Wie funktioniert der Zellzyklus

Wie und warum teilen sich Zellen? Der Zellzyklus. Die Zellteilung ist der Motor alles Wachstums auf Erden, ohne den die Evolution unmöglich gewesen wäre: eine kurze, verständliche Zusammenfassung.

Wie teilen sich Zellen und warum? Der Zellzyklus, oder auch die Zellteilung, ist der „Motor“ des Lebens auf der Erde: Ohne ihn wäre die gesamte Evolution, von der Amöbe bis zu Wirbeltieren, von den einfachsten bis zu den hochkomplexesten Lebensformen unmöglich gewesen. Und nicht nur die Evolution, auch etwa die Entwicklung eines Lebewesens im Mutterleib und die Entwicklung unserer Organe, unser Hautbild und vieles mehr werden durch die Zellteilung bestimmt, sind von ihr abhängig. Doch wie genau funktioniert die Zellteilung überhaupt?

Zuerst muss man wissen, dass der Zellzyklus „den Vorgang von der Teilung der Mutterzelle bis zur erneuten Teilung der Tochterzellen“ beschreibt: also die Aufteilung der Zellen in der Regel in zwei neue Zellen. Das besondere dabei ist, dass das Erbgut der Zelle dabei nicht halbiert, sondern verdoppelt wird: So enthalten die beiden Tochterzellen bei ihrer Trennung genau so viel DNA wie ihre Mutterzelle.

Man unterscheidet im Zellzyklus drei Phasen: die Interphase, die Mitose (Zellkernteilung) und die Cytokinese.

Die Interphase ist die Vorbereitungsphase der Zelle für den eigentlichen Teilungsprozess. Man nennt die Stufen der Vorbereitung G1-Phase, S-Phase und G2-Phase. In der Interphase wächst die Zelle an und erfüllt ihre Funktion im Organismus (G1-Phase), zum Beispiel bei Säugetieren als Leberzelle, die an den Entgiftungsprozessen in der Leber beteiligt ist. Außerdem wird während der Interphase die DNA der Zelle verdoppelt (S-Phase), damit sie gleich auf die beiden Tochterzellen verteilt werden kann. Anschließend bereitet sie sich dann auf die Teilung des Kerns vor (G2-Phase). In der G1-Phase ist der Stoffwechsel der Zelle sehr aktiv. In der Phase gibt es den so genannten G1-Kontrollpunkt; übertritt die Zelle diesen Punkt, kann die Verdoppelung (oder Replikation) der DNA nicht mehr aufgehalten werden. Auch in der G2-Phase gibt es einen Kontrollpunkt, in dem die Zelle prüft, ob die DNA korrekt verdoppelt wurde. Erst nach Überschreitung der Kontrolle teilt sich der Zellkern.

In der Mitose (Kernteilung) findet die Teilung des Zellkerns statt: Während der S-Phase hat sich die DNA verdoppelt, und das Erbgut liegt im Zellkern nun in Form von sogenannten 2-Chromatid-Chromosomen vor. Im Laufe der Mitose teilen sich diese Chromosomen in der Mitte des Zellkerns: so entstehen 1-Chromatid-Chromosomen. Die beiden 1-Chromatid-Chromosomen „wandern“ jetzt jeweils zu den entgegengesetzten Enden (Polen) des Zellkerns. So ist die gleiche Menge an DNA an jedem Pol vorhanden. In der Mitte bildet sich eine Kernmembran aus.

Anschließend folgt die Zellteilung der Zellorganellen und des Cytoplasmas, das die Zelle umschließt. Diese Teilung nennt man Cytokinese. Mit der Cytokinese ist die Zellteilung abgeschlossen, und die beiden neuen Zellen treten wie ihre Mutterzelle wieder in die Interphase ein, um sich danach zu teilen.

Ergebnis des Zellzyklus ist also die „Vermehrung“ der Zelle, was zum Wachstum / zur Funktion der Zelle im Organismus beiträgt, und somit die Weitergabe der DNA der Zelle.

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