Prophase
Was die Prophase ist und welche Phasen du unterscheidest, erfährst du hier im Beitrag und im Video dazu!
Inhaltsübersicht
Prophase einfach erklärt
Die Prophase ist die erste Phase der Mitose (Zellkernteilung) und der Meiose (Reifeteilung). In der Phase löst sich der Zellkern auf und gibt Chromatin frei, das DNA enthält. Daraus bilden sich x-förmige Chromosomen. Außerdem entsteht in dieser Phase der Spindelapparat, der für die restliche Zellteilung unverzichtbar ist.
Bei der Mitose betrachtest du die Prophase als eine einzige Phase. Bei der Meiose unterscheidest du bei der Prophase zusätzlich zwischen fünf verschiedenen Stadien: Leptotän, Zygotän, Pachytän, Diplotän und Diakinese.
Die Prophase ist die erste Phase der Mitose und Meiose. In dieser Phase löst sich der Zellkern auf und gibt Chromatin frei, das Chromosomen bildet. Außerdem entsteht in der Zelle ein Spindelapparat.
Prophase 1
Bei der Mitose stellt die Prophase eine einzige Phase dar.
Im Gegensatz dazu gibt es bei der Meiose eine Prophase 1 und eine Prophase 2. Die Meiose ist nämlich in zwei Teilvorgänge geteilt (Meiose 1 und Meiose 2), die beide je eine Prophase durchlaufen.
Die Prophase 1 teilt sich wiederum in folgende fünf Stadien:
- Leptotän
- Zygotän
- Pachytän
- Diplotän
- Diakinese
Leptotän
Im Leptotän löst sich der Zellkern und die umgebende Kernhülle langsam auf. Dabei wird das darin enthaltene Chromatin freigegeben, das aus DNA und Proteinen besteht. Das Chromatin verdichtet sich und wird zu Chromosomen geformt, die unter dem Mikroskop sichtbar sind. Diesen Prozess nennst du auch Kondensation.
Außerdem finden in dieser Phase DNA-Doppelstrangbrüche statt, indem kleine Teile beider DNA-Stränge getrennt werden. Dieser Schritt ist grundlegend für die Rekombination im späteren Verlauf der Meiose. Sie ermöglicht neue Genkombinationen und sorgt somit für genetische Vielfalt.
Zygotän
Während des Zygotäns verbinden sich Chromosomen, die in ihrer Form gleich (= homolog) aussehen. Es kommt also zur Paarung von homologen Chromosomen. Dabei richten sie sich nebeneinander in der gleichen Position aus.
Anschließend bildet sich eine leiterartige Struktur zwischen den homologen Chromosomen, die sie zusammenhält. Diese Struktur nennst du synaptonemaler Komplex.
Pachytän
Im Pachytän ist der synaptonemale Komplex vollständig ausgebildet und verbindet die Chromosomen über ihre gesamte Länge miteinander. Daher erscheinen sie unter dem Mikroskop als dicke Strukturen.
In dieser Phase werden die im Leptotän entstandenen DNA-Doppelstrangbrüche repariert. Dabei findet ein Austausch von homologen Segmenten zwischen den Chromosomenhälften (Chromatiden) statt. Diesen Prozess nennst du auch Crossing over.
Übrigens: Rekombination und Crossing over werden häufig synonym verwendet. Allerdings ist Crossing over eine Form der Rekombination. Das Crossing over beschreibt speziell den Austausch von DNA-Segmenten zwischen Chromatiden. Unter der Rekombination verstehst du dagegen den allgemeinen Austausch von genetischer Information.
Diplotän
Im Diplotän werden die homologen Chromosomen wieder voneinander getrennt. Sie sind nur noch an den Stellen miteinander verbunden, an denen eine Rekombination stattgefunden hat. Diese Verbindungsstellen heißen Chromatinbrücken oder auch Chiasmata (Singular: Chiasma).
Die weitere Reifung der weiblichen Geschlechtszellen wird beim Menschen nach dieser Phase erst einmal gestoppt. Diese Ruhephase nennst du auch Diktyotän. Es ist keine eigene Phase, sondern vielmehr ein Teil des Diplotäns, das bis zum Eintritt der Pubertät pausiert ist.
Diakinese
Die Diakinese ist die abschließende Phase der Prophase. Hier zerfällt die Kernhülle, die den Zellkern stabilisiert und von anderen Zellteilen abgrenzt. Außerdem beginnt sich der Spindelapparat zu bilden, der für die Trennung der Chromosomenpaare verantwortlich ist.
Nachdem die Prophase 1 abgeschlossen ist, durchläuft die Zelle in der Meiose 1 noch drei weitere Phasen: Metaphase 1, Anaphase 1 und Telophase 1. Danach beginnt der zweite Teilvorgang der Meiose (Meiose 2) mit der Prophase 2.
