Mitose und Zytokinese

Mitose ist der Prozess, der duplizierte Chromosomen gleichmäßig auf zwei Zellkerne aufteilt, und Zytokinese teilt das Zytoplasma, um die Bildung von zwei Tochterzellen abzuschließen.

Definition

Mitose ist die Teilung eines duplizierten Zellkerns in zwei genetisch identische Zellkerne; Zytokinese ist die Aufteilung des Zytoplasmas, die zu zwei separaten Tochterzellen führt.

Scope

Dieses Thema behandelt die Stadien der Mitose von der Prophase bis zur Telophase, den Aufbau und die Dynamik der mitotischen Spindel, die Anheftung und Bewegung von Chromosomen, den Spindel-Checkpoint und die Mechanismen der Zytokinese in tierischen und pflanzlichen Zellen.

Core questions

• Was geschieht in jedem Stadium der Mitose?
• Wie wird die mitotische Spindel aufgebaut und wie fängt sie Chromosomen ein?
• Wie verhindert der Spindel-Checkpoint Fehlsegregation?
• Wie wird das Zytoplasma während der Zytokinese geteilt?

Key theories

Dynamische Instabilität von Mikrotubuli

Spindel-Mikrotubuli wechseln stochastisch zwischen Wachstum und schnellem Schrumpfen, ein dynamisches Verhalten, das es der Spindel ermöglicht, Chromosomen zu suchen und einzufangen und Kräfte für deren Bewegung zu erzeugen.

Mechanisms

Nach der Chromosomenkondensation in der Prophase zerfällt die Kernhülle, und die bipolare Spindel bildet sich aus dynamisch instabilen Mikrotubuli, die an den Zentrosomen nukleiert werden. Kinetochore an jedem Chromosom fangen Mikrotubuli ein, sodass Schwesterchromatiden an entgegengesetzte Pole binden und die Chromosomen sich an der Metaphasenplatte ausrichten. Der Spindel-Checkpoint blockiert die Anaphase, bis die Anheftung vollständig ist; dann wird die Kohäsion gespalten, und die Schwestern bewegen sich zu entgegengesetzten Polen. Es folgt die Zytokinese, bei der ein kontraktiler Aktomyosinring tierische Zellen abschnürt und sich in Pflanzenzellen eine Zellplatte bildet.

Clinical relevance

Mitose und Zytokinese gewährleisten die getreue Vererbung von Chromosomen und liegen dem Wachstum und der Gewebeerneuerung zugrunde, wodurch sie für die Zellbiologie von zentraler Bedeutung sind. Die hier gegebene Darstellung ist deskriptiv und nicht präskriptiv.

History

Flemings Beobachtungen aus dem neunzehnten Jahrhundert benannten und beschrieben die Mitose; die Entdeckung der dynamischen Instabilität von Mikrotubuli durch Mitchison und Kirschner im Jahr 1984 erklärte, wie die Spindel sich aufbaut und Chromosomen einfängt, was die Mechanik der Zellteilung begründete.

Key figures

• Walther Flemming
• Tim Mitchison
• Marc Kirschner

Seminal works

• mitchison1984
• alberts2014

Frequently asked questions

Was ist die mitotische Spindel?

Es ist eine bipolare Anordnung von Mikrotubuli, die an Chromosomen bindet und die duplizierten Kopien zu entgegengesetzten Enden der Zelle zieht.

Wie unterscheidet sich die Zytokinese zwischen tierischen und pflanzlichen Zellen?

Tierische Zellen schnüren sich mithilfe eines kontraktilen Rings aus Aktin und Myosin ab, während Pflanzenzellen, die starre Zellwände besitzen, eine neue Zellplatte aufbauen, die nach außen wächst, um die Tochterzellen zu trennen.