Somatische Zellen (Zellen, welche keine Geschlechtszellen sind) durchlaufen für die Teilung den Zellzyklus. Hierbei wechseln sich bis zur Differenzierung zu Dauergewebe die Interphase und die Teilungsphase (Mitose + Cytokinese) ab.
Während der Interphase werden die Zellbestandteile verdoppelt und alles für die Teilung vorbereitet. Sie besteht wiederum aus drei Phasen.
In der G1-Phase werden Organellen synthetisiert und die Zelle wächst auf die Größer der Mutterzelle heran.
Bei guten Bedingungen (Größe, Energievorrat, Teilungssignale) geht die Zelle in die Synthese-Phase über und die Chromatide / DNA werden verdoppelt (Replikation).
Vorbereitungen für die Teilung werden getroffen (weiteres Wachstum, Prüfung nach Fehlern bei der Replikation).
Hier wird das Chromatin des Zellkerns auf zwei neue Kerne aufgeteilt (siehe Mitose). Sie findet nur bei Eukaryoten statt (Prokaryoten -> kein Zellkern).
Die Zellkerne, Organellen und das Cytoplasma werden gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt. Die Mitose und Cytokinese zusammen werden auch als Mitose- oder M-Phase oder Teilungsphase bezeichnet.
Wenn sich Zellen differenzieren (z. B. Muskel / Gehirnzellen), gehen sie in die Go-Phase ein und teilen sich nicht weiter (einige Zellen können nach G0 noch zur Teilung stimuliert werden).
Die Mitose ist die Teilung des Zellkerns beziehungsweise die Aufteilung der DNA. Sie besteht je nach Definition aus 4 oder 5 Phasen.
In der Prophase geht die DNA in ihren transportfähigen Zustand über. Das vorher locker verpackte Chromatin kondensiert, es verdichtet sich erst in eine fädige Struktur mit Verdickungen (Nukleosomen) und dann weiter zu 2-Chromatid-Chromosomen, wobei die Schwesterchromatide über das Centromer verbunden sind. In der typischen verdichteten Form der Chromosomen ist die DNA nicht mehr ablesbar.
Während der Interphase sind bei tierischen Zellen zwei Centrosomen entstanden, welche nun zu den Polen der Zelle wandern und den Aufbau des Spindelapparats aus Mikrotubuli (Spindelphasern aus Proteinen) organisieren (bei pflanzlichen Zellen wird dies von anderen Gebilden übernommen).
Zerfall der Kernmembran
Bei tierischen Zellen löst sich die Kernmembran in Fragmente auf, welche von Teilen des Endoplasmatischen Retikulums kaum zu unterscheiden sind. (Im Modell mit vier Phasen am Ende der Prophase).
Vervollständigung des Spindelapparates
Die Schwesterchromatide besitzen bei dem Centromer in entgegengesetzte Richtung zