Zellen, die Grundbausteine der Lebewesen, müssen sich vermehren, damit der Mutterorganismus unter anderem wachsen und sich selbst reparieren kann. Damit sich Zellen vermehren können, müssen sie sich teilen. Der physikalische Prozess der Zellteilung heißt Zytokinese.
Eine Zellteilung wäre ohne die gleichzeitige Vermehrung des genetischen Materials der Zelle sinnlos, da jede Tochterzelle eine vollständige Kopie des genetischen Codes des Organismus benötigt, um ihre Aufgabe erfüllen zu können. Zellen reproduzieren sich mit einem Prozess namens Mitose.
Zellen in allen Lebewesen durchlaufen eine Zytokinese; nur eukaryontische (tierische) Zellen durchlaufen eine Mitose, deren Beginn der Zytokinese bei der Zellteilung vorausgeht.
Mitose-Grundlagen
Mitose bezieht sich auf die Reproduktion des genetischen Materials einer Zelle; mit anderen Worten, seine Chromosomen. Dieses Material befindet sich in den Kernen (Singular: Kern) von Zellen. Bevor das Material in Tochterzellen eingebaut werden kann, muss es zuerst repliziert oder kopiert werden. Die Mitose umfasst somit eine Replikation gefolgt von einer Teilung, aber es ist wichtig zu verstehen, dass der Teilungsteil der Mitose nur zu Tochterkernen führt, nicht zu ganzen Tochterzellen.
Mitosephasen
Die Mitose wird in vier Phasen unterteilt: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
In der Prophase verdichten sich paarweise replizierte Chromosomen und machen sich kompakter. Außerdem bildet sich auf jeder Seite der Zelle eine Struktur, die als mitotische Spindel bezeichnet wird, aus Proteinen, die als Mikrotubuli bezeichnet werden.
In der Metaphase wird die Kernmembran abgebaut und die mitotische Spindel erstreckt sich von den Rändern der Zelle nach innen, um sich durch die Zentromere zu verbinden, die alle Chromosomenpaare verbinden.
In der Anaphase werden Chromosomenpaare an ihren Zentromeren auseinandergezogen. Diese getrennten Chromosomen werden dann von der Spindel zu den gegenüberliegenden Seiten der Zelle gezogen. Anaphase garantiert, dass jede Tochterzelle einen identischen Chromosomensatz erhält. In dieser Phase beginnt die Zytokinese.
In der Telophase bildet sich um jeden neuen Satz von Tochterchromosomensätzen eine Kernmembran. Gleichzeitig ist der Prozess der Zytokinese abgeschlossen.
Zytokinese
Die Zytokinese-Definition ist die Aufteilung des Zytoplasmas einer Elternzelle in zwei Tochterzellen. Es beginnt in der Anaphase der Mitose und endet in seiner Telophase. Es ist möglich, die Zytokinese als einzelne Phasen zu definieren, da der Prozess wie die Mitose in vier Phasen unterteilt werden kann: Initiation, wenn die Außenseite der Zelle beginnt, sich nach innen zu kräuseln; Kontraktion, die von Proteinen angetrieben wird, die denen im Muskel ähneln; Membraninsertion, wenn ein Zytoplasma um die beiden fast getrennten Tochterzellen gelegt wird; und Abschluss, wenn die Spaltung abgeschlossen ist.
Arten der Zytokinese
Tier- und Pflanzenzellen durchlaufen unterschiedliche Arten von Zytokinese, da Pflanzenzellen Zellwände haben, während Tierzellen nur Zellmembranen haben. Pflanzen fehlen Zentriolen und Bakterien fehlen sowohl Zentriolen als auch Spindeln. Wenn es also an der Zeit ist, dass diese Zelltypen in zwei Teile gespalten werden, ist der Prozess weniger streng koordiniert. Bei Bakterien wird es lediglich als Spaltung bezeichnet. Bei Pflanzen bildet sich entlang der Metaphaseplatte eine Struktur, die als Zellplatte bezeichnet wird, während bei Tieren eine Einschnürung oder Einfaltung des Zytoplasmas nach innen auftritt.