Anders als bei der Meiose bilden sich in der Mitose keine homologen Chromosomen. Dementsprechend formt sich auch kein synaptonemaler Komplex zwischen ihnen. Außerdem findet in der Mitose keine Rekombination statt, da die Tochterzellen nach der Zellteilung genetisch identisch sein sollen.
Die Prophase der Mitose unterscheidet sich also in einigen Punkten von der Prophase der Meiose. Allerdings bilden beide Phasen Chromosomen und den Spindelapparat. Außerdem löst sich in beiden Phasen die Kernhülle auf.
Prophase 2
Im Gegensatz zur ersten Prophase ist die Zweite weniger komplex und umfangreich. Auch hier kondensieren wieder Chromosomen und die Kernhülle zerfällt.
Allerdings findet dabei keine Rekombination oder Paarung homologer Chromosomen statt.
Trotzdem beginnt erneut die Bildung eines Spindelapparats. Er soll dieses Mal aber nicht zwei homologe Chromosomen voneinander trennen, sondern die Schwesterchromatiden eines einzelnen Chromosoms. Nach der Meiose 1 liegt jetzt nämlich kein doppelter, sondern nur noch ein einfacher Chromosomensatz vor. Sowohl die Prophase 1 als auch die Prophase 2 dienen zur Vorbereitung auf die Zellteilung. Allerdings findet während der Prophase 1 noch ein zusätzlicher Austausch von genetischem Material statt.
Prophase — Vergleich zu anderen Phasen
Die Prophase ist nur eine von mehreren Phasen der Mitose und Meiose. Nach ihr folgen die Metaphase, die Anaphase und die Telophase. Diese kannst du anhand ihrer unterschiedlich angeordneten Bestandteilen erkennen.
Die Meiose durchläuft die gleichen Phasen wie die Mitose. Allerdings finden in den Prophasen, Metphasen, Anaphasen und Telophasen der Meiose noch zusätzliche Schritte statt, die es bei der Mitose nicht gibt. Der Einfachheit halber schauen wir uns deshalb nur die Phasen der Mitose an.
Die Prophase erkennst du an…
- …den frei angeordneten x-förmigen Chromosomen.
- …der Kernhülle, die die Chromosomen umgibt.
- …den ersten Ansätzen des Spindelapparats.
Nach der Prophase folgt die Metaphase, in der sich die Chromosomen anders anordnen und der Spindelapparat vollständig ausgebildet wird.
Im Gegensatz zur Prophase sind in der Metaphase…
- …die Chromosomen waagerecht in einer Linie angeordnet.
- …die Fäden des Spindelapparats vollständig ausgebildet und bereit an die Chromosomen anzusetzen.
In der Anaphase werden die Chromosomen vom Spindelapparat in Chromatide geteilt und an die Zellpole gezogen.
Anders als in der Prophase sind in der Anaphase…
- …die x-förmigen Chromosomen in der Mitte in zwei Chromatide geteilt.
- …die Chromatide in der Nähe der Zellpole.
- …die Fäden des Spindelapparats verkürzt.
In der abschließenden Telophase bilden sich neue Kernhüllen, sodass zwei neue Zellkerne entstehen. Auch andere Zellorganellen verdoppeln sich, damit nach der Zellteilung zwei genetisch identische Tochterzellen vorliegen. Außerdem lösen sich die kondensierten Chromosomen wieder in Chromatin auf.
In der Telophase…
- …ist die Zelle in der Mitte eingeschnürt oder bereits zweigeteilt.
- …sind in beiden Hälften Chromatide vorhanden oder haben sich zu spaghetti-förmiger DNA verformt.
Prophase — häufigste Fragen
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Was ist die Mitose Prophase?
Die Prophase der Mitose ist die erste Phase der Zellteilung und stellt den Beginn der Zellteilung dar. Sie bereitet die Zelle für die nächsten drei Phasen vor: Metaphase, Anaphase und Telophase.
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Was passiert in der Prophase?
Die Prophase der Mitose und Meiose zeichnet sich durch die Auflösung des Zellkerns, die Bildung von Chromosomen und die Entwicklung des Spindelapparats aus. Bei der Meiose ist die Prophase in fünf Phasen geteilt: Leptotän, Zygotän, Pachytän, Diplotän und Diakinese.
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Welche Phase kommt nach der Pro Phase?
Nach der Prophase folgt die Metaphase, in der sich die Chromosomen waagerecht anordnen und an den Spindelapparat binden. Danach erfolgen die Anaphase und Telophase. Nach Abschluss aller Phasen ist die Mutterzelle in zwei Tochterzellen mit der gleichen genetischen Information geteilt.
Mitose und Meiose im Vergleich
Die Prophase stellt den Beginn der Mitose und Meiose dar. Auch wenn beide Zellteilungsprozesse teilweise die gleichen Phasen durchlaufen, unterscheiden sie sich in ihrem Gesamtablauf und ihrer Funktion. Die wichtigsten Vergleichspunkte haben wir hier für dich zusammengefasst!
