Genetik

Mitose

Was ist eine Mitose und aus welchen Phasen besteht sie? In diesem Artikel erklären wir dir alles, was du zur Mitose wissen musst und welche Bedeutung sie in der Biologie hat.

Du willst den Inhalt dieses Artikels schnell und verständlich in audiovisueller Form erklärt bekommen? Dann schau dir gerne unser zugehöriges Video an.

Inhaltsübersicht

Mitose einfach erklärt

Unter einer Mitose kannst du dir eine Teilung des Zellkerns vorstellen. Du kannst sie auch als indirekte Kernteilung oder Karyokinese bezeichnen. Nach ihr entstehen zwei Tochterzellen, die genetisch identisch mit ihrer Mutterzelle sind.

Die Mitose ist für die Vermehrung von Körperzellen zuständig und dauert je nach Lebewesen unterschiedlich lang. Sie ist damit ein sehr wichtiger Bestandteil der gesamten Zellteilung. Eine weitere Form der Kernteilung ist die sogenannte Meiose.

Definition
Als Mitose wird eine Kernteilung bezeichnet, an der sich eine Teilung der Mutterzelle in zwei, mit der Mutterzelle genetisch identische Tochterzellen, anschließt. Die gesamte Mitose lässt sich in vier Phasen unterteilen. Der Zeitraum zwischen zwei Zellteilungen wird als Interphase bezeichnet.

Mitose Ablauf

Die Mitosephasen, inklusive der Interphase, gehören alle zu dem sogenannten Zellzyklus%Verweis?. Der Zellzyklus beschreibt den gesamten Vorgang der Teilung von Eukaryoten. Dabei werden neue Zellen für Tiere, Menschen und Pflanzen gebildet. Am Ende des Zellzyklus befindet sich die Cytokinese. Bei ihr wird die Mutterzelle endgültig aufgeteilt.

Du solltest dir dabei merken, dass eine Mitose nur bei Organismen stattfinden kann, die einen Zellkern besitzen (=Eukaryoten). Lebewesen ohne einen Zellkern, die sogenannten Prokaryoten, vermehren sich auf andere Weise. Die Chromosomen%Verweis der Prokaryoten heften sich an die Zellmembran, die darauf eingeschnürt wird. Danach entstehen bei Prokaryoten zwei Tochterzellen.

Interphase

Der Zeitraum zwischen zwei Zellteilungen wird als Interphase bezeichnet. Für den Start einer Mitose benötigt die Zelle ein doppeltes genetisches Material.

Du kannst die Interphase nochmals in drei weitere Zyklen einteilen.
Die G1 Phase oder auch Gap Phase schließt direkt an die Zytokinese an. Hier wächst die Zelle stark an und bildet mehrere Zellorganelle.

In der S Phase (S-Phase), auch Synthese Phase genannt, verdoppelt sich die genetische Information. Dadurch können aus den einsträngigen Chromatiden vollständige Chromosomen entstehen.

Die G2 Phase schließt die Interphase ab. Hier wächst die Zelle durch Flüssigkeitsaufnahme weiter an und bereitet sich auf die nächste Mitose vor.

Mitose Phasen

Die Mitose selbst kannst du in fünf, in manchen Fällen auch nur in vier einzelne Phasen oder Stadien einteilen. Diese Mitosephasen lauten Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Die Prometaphase wird in der Literatur manchmal auch nicht als eigenständige Phase angesehen.
Erst nach dem Durchlaufen aller dieser Phasen ist die mitotische Teilung vollständig abgeschlossen.

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Mitose Phasen

Prophase

Die Prophase ist dabei das erste Stadium. In dieser Phase wickelt sich das im Zellkern enthaltene Chromatin zu Chromosomen zusammen. Diese ziehen sich darauf stark zusammen und spiralisieren sich.

Du kannst dir ein Chromosom als ein Speichermedium vorstellen, auf dem Erbinformation gespeichert ist. Gerade während der Prophase kannst du die Chromosomen mit einem Mikroskop sehr gut erkennen.
Vor der Kernteilung liegen die Chromosomen in einem lockeren Komplex aus DNA und Proteinen vor, dem Chromatin. Wenn die Mitose eingeleitet wird, verbinden sich zwei identische Stränge (=Chromatid) über ein sogenanntes Centromer zu einem Chromosom.

