarweise angeordneten Zentriolen trennen sich.

Der Spindelapparat bildet sich zwischen den Zentriolen aus. Die einzelnen Spindelfasern, aus denen sich der Apparat zusammensetzt, bestehen aus Mikrotubuli.

Etwas anders läuft der Prozess in Pflanzenzellen ab. Da diese nicht über Zentriolen verfügen, bildet sich der Spindelapparat aus der Kernmembran.

Im Anschluss lösen sich das Kernkörperchen und die Kernmembran auf.

Mitose Prophase Phasen der Mitose StudySmarterAbbildung 2: Prophase der Mitose Quelle: wikipedia.de

Mehr über die Prophase lernst du im passenden Artikel auf StudySmarter.

Mitose Metaphase

In der Metaphase haben sich sowohl das Kernkörperchen als auch die Kernmembran komplett aufgelöst. Die Chromosomen sind so stark wie möglich komprimiert und gut als kompakte Strukturen sichtbar. Bei dieser typischen Chromosomenform handelt es sich um die sogenannte Transportform.

Die Chromosomen reihen sich in der sogenannten Äquatorialebene zwischen den beiden "Polen" des Spindelapparates an. Die Spindelfasern setzen in der Mitte der Chromosomen an. Der Bereich wird auch als Zentromer bezeichnet und ist die Verbindungsstelle zwischen den beiden Schwesterchromatiden.

Ausgehend von den beiden Polen des Spindelapparates bindet je eine Spindelfaser am Zentromer eines Chromosoms.

Mitose Metaphase Phasen der Mitose StudySmarterAbbildung 3: Metaphase der Mitose Quelle: wikipedia.de

Wenn du Näheres über diese Phase wissen möchtest, dann schau doch mal im Artikel Metaphase vorbei.

Mitose Anaphase

In der Anaphase verkürzen sich die Spindelfasern, die in der Metaphase an die Chromosomen gebunden haben. Diese Kompression führt dazu, dass die Chromatiden, der in der Äquatorialebene aufgereihten Chromosomen, auseinandergezogen werden. Die nun separierten Chromatiden wandern zu den Polen des Spindelapparates.

Mitose Anaphase Phasen der Mitose StudySmarterAbbildung 4: Anaphase der Mitose Quelle: wikipedia.de

Auch zu dieser Phase gibt es genauere Erläuterungen im StudySmarter Artikel "Anaphase".

Mitose Telophase

Sind die Chromatiden an den jeweiligen Polen angekommen, beginnen sie sich wieder aufzuwickeln – ihr Kompressionsgrad nimmt ab. Die Spindelfasern lösen sich vom Zentromer der Chromatiden und der ganze Apparat wird zurückgebildet. Eine neue Kernmembran bildet sich aus.

Telophase Mitose Zellteilung StudySmarterAbbildung 5: Telophase der MitoseQuelle: wikipedia.com

Im Anschluss an die eigentliche Mitose kommt es zur Zellteilung/Zytokinese. Die Zelle schnürt sich in der Mitte zusammen und teilt sich dadurch in zwei genetisch identische Tochterzellen.

Meiose und Mitose Vergleich

Wie du oben bereits gelesen hast, trägt die Mitose im Gegensatz zur Meiose nicht zur genetischen Vielfalt bei, denn es findet keine Rekombination statt.

Der Begriff Rekombination beschreibt die Neuverteilung von Erbgut während der meiotischen Teilung und ist ein wichtiger Evolutionsfaktor. Die Rekombination kann sowohl intrachromosomal, in Form des Crossing-Over, als auch interchromosomal (zufällige Verteilung der Chromosomen auf beide Zellpole in der Anaphase 1) stattfinden.

Die Mitose findet in allen wachsenden Zellen statt, also dort, wo eine Veränderung des Erbguts ungünstig ist. Die Tochterzellen, die nach einer Mitose und der anschließenden Zytokinese entstehen, sind genetisch völlig identisch.

Die Meiose dagegen findet beim Menschen nur in den Geschlechtszellen statt. Hier gibt es einen fundamentalen Unterschied zur Mitose. Bei der Meiose werden nicht die Chromatiden der Zellen getrennt, sondern die intakten, homologen Chromosomen. Da in unserem Erbgut je ein Chromosom von unserer Mutter und eins von unserem Vater stammt, sind diese nicht identisch. So entstehen nach der Meiose Tochterzellen, die sich voneinander unterscheiden.

Weitere Unterschiede der Mitose und Meiose sind in folgender Tabelle für dich aufgelistet.

VergleichskriterienMitoseMeiose
FunktionVermehrung von KörperzellenHerstellung von Keim-/ Geschlechtszellen
OrtDort, wo Zellen erneuert oder für das Wachstum benötigt werdenIn den KeimdrüsenBei Frauen: EierstöckeBei Männern: Hoden
Ablaufverläuft in vier Phasen:verläuft in acht Phasen:
RekombinationNeinJa
ErgebnisZwei Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz (2n), welche genetisch identisch sindVier Tochterzellen mit haploidem Chromosomensatz (1n), welche genetisch unterschiedlich sind

Mitose - Das Wichtigste

  • Mitose beschreibt die Teilung des Zellkerns bei eukaryotischen Zellen – Es entstehen zwei genetisch identische Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz.
  • Mitose dient der Zellerneuerung und dem Wachstum.
  • Die Zellkernteilung läuft im Zellzyklus nach der Interphase ab und ist selbst in vier Phasen gegliedert:
  • Mitose findet dort, wo Zellen erneuert oder fürs Wachstum benötigt werden, statt.
  • Im Gegensatz zur Meiose trägt die Mitose nicht der genetischen Vielfalt bei, da keine Rekombination stattfindet.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Mitose

Die Mitose ist ein biologischer Prozess, in dessen Verlauf sich der Kern einer Zelle teilt. Dabei wird das im Zellkern vorkommende Erbgut im Vorfeld verdoppelt, sodass der neu entstehende Zellkern die identische Erbinformation erhält.

