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:
- Prophase
- Metaphase
- Anaphase
- Telophase
Die Mitose steht jedoch nicht für sich allein. Sie ist im sogenannten Zellzyklus eingegliedert und wird dort als M-Phase bezeichnet.
Abbildung 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.
Abbildung 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.
Abbildung 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.
Abbildung 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.
Abbildung 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.
| Vergleichskriterien | Mitose | Meiose |
| Funktion | Vermehrung von Körperzellen | Herstellung von Keim-/ Geschlechtszellen |
| Ort | Dort, wo Zellen erneuert oder für das Wachstum benötigt werden | In den KeimdrüsenBei Frauen: EierstöckeBei Männern: Hoden |
| Ablauf | verläuft in vier Phasen: | verläuft in acht Phasen: |
| Rekombination | Nein | Ja |
| Ergebnis | Zwei Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz (2n), welche genetisch identisch sind | Vier 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.
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