Die Dauer der Prophase unterscheidet sich je nach Lebewesen sehr stark. Bei manchen Lebewesen kann sie bis zu fünf Stunden dauern.

Wenn sich die Chromosomen zusammengezogen haben, wird die Prometaphase eingeleitet. Diese wird manchmal als eigenständige Phase gesehen, in einigen Fällen aber auch nur als ein Teil der Prophase.

In der Prometaphase lösen sich die Kernhülle und der Nucleolus auf. Die Chromosomen können sich dadurch frei in der gesamten Zelle bewegen. Währenddessen bildet sich an den Zellpolen der sogenannte Spindelapparat aus. Verantwortlich für die Ausbildung des Spindelapparates sind die Zentrosomen (Centrosom) oder auch Zentralkörperchen. Diese sind Organellen in tierischen Zellen. Sie sind jeweils aus einem paar Zentriolen (Centriolen) aufgebaut. Diese Zentriolen sind für die Organisation mehrerer Proteine verantwortlich. Außerdem übernehmen sie einige wichtige Transportaufgaben während der Kernteilung.

Der Spindelapparat ist aus Mikrotubuli – kleinen Proteinstrukturen – aufgebaut. Er ist vor allem für die Auftrennung der Chromatiden verantwortlich.

Metaphase

Wenn die Prometaphase beendet ist, wird die Metaphase eingeleitet. Die Chromosomen ordnen sich nun in einer Ebene in der Mitte der Zelle, der sogenannten Äquatorialebene, an. Die Spindelfasern des Spindelapparates binden sich an die Centromere der einzelnen Chromosomen.

Anaphase

Nach der Metaphase findet die Anaphase statt. Die Spindelfasern, die an den Centromeren der Chromsomen befestigt sind, verkürzen sich nun. Dabei trennen sich die Chromosomen in zwei Chromatidensätze auf.

Diese können dann zu den jeweiligen Polen transportiert werden, wodurch an beiden Polen ein identischer Chromatidsatz vorliegt. Diese Chromatiden kannst du dann auch als Tochterchromosomen bezeichnen. Die Anaphase kann eine Dauer von 2 bis 20 Minuten haben.

Telophase

Nach der Anaphase liegen die Chromatidensätze frei innerhalb des Cytoplasma vor. Um diese Chromatidensätze bildet sich nun im sogenannten Endoplasmatischen Retikulum an beiden Polen eine neue Kernhülle aus.

Cytokinese

Die Cytokinese oder auch Zytokinese schließt sich in den meisten Fällen an die Kernteilung (Mitose) an. Da nach der Telophase lediglich eine Zelle mit zwei Kernhüllen vorliegen würde, muss die gesamte Zelle noch getrennt werden. Das gelingt während der Cytokinese durch eine Trennung des Cytoplasmas. Dadurch entstehen aus der Mutterzelle eine oder mehrere identische Tochterzellen.

Cytokinese, Zellzyklus, Zellteilung, Mitose
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Cytokinese

Mitose Bedeutung

Wie du anhand der einzelnen Mitosephasen gesehen hast, hat die Mitose eine wichtige Bedeutung zum Wachstum verschiedener Lebewesen. In den Körperzellen von Menschen und Tieren werden quasi durchgängig neue Zellen gebildet. Immer wenn dein Köper wächst oder du dich von Verletzungen erholst, findet eine Mitose statt.

Dabei solltest du dir merken, dass die beiden entstandenen neuen Tochterzellen genetisch identisch zu der Mutterzelle sind. Diese beiden Tochterzellen besitzen durch die Vermehrung bei der Mitose einen doppelten Chromosomensatz (2n). Dieser doppelte Chromosomensatz wird auch als diploider Chromosomensatz bezeichnet.

Mitose und Meiose

Die Mitose ist nur eine von zwei Arten der Kernteilung. Die zweite Art ist die Meiose. Da bei der Meiose zusätzlich noch eine Befruchtung stattfindet, werden bei ihr Tochterzellen mit einem einfachen Chromosomensatz gebildet (1n). Diese sogenannten haploiden Chromosomensätze können sich dann mit den Chromosomen bei der Befruchtung verbinden.

Unser Artikel Mitose und Meiose im Vergleich stellt einen übersichtlichen Vergleich zwischen diesen beiden Arten der Kernteilung her.


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