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zellteilung

Lernziele

In dieser Lektion lernen Sie

1. Was ist Zellteilung?
2. Welche Arten der Zellteilung gibt es?
3. Zellteilung bei Prokaryoten versus Eukaryoten.
4. Was ist Mitose?
5. Was ist Meiose?
6. Unterschied zwischen Diploiden und Haploiden.

WAS IST ZELLTEILUNG?

Zellteilung ist der Prozess, bei dem sich eine Zelle, die als Elternzelle bezeichnet wird, teilt, um zwei neue Zellen zu bilden, die als Tochterzellen bezeichnet werden. Je nach Art des Organismus gibt es mehrere Arten der Zellteilung.

WAS SIND DIE ARTEN DER ZELLTEILUNG?

Es gibt drei Haupttypen der Zellteilung: binäre Spaltung, Mitose und Meiose. Binäre Spaltung wird von einfachen Organismen wie Bakterien verwendet. Komplexere Organismen gewinnen entweder durch Mitose oder Meiose neue Zellen.

ZELLTEILUNG IN PROKARYOTEN

Zellteilung

1. Zytoplasma
2. Chromosom
3. DNA Replikation
4. Zytokinese
5. Zwei identische Tochterzellen

Die meisten prokaryotischen Zellen teilen sich durch den Prozess der binären Spaltung. Die binäre Spaltung kann als eine Reihe von Schritten beschrieben werden, obwohl es sich tatsächlich um einen kontinuierlichen Prozess handelt. Die Schritte umfassen die DNA-Replikation, die Chromosomentrennung und schließlich die Trennung in zwei Tochterzellen.

1. DNA-Replikation – Kurz bevor sich die Zelle teilt, wird ihre DNA in einem Prozess namens DNA-Replikation kopiert. Dadurch entstehen zwei identische Chromosomen statt nur einem. Dieser Schritt ist notwendig, damit bei der Zellteilung jede Tochterzelle ein eigenes Chromosom erhält.
2. Chromosomentrennung – Die beiden Chromosomen trennen sich und bewegen sich zu entgegengesetzten Enden (bekannt als Pole) der Zelle. Dies geschieht, da jede DNA-Kopie an verschiedenen Teilen der Zellmembran anhaftet.
3. Trennung – Eine neue Plasmamembran beginnt in der Mitte der Zelle zu wachsen, und das Zytoplasma spaltet sich auf und bildet zwei Tochterzellen. Wenn die Zelle beginnt, sich auseinanderzuziehen, werden die neuen und die ursprünglichen Chromosomen getrennt. Die beiden entstehenden Tochterzellen sind untereinander und mit der Elternzelle genetisch identisch. Auch um die beiden Zellen muss sich eine neue Zellwand bilden.

ZELLTEILUNG IN EUKARIOTEN

Die Zellteilung ist bei Eukaryoten komplexer als bei Prokaryoten. Vor der Teilung wird die gesamte DNA in den multiplen Chromosomen einer eukaryotischen Zelle repliziert. Seine Organellen sind ebenfalls dupliziert. Wenn sich die Zelle dann teilt, geschieht dies in zwei Hauptschritten:

1. Mitose - Der erste Schritt ist die Mitose, ein mehrphasiger Prozess, bei dem sich der Zellkern teilt. Während der Mitose bricht die Kernmembran zusammen und bildet sich später neu. Die Chromosomen werden ebenfalls sortiert und getrennt, um sicherzustellen, dass jede Tochterzelle eine diploide Anzahl (2 Sätze) von Chromosomen erhält. Beim Menschen beträgt diese Chromosomenzahl 46 (23 Paare). Die Mitose wird später ausführlicher beschrieben.
2. Zytokinese – Der zweite große Schritt ist die Zytokinese. Wie in prokaryotischen Zellen muss sich das Zytoplasma teilen. Zytokinese ist die Teilung des Zytoplasmas in eukaryotischen Zellen, wodurch zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen.

