Mitose

Hallo, mein Name ist Sabine und im folgenden Video will ich dir erklären wie die Zellteilung und die Mitose funktionieren. Nachdem du diesen Film gesehen hast, weist du wie quasi aus einer Zelle 2 werden. Dabei bezeichnet die Mitose die Teilung des Zellkerns. Aber aufpassen: Die Mitose beschäftigt sich mit der Teilung der Körperzellen, also Muskelzellen, Hautzellen, Zellen die im Darmgewebe deines Körpers sind, und das musst du ganz dringend von der Meiose deines Körpers unterscheiden. Die beschäftigt sich nämlich mit der Bildung der Keimzellen, also beim Menschen mit der Bildung der Eizellen bzw. der Spermien.
Das Leben einer Zelle lässt sich in einem Zyklus betrachten. In der G1-Phase - das G kommt vom englischen Wort "gap", das Lücke oder Pause bedeutet - wächst die Zelle. Sie produziert Proteine, bildet neues Zellenplasma, vermehrt ihre Zellorganellen usw. In der S-Phase, der Synthese-Phase, wird die DNA verdoppelt. Aus einem Chromatid Chromosom werden zwei Chromatid Chromosomen. Wenn du nicht weißt, wie das funktioniert, empfehle ich dir das Video zur identischen Replikation der DNA von Vincent 030. Die G2-Phase ist das Ruhestadium vor der Mitose. Das letzte Stück unseres Kreises bildet die Mitose ab. Das ist die Kernteilung.
Im letzten Teil, das siehst du am kleinen z, teilt sich die ganze Zelle. Das Fachwort für Zellteilung lautet "Zytokinese" und wie diese Vorgänge im Einzelnen ablaufen, das schauen wir uns jetzt an. Wie du vielleicht schon weißt, besitzt jede menschliche Körperzelle 46 Chromosomen in ihrem Zellkern. Die eine Hälfte dieser Chromosomen hast du von deinem Vater erhalten und die andere Hälfte von deiner Mutter. Die väterlichen Chromosomen sind in diesem Video schwarz dargestellt, die mütterlichen rot. Da jedes Chromosom zweimal vorkommt, spricht man von einem doppelten bzw. diploiden Chromosomensatz. Das kürzt man auch als "2n" ab. Ebenso wie die Interphase gliedert sich die Mitose in mehrere Unterphasen. Die erste heißt Prophase. In der Prophase sind die Chromosomen noch wirr und ungeordnet und die typische Gestalt, die du schon kennst, sieht man noch gar nicht. Deswegen müssen die Chromosomen spiralisiert werden. Ich zeige dir das jetzt mal anhand eines Bandes.
Dadurch werden sie kleiner und sind leichter zu transportieren. Um dir mal eine Zahl zu nennen, die DNA im Zellkern wird auf 1/5000 ihrer eigentlichen Länge verkürzt. Dann löst sich die Kernhülle auf und an den Zellpolen bildet sich aus dem Zentrosom eine Kernspindel. Wie dir vielleicht schon aufgefallen ist, besteht mein doppelter Chromosomensatz nur aus 4 Chromosomen. Das ist für dich viel übersichtlicher als wenn ich mit 46 Chromosomen hier arbeiten würde. Die nächste Phase heißt Metaphase. Die Chromosomen sind maximal spiralisiert und bestehen alle aus 2 Chromatiden. Jetzt ordnen sie sich zwischen den 2 Polen in einer sogenannten Äquatorialebene an. Das kann man sich gut mit dem Äquator unserer Erde merken, deswegen habe ich das kleine Bild links daneben gelegt. Die Gesamtheit der Chromosomen in der Äquatorialebene nennt man Äquatorialplatte. Der Spindelapparat bildet sich immer weiter aus.
Jetzt ein kleiner Exkurs. Der Spindelapparat besteht aus Eiweiß, sogenannten Mikrotubuli. Die stelle ich mir persönlich immer wie Radioantennen vor. Diese Eiweiße können sich immer mehr ausziehen und haften an den einzelnen Chromatiden, genauer gesagt am Centromer, denn da sind ja die beiden Chromatiden miteinander verbunden. Und anschließend können sie sich wieder zusammen ziehen.
Jetzt kannst du dir bestimmt schon denken, was passiert. In der Anaphase werden die Chromatiden voneinander getrennt. Die Mikrotubuli ziehen sich zusammen und transportieren die Chromatiden zu den Zellpolen. An den Zellpolen habe ich jetzt immer noch einen doppelten Chromosomensatz, aber er besteht nur noch aus 1 Chromatid Chromosom.
Die letzte Phase der Mitose heißt Telophase. Die Chromatiden entschrauben sich und eine neue Kernhülle wird gebildet. Die Zellteilung beginnt schon während der Anaphase. Die Zellmembran schnürt sich nach und nach immer mehr ein und die Zellorganellen, z. B. Mitochondrien, werden in beide Hälften aufgeteilt. Es entstehen 2 unabhängige Tochterzellen und jetzt sind wir im Zellzyklus wieder im G1-Stadium angelangt. Die Zellen beginnen jetzt wieder zu wachsen.
Nochmal ein kurzer Überblick: Aus 1 Mutterzelle wurden 2 Tochterzellen und jede Tochterzelle besitzt die gleiche DNA. Die Mutterzelle war diploid und bestand aus 2 Chromatid Chromosomen. Die Tochterzellen sind ebenfalls diploid, aber besitzen nur noch 1 Chromatid Chromosom.
Als Zusammenfassung habe ich dir eine typische Testaufgabe mitgebracht, die mir schon in der 10. und in der 13. Klasse begegnet ist. In diesem Diagramm findest du auf der y-Achse den relativen DNA-Gehalt, einmal von 2 und dann das Doppelte von 2, 4. Auf der x-Achse musst du dann im Ernstfall die Phasennamen der Mitose und der Interphase eintragen.
Jetzt gehen wir das Ganze nochmal durch. In der G1-Phase wächst die Zelle und wir haben einen relativen DNA-Gehalt von 2. In der Synthese-Phase wird die DNA verdoppelt und der Graf steigt von 2 auf 4 an. Die G2-Phase ist nochmal eine kurze Ruhephase, bevor es mit Mitose und Zellteilung losgeht. Die Prophase ist die 1. Phase der Mitose. Die Kernhülle löst sich auf. Die Chromosomen spiralisieren sich, sodass sie ihre typische Form erhalten, und der Spindelapparat bildet sich. In der Metaphase ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene zwischen den Zellpolen an. Der Spindelapparat bildet sich immer weiter aus und die Spitzen der Mikrotubuli haften am Centromer. In der Anaphase werden die 2 Chromatid Chromosomen getrennt und die Mikrotubuli ziehen sich zusammen und transportieren so die Chromatiden zu den Zellpolen. In der Telophase bilden sich neue Kernhüllen und die Chromosomen entschrauben sich wieder. Ab der späten Anaphase beginnt sich die Zellmembran einzuschnüren, solange bis 2 unabhängige Tochterzellen entstanden sind. Ich hoffe, dir hat dieser Film gefallen und ich konnte dir beim Lernen helfen. Hoffentlich bis zum nächsten Mal. Sabine.