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Tags: Physiologie, Genetik, Biologie, Zelle, Zellen, Zellkern, Nukleus, Nucleus, Mitose, Meiose, Zellzyklus, Phasen, M-Phase, Mitose-Phase, Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase, Zellkernteilung, Cytoplasma, Erbinformation, Gen, Buchstabe, Buchstaben, Erbinformationsträger, genetischer Code, Telomerase, Telomer, Telomere, Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin, Nukleinsäure, Moleküle, Stränge, Einzelstränge, Doppelstrang, Doppelstränge, Desoxyribonukleinsäure, DNS, Desoxiribo Nucleic Acid, DNA, Ribonukleinsäure, RNA Chromosom, Chromosomen, Doppelhelix, Mensch, Medizin, Biomedizin, Bild, Grafik, Illustration, Zeichnung

Genetik, X-Chromosom mit Desoxyribonukleinsäure DNS, Desoxiribo Nucleic Acid DNA
X-Chromosom mit Telomere, den Chromosomenenden mit DNA Strukturelemente

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Anatomie Atlas online, Anatomie des Menschen

Zellteilung, Mitose der Zelle, Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase,  Zellkernteilung bei Zellen

Prophase (1), Metaphase (2), Anaphase (3) und Telophase (4), ein Vorgang der Zellkernteilung bei Zellen. Im Anschluss erfolgt die Zytokinese, so dass aus einer Zelle zwei Tochterzellen entstehen. Mitose und Zytokinese fasst man als M-Phase (Mitose-Phase) zusammen, sie bilden mit den dazwischen liegenden Interphasen den Zellzyklus. Zellen sind autonom zur Reproduktion und Selbsterhaltung fähig, dies geschieht durch Vermehrung in Form von Zellteilung (Mitose oder Meiose). Im menschlichen Körper existieren unterschiedlichste Zelltypen, die sich sich für eine Arbeitsteilung in Geweben spezialisiert haben. Das Zellinnere besteht aus Zellorganellen, Zellstrukturen die auf bestimmte Aufgaben spezialisiert sind. Der Zellkern (Nukleus, Nucleus) beinhaltet genetisches Material, bestehend aus Desoxyribonukleinsäuren (DNS, engl. Desoxiribo Nucleic Acid, DNA) und Ribonukleinsäuren (RNA). (Grafiken © Frank Geisler)

Physiologie Zellen
Genetik, Chromosomen und Mitose der Zelle

Chromosomen sind Strukturen, die Gene und damit Erbinformationen enthalten. Sie bestehen aus DNA, die mit vielen Proteinen verpackt ist. Diese Mischung aus DNA und Proteinen wird auch als Chromatin bezeichnet. Chromosomen befinden sich im Zellkern von Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkern), somit auch in jeder menschlichen Zelle, und bestehen aus aufgewickelter DNA (Desoxyribonucleinacid). Obwohl die Anzahl der Chromosomen bei jeder Spezies variiert, ist die Menge der Chromosomen einer Spezies pro Körperzelle identisch. Der Mensch besitzt 23 Chromosomenpaare (diploid) bzw. 46 einzelne Chromosomen (haploid).
Die X-ähnliche Form der Chromosomen, die in den meisten Darstellungen vorherrscht, tritt nur in einem kurzen Abschnitt während der Zellkernteilung (Mitose) auf, nämlich in der Metaphase. Im einfachsten Fall enthält ein Chromosom einen durchgehenden DNA-Faden, an den Histone und andere Proteine angelagert sind. Der DNA-Faden wird oft als DNA-Molekül bezeichnet, obwohl es sich bei der vorliegenden DNA-Doppelhelix um zwei Einzelstrang-Moleküle handelt. Eindeutige Bezeichnungen sind DNA-Doppelstrang oder DNA-Doppelhelix.

Telomere sind die natürlichen einzelsträngigen Chromosomenenden linearer Chromosomen. Sie sind als eine Art Schutzkappe platziert und sind für die Stabilität von Chromosomen wesentliche Strukturelemente der DNA. Telomere besitzen einen hohen Guanin- und Thymin-Anteil, der hochrepetitiv (oft wiederholt) ist. Für den Stabilisierungseffekt ist auch die gefaltete Sekundärstruktur der Telomere wichtig. Telomere werden mit biologischen Vorgängen in Verbindung gebracht, die mit der Alterung von Zellen (Zellseneszenz), aber auch deren Immortalisierung – und damit auch Entstehung von Krebs – zusammenhängen. Mit jeder Zellteilung verkürzen sich die Telomere unaufhaltsam, da die DNA-Polymerase am Folgestrang nicht mehr ansetzen kann. Wird ein kritisches Minimum der Telomerlänge unterschritten, kann sich die Zelle nicht mehr teilen. Es tritt der programmierte Zelltod (Apoptose) oder ein permanenter Wachstumsstopp (Seneszenz) ein. Die hierdurch entstehende Begrenzung der zellulären Lebenszeit wird als Tumorsupressor-Mechanismus verstanden.
Die Telomere bestehen zur Geburt aus mehreren tausend Bausteinen, welche sich im Laufe des Lebens bei jeder Zellteilung verkürzen. Unterschreiten sie eine bestimmte Länge, geht bei der nächsten Teilung wichtige genetische Information verloren – die Zelle stirbt ab. Die Länge der Telomere wird als Marker für das Alter einer Zelle betrachtet. Bei Zellen, die sich sehr häufig teilen, z.B. Knochenmarkstammzellen oder auch Immunzellen, ergänzt das Enzym Telomerase nach jeder Teilung das fehlende Stück.
Unter starken psychischen Belastungen können sich die Chromosomenenden der Immunzellen verkürzen. Indem die Lebensdauer bestimmter Körperzellen vermindert wird, altern die Menschen schneller.

Chromosomen während der Zellkernteilung (Mitose):
Prophase: In diesem ersten Stadium der Mitose kondensieren die Chromosomen zunehmend. Sie werden so von einer zugänglichen Quelle genetischer Information zu einer nicht mehr ablesbaren, kompakten Transportform. Die Kernmembran wird aufgelöst. Dies wird manchmal als der Beginn einer zusätzlichen Phase, der Prometaphase gesehen.
Metaphase: Die Chromosomen wandern in die Äquatorialebene der Zelle und bilden dort die Metaphaseplatte. Bis zu diesem Zeitpunkt besteht jedes Chromosom aus zwei Chromatiden.
Anaphase: Der Spindelapparat sorgt für die Trennung der Chromatiden jedes Chromosoms und ihren Transport senkrecht weg von der Metaphaseplatte, zu zwei entgegengesetzten Zellpolen. Dazu werden Mikrotubuli sowohl an den Kinetochoren der Centromere als auch an den Zellpolen befestigt.
Telophase: Nach Abschluss der Anaphasebewegung wird die Kernhülle um die Chromosomen neu gebildet. Die Dekondensation beginnt. Der neu entstehende Zellkern enthält nun Ein-Chromatid-Chromosomen.

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Medical Art Frank Geisler

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Genetik, Doppelhelix-Strang mit Desoxyribonukleinsäure DNS, Desoxiribo Nucleic Acid DNA
DNA-Strang

Genetik, Telomerase im Telomer, Telomere sind Enden der Chromosomen - DNA Strukturelemente
Chromosom mit Darstellung der Telomerase im Telomer

medical art of the humans
from Frank Geisler

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anatomy art of the humans
from Frank Geisler

03.10.2013 © Frank Geisler