Zellzyklus im Überblick

  • Der Zellzyklus wird in Interphase und Teilungsphase unterteilt.
  • Die Teilungsphase des Zellzyklus besteht aus der Mitose (Kernteilung) und der Cytokinese. Diese wird auch als M-Phase bezeichnet.
  • Die Interphase wird in G1-Phase, G0-Phase (optional), G2-Phase und S-Phase des Zellzyklus gegliedert.
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Quelle sofatutor.com

 Zellzyklus – Definition

Der Vorgang von der Entstehung zweier Tochterzellen aus einer Mutterzelle bis zur erneuten Teilung der Zellen wird als Zellzyklus bezeichnet. Dabei muss das Erbgut (DNA) der Mutterzellen verdoppelt und auf die Tochterzellen verteilt werden. Das geschieht in verschiedenen Phasen des Zellzyklus. Da während eines Zellzyklus keine Meiose stattfindet, liegt während des gesamten Zellzyklus ein diploider Chromosomensatz vor. Nur die DNA-Menge verändert sich im Laufe eines Zellzyklus.

Interphase – Definition

Die Interphase ist der Zeitraum zwischen zwei Mitosen. In dieser Phase des Zellzyklus liegen die Chromosomen als feiner Faden vor und werden als Chromatin bezeichnet. Die Interphase ist in G1-Phase, G0-Phase (optional), G2-Phase und S-Phase unterteilt. Diese Phasen des Zellzyklus werden nachfolgend erläutert.

Zellzyklus – G1-Phase

Die G1-Phase schließt sich direkt an eine Mitose an. In dieser Phase wachsen die frisch geteilten Zellen zur vollen Größe heran. Ausdifferenzierte Zellen, die sich nicht mehr teilen, verbleiben in dieser Phase, die dann als G0-Phase bezeichnet wird. Alle anderen Zellen treten in die S-Phase ein.

Zellzyklus – S-Phase

Die S-Phase ist der Zeitpunkt für die Replikation im Zellzyklus. In dieser Phase des Zellzyklus wird der DNA-Gehalt verdoppelt. Die Chromosomen liegen jetzt als Zwei-Chromatid-Chromosomen vor.

Zellzyklus – G2-Phase

Nach der Verdoppelung der DNA bis zur erneuten Mitose und Cytokinese befindet sich die Zelle in der G2-Phase. Die Zelle wächst erneut.

Zellzyklus – M-Phase

In der M-Phase findet die eigentliche Zellteilung, bestehend aus Mitose und Cytokinese, statt. Diese Phase ist in Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase und Telophase gegliedert. In folgender Tabelle werden die Vorgänge in diesen Phasen kurz skizziert:

Phase Merkmale
Prophase In diesem Teil des Zellzyklus verändert sich die Chromosomenstruktur. Die Chromosomen beginnen, sich zu verkürzen, und werden kompakter. Ausgehend von den Polen der Zelle wird der Spindelapparat ausgebildet.
Die Kernmembran beginnt, sich aufzulösen.
Prometaphase Die Kernmembran ist vollständig aufgelöst.
Metaphase Die verkürzten Chromosomen ordnen sich in diesem Teil der Mitose in der Äquatorialebene an. Das ist die Mitte der Zelle.
Die Spindelfasern heften sich am Zentromer der Chromosomen an.
Anaphase Die Chromatiden eines Chromosoms werden getrennt und zu den entgegengesetzten Polen gezogen.
Jede Tochterzelle erhält so einen vollständigen, diploiden Chromosomensatz, bestehend aus Ein-Chromatid-Chromosomen.
Telophase Die Chromatiden entfalten sich wieder, der Spindelapparat wird abgebaut.
Es werden zwei neue Kernhüllen und damit neue Zellkerne gebildet.
Die Zelle schnürt sich in der Äquatorialebene ein und bildet zwei neue Tochterzellen (Zellteilung, Cytokinese).

Regulation des Zellzyklus

Die Phasenübergänge in einem Zellzyklus sind durch Kontrollpunkte (Checkpoints) gekennzeichnet. An diesen Stellen wird beispielsweise überprüft, ob die Zelle die richtige Größe hat oder ob die Replikation der DNA erfolgreich und fehlerfrei verlaufen ist und die Zelle in die nächste Phase eintreten kann. Der gesamte Zellzyklus wird durch körpereigene Proteine koordiniert. Diese können durch innere und äußere Faktoren beeinflusst und damit der Zellzyklus gestört werden. Dies soll am Beispiel der Krankheit Krebs erläutert werden. Gerät die Zellvermehrung außer Kontrolle, können sich die Zellen also ungehindert teilen, so entsteht ein Tumor. Die Stoffe, die die Kontrollpunkte des Zellzyklus steuern, arbeiten nicht mehr richtig, weil sie fehlerhaft konstruiert sind. Ursache dafür können Mutationen in den für diese Proteine codierenden Gene sein, die während der Replikation vorkommen können oder durch Umwelteinflüsse, wie UV-Strahlung oder Chemikalien, ausgelöst werden können.

In der folgenden Abbildung des Zellzyklus sind die einzelnen Phasen und die Kontrollpunkte skizziert:

Phasen des Zellzyklus

Häufig gestellte Fragen zum Thema Zellzyklus

Der Vorgang von der Entstehung zweier Tochterzellen aus einer Mutterzelle bis zur erneuten Teilung der Zellen wird als Zellzyklus bezeichnet.

Der Zellzyklus wird in Interphase und Teilungsphase unterteilt.
Die Teilungsphase des Zellzyklus besteht aus der Mitose (Kernteilung) und der Cytokinese. Diese wird auch als M-Phase bezeichnet.
Die Interphase wird in G1-Phase, G0-Phase (optional), G2-Phase und S-Phase des Zellzyklus gegliedert.

Nach der Verdoppelung der DNA bis zur erneuten Mitose und Cytokinese befindet sich die Zelle in der G2-Phase. Die Zelle wächst hier erneut.

Die Interphase ist der Zeitraum zwischen zwei Mitosen.

Die Interphase ist in G1-Phase, G0-Phase (optional), G2-Phase und S-Phase unterteilt. In diesen Phasen wächst die Zelle und die DNA-Menge wird verdoppelt.

Der Zellzyklus findet in allen Organen statt, die sich teilende Zellen enthalten.

Während der Replikation wird die DNA-Menge verdoppelt. Aus Ein-Chromatid-Chromosomen werden Zwei-Chromatid-Chromosomen.

Ausdifferenzierte Zellen, die sich nicht mehr teilen, verbleiben in dieser Phase, die dann als G0-Phase bezeichnet wird. Diese Phase kann lebenslang anhalten.

Über den Zellzyklus werden das Zellwachstum und die Zellvermehrung gesteuert.

Ein kompletter Zellzyklus in Säugetierzellen dauert etwa 22 Stunden.

Der Zellzyklus wird über Kontrollpunkte gesteuert.

Die Zelle teilt sich in der M-Phase des Zellzyklus.

Das ist abhängig vom Organismus und der Zellart. Sie kann bis zu zwölf Stunden dauern.

Die S-Phase ist der Zeitpunkt für die Replikation im Zellzyklus. In dieser Phase des Zellzyklus wird der DNA-Gehalt verdoppelt.

Die G1-Phase schließt sich direkt an eine Mitose an. In dieser Phase wachsen die frisch geteilten Zellen zur vollen Größe heran.

Der DNA-Gehalt wird verdoppelt. Aus Ein-Chromatid-Chromosomen werden Zwei-Chromatid-Chromosomen.

Die Interphase ist die Phase zwischen zwei Mitosen.