Zellzyklus

Von Kelvinsong (Eigenes Werk) [ CC0 ], über WikimediaCommons

Der Zellzyklus ist die komplexe Abfolge von Ereignissen, durch die Zellen wachsen und teilen. In eukaryotischen Zellen umfasst dieser Prozess eine Reihe von vier unterschiedlichen Phasen. Diese Phasen bestehen aus der Mitosephase (M), Gap-1-Phase (G 1), Synthesephase (S) und Gap-2-Phase (G 2) . Die G1-, S- und G2-Phasen des Zellzyklus werden gemeinsam als Interphase bezeichnet. Die sich teilende Zelle verbringt die meiste Zeit in der Interphase, während sie in Vorbereitung auf die Zellteilung wächst. Das Mitose Phase des Zellteilungsprozesses beinhaltet die Trennung von Kernen Chromosomen , gefolgt vonZytokinese(Teilung des Zytoplasmas, das zwei verschiedene Zellen bildet). Am Ende des mitotischen Zellzyklus werden zwei unterschiedliche Tochterzellen produziert. Jede Zelle enthält identisches genetisches Material.

Die Zeit, die für a Zelle um einen Zellzyklus zu vervollständigen, variiert je nach Art der Zelle . Einige Zellen, wie z Blut Zellen hinein Knochenmark , Haut Zellen und Zellen, die den Magen und den Darm auskleiden, teilen sich schnell und ständig. Andere Zellen teilen sich bei Bedarf, um beschädigte oder tote Zellen zu ersetzen. Zu diesen Zelltypen gehören Zellen der Nieren , Leber und Lunge . Noch andere Zelltypen, einschließlich Nervenzellen , hören Sie auf zu teilen, sobald Sie reif sind.

SCHLUSSELERKENNTNISSE: Zellzyklus

• Zellen wachsen und teilen sich während des Zellzyklus.
• Die Phasen des Zellzyklus umfassen Zwischenphase und die Mitotische Phase . Die Interphase besteht aus der Gap 1-Phase (G 1), der Synthesephase (S) und der Gap 2-Phase (G 2).
• Sich teilende Zellen verbringen die meiste Zeit in der Interphase, in der sie an Masse zunehmen und sich replizieren DNS als Vorbereitung auf die Zellteilung.
• Bei der Mitose wird der Inhalt der sich teilenden Zelle gleichmäßig auf zwei Tochterzellen verteilt.
• Der Zellzyklus tritt auch bei der Replikation von Geschlechtszellen auf, oder Meiose . Nach Abschluss des Zellzyklus in der Meiose werden vier Tochterzellen produziert.

Phasen des Zellzyklus

Darryl Leja, NHGRI

Die beiden Hauptabschnitte des Zellzyklus sind Interphase und Mitose.

Zwischenphase

Während dieses Abschnitts des Zellzyklus verdoppelt eine Zelle ihr Zytoplasma und synthetisiert DNS . Es wird geschätzt, dass eine sich teilende Zelle etwa 90-95 Prozent ihrer Zeit in dieser Phase verbringt.

G1-Phase:Der Zeitraum vor der DNA-Synthese. In dieser Phase nimmt die Zelle in Vorbereitung auf die Zellteilung an Masse und Organellenzahl zu. Tierische Zellen in dieser Phase sind diploid , was bedeutet, dass sie zwei Chromosomensätze haben. S-Phase:Der Zeitraum, in dem DNA synthetisiert wird. In den meisten Zellen gibt es ein enges Zeitfenster, in dem DNA Replikation tritt ein. Der Chromosomengehalt wird in dieser Phase verdoppelt. G2-Phase:Der Zeitraum nach der DNA-Synthese hat stattgefunden, aber vor dem Beginn der Mitose. Die Zelle synthetisiert zusätzlich Proteine und nimmt weiter an Größe zu.

Stadien der Mitose

Bei Mitose und Zytokinese wird der Inhalt der sich teilenden Zelle gleichmäßig auf zwei Tochterzellen verteilt. Mitose hat vier Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Prophase:In dieser Phase treten Veränderungen sowohl in der Zytoplasma und Kern der sich teilenden Zelle. Das Chromatin kondensiert zu diskreten Chromosomen. Die Chromosomen beginnen in Richtung Zellzentrum zu wandern. Die Kernhülle zerfällt und Spindelfasern bilden sich an entgegengesetzten Polen der Zelle. Metaphase:In diesem Stadium verschwindet die Kernmembran vollständig. Die Spindel entwickelt sich vollständig und die Chromosomen richten sich an der Metaphasenplatte aus (einer Ebene, die von den beiden Polen gleich weit entfernt ist). Anaphase:In diesem Stadium werden gepaarte Chromosomen ( Schwesterchromatiden ) trennen und beginnen, sich zu entgegengesetzten Enden (Polen) der Zelle zu bewegen. Spindelfasern, die nicht mit Chromatiden verbunden sind, verlängern und verlängern die Zelle. Telophase:In dieser Phase ist die Chromosomen werden in verschiedene neue Kerne abgegrenzt und der genetische Inhalt der Zelle wird zu gleichen Teilen in zwei Teile geteilt. Die Zytokinese beginnt vor dem Ende der Mitose und endet kurz nach der Telophase.

Sobald eine Zelle den Zellzyklus abgeschlossen hat, geht sie zurück in den G₁Phase und wiederholt den Zyklus erneut. Zellen im Körper können auch in einen sich nicht teilenden Zustand versetzt werden, der als der bezeichnet wird Lücke₀Phase (g₀) an jedem Punkt ihres Lebens. Zellen können in diesem Stadium für sehr lange Zeiträume verbleiben, bis ihnen signalisiert wird, den Zellzyklus zu durchlaufen, der durch das Vorhandensein bestimmter Wachstumsfaktoren oder anderer Signale initiiert wird. Zellen, die enthalten genetische Mutationen sind dauerhaft im G untergebracht₀Phase, um sicherzustellen, dass sie nicht repliziert werden. Wenn der Zellzyklus schief geht, geht das normale Zellwachstum verloren.Krebszellenentstehen können, die die Kontrolle über ihre eigenen Wachstumssignale erlangen und sich ungebremst weiter vermehren.

Zellzyklus und Meiose

Lily Anther Microsporocyte in Telophase II der Meiose. Ed Reschke/Photolibrary/Getty Images

Nicht alle Zellen teilen sich durch den Prozess der Mitose. Organismen dassich sexuell fortpflanzendurchlaufen auch eine Art von Zellteilung genannt Meiose . Meiose tritt auf inGeschlechtszellenund ähnelt im Prozess der Mitose. Nach einem vollständigen Zellzyklus in der Meiose werden jedoch vier Tochterzellen produziert. Jede Zelle enthält halb so viele Chromosomen wie die ursprüngliche Elternzelle. Dies bedeutet, dass Geschlechtszellen sind haploid Zellen. Beim haploiden Männchen und Weibchen Gameten vereinen in einem Prozess namensDüngung, sie bilden eins diploid Zelle namens Zygote.