Mitose

Mitose wird verwendet, wenn eine Zelle in exakte Kopien ihrer selbst repliziert werden muss. Alles in der Zelle wird dupliziert. Die beiden neuen Zellen haben dieselbe DNA, dieselben Funktionen und denselben genetischen Code. Die ursprüngliche Zelle wird als Mutterzelle bezeichnet und die beiden neuen Zellen werden als Tochterzellen bezeichnet.

Beispiele für Zellen, die durch Mitose produziert werden, umfassen Zellen im menschlichen Körper für Haut, Blut und Muskeln.

Zellzyklus für die Mitose

Zellen durchlaufen verschiedene Phasen, die als Zellzyklus bezeichnet werden. Der „normale“ Zustand einer Zelle wird als Interphase bezeichnet. Das genetische Material wird während der Interphase der Zelle dupliziert. Wenn eine Zelle das Signal erhält, dass sie sich duplizieren soll, tritt sie in die erste Phase der Mitose ein, die als Prophase bezeichnet wird.

• Prophase – Während der Prophase kondensiert das Chromatin zu Chromosomen und die Kernmembran und der Nukleolus brechen zusammen.
• Metaphase – Während der Metaphase reihen sich die Chromosomen in der Mitte der Zelle aneinander.
• Anaphase – Während der Anaphase trennen sich die Chromosomen und bewegen sich zu gegenüberliegenden Seiten der Zelle.
• Telophase – Während der Telophase bildet die Zelle zwei Membranen um jeden Chromosomensatz und die Chromosomen entrollen sich. Die Zellwände klemmen dann ab und spalten sich in der Mitte auf. Die zwei neuen Zellen oder Tochterzellen werden gebildet. Die Aufspaltung der Zellen wird Zytokinese oder Zellspaltung genannt.

1. Zwischenphase
2. Prophase
3. Metaphase
4. Anaphase
5. Telophase
6. Zytokinese (Tochterzellen)

Die Mitose beginnt mit der Prophase, in der das Chromosom kondensiert wird. Die Zelle geht in die Metaphase über, wo die Chromosomen auf der Metaphasenplatte ausgerichtet werden. Dann werden die Chromosomen in der Anaphase getrennt und das Zytoplasma der Zelle wird während der Telophase auseinandergedrückt. Die Zytokinese ist der letzte Prozess, der die Zellmembran aufbricht und die Zelle in zwei Teile teilt.

Interphase ist der normale Zustand einer Zelle. Es kann auch als Ruhezustand bezeichnet werden. Dies ist der Zeitpunkt, an dem die Zelle sicherstellt, dass sie alle Nährstoffe und Energie zum Überleben hat. Es bereitet sich auf eine weitere Teilung vor – die Vervielfältigung seiner Nukleinsäuren, damit es alles hat, wenn es Zeit für die Prophase ist.

Meiose

Wenn es an der Zeit ist, dass sich der gesamte Organismus reproduziert, wird Meiose verwendet. Es gibt zwei Hauptunterschiede zwischen Mitose und Meiose. Erstens hat der Meiose-Prozess zwei Abteilungen. Wenn die Meiose abgeschlossen ist, produziert eine einzelne Zelle vier neue Zellen statt nur zwei. Der zweite Unterschied besteht darin, dass die neuen Zellen nur die Hälfte der DNA der ursprünglichen Zelle haben. Dies ist wichtig für das Leben auf der Erde, da es neue genetische Kombinationen ermöglicht, die Vielfalt im Leben erzeugen.

Beispiele für Zellen, die eine Meiose durchlaufen, sind Zellen, die bei der sexuellen Fortpflanzung verwendet werden und Gameten genannt werden.

Diploide und Haploide

Die durch Mitose produzierten Zellen werden Diploide genannt, weil sie zwei vollständige Chromosomensätze haben.

Die aus der Meiose hervorgegangenen Zellen werden als Haploide bezeichnet, weil sie nur halb so viele Chromosomen aufweisen wie die ursprüngliche Zelle.