Die Mitose dient der Erneuerung von Zellen und dem Wachstum von Geweben, Organen und Organismen. Sie läuft zum Beispiel in der Haut und dem Darm häufig ab.

Die Mitose wird in vier Phasen unterteilt:

  1. Prophase
  2. Metaphase
  3. Anaphase
  4. Telophase

Im Anschluss an die Mitose folgt in der Regel die Zellteilung, auch Zytokinese genannt, bei der sich eine Mutterzelle in zwei Tochterzellen aufteilt.

Finales Mitose Quiz

Mitose Quiz - Teste dein Wissen

Frage

Was passiert während des Leptotäns der Prophase?

Antwort anzeigen

Antwort

Es findet die eigentliche Kondensation statt. Weiterhin treten minimale DNA-Doppelstrangbrüche auf. Hier findet später ein Cross-over statt. 

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Frage

Wie wird das Zygotän der Prophase charakterisiert?

Antwort anzeigen

Antwort

In dieser Phase werden die homologen Chromosomen gepaart. Anschließend bildet sich ein synaptonemaler Komplex. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Bedeutung spielt der Begriff Chiasmata während der Prophase?

Antwort anzeigen

Antwort

Als solche werden die Chromatinbrücken bezeichnet, die im Diplotän an Stellen der Rekombination auftreten. 

Frage anzeigen

Frage

Was passiert während des Diktyotäns?

Antwort anzeigen

Antwort

Dieser Abschnitt wird auch als Arrest- oder Ruhephase bezeichnet. Er bezieht sich besonders auf Oozyten, die sich nicht mehr weiterentwickeln, bis sie wieder aktiviert werden. Zellen können im Diktyotän über Jahre verharren, ohne Schaden zu nehmen. 

Frage anzeigen

Frage

Wie erkennt man die Prophase am besten unter dem Mikroskop?

Antwort anzeigen

Antwort

In dieser Phase wird das Chromatin zum ersten Mal sichtbar, ist aber zum Großteil noch in einem Knäuel verbunden. Man erkennt zwar Chromatin, es wird allerdings noch nicht durch den Spindelapparat bewegt. 

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Frage

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

Antwort anzeigen

Antwort

Diese werden als Lamine bezeichnet. 

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Frage

Durch welche Reaktion werden die Lamine während der Prometaphase zerstört?

Antwort anzeigen

Antwort

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

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Frage

Wann beginnt die Anaphase? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Anaphase beginnt, sobald alle Chromosomen sich in der Äquatorialebene angeordnet haben und die Schwesterchromatiden sich voneinander trennen. 

Frage anzeigen

Frage

Wie nennt man die Mikrotubuli, die während der Anaphase die Pole miteinander verbinden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Diese Verbindungen nennt man interpolare Mikrotubuli. 

Frage anzeigen

Frage

Wodurch wird das Entfernen der Pole voneinander während der Anaphase untersützt?

Antwort anzeigen

Antwort

Unterstützend wirken dabei ein Kinesin-Motor und Dynein. 

Frage anzeigen

Frage

Wann spielen Kinesin und Dynein noch eine Rolle außer während der Anaphase?

Antwort anzeigen

Antwort

Beide Enzyme spielen eine wichtige Rolle während des Transports von Partikel innerhalb der Zelle. Ganze Zellorganellen können auf diese Weise transportiert werden. 

Frage anzeigen

Frage

In Anwesenheit welcher Substanz kann eine Depolymerisation der Mikrotubuli stattfinden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Auch die Depolymerisation während der Anaphase kann nur in Anwesenheit von GDP stattfinden. 

Frage anzeigen

Frage

Zu welchem Teil der Zelle gehören Mikrotubuli normalerweise? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Mikrotubuli, die während der Zellteilung und besonders während der Anaphase vorkommen, sind Teil des Cytoskeletts. Sie kommen während des gesamten Zellzyklus' vor. 

Frage anzeigen

Frage

Wie wird die neue Kernmembran während der Telophase aufgebaut? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Kernmembran wird mithilfe des Endoplasmatischen Reticulums aufgebaut. Außerdem werden Fragmente der alten Kernhülle verwendet und Proteine für die Kernporen neu gebildet. 

Frage anzeigen

Frage

Wie erkennt man die Telophase unter dem Mikroskop? 

Antwort anzeigen

Antwort

Dabei wird hauptsächlich auf die Form des Chromatins geachtet. Wenn es sich bereits wieder verdichtet, die Tochterzellen sich jedoch noch nicht getrennt haben, befindet sich die Zelle in der Telophase. 

Frage anzeigen

Frage

Wie viel Zeit vergeht, bis die entstehenden Tochterzellen sich ebenfalls in der Telophase befinden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Ein vollständiger Zellzyklus dauert etwa 24 Stunden, d.h. nach dieser Zeit sind die Tochterzellen ebenfalls wieder in der Telophase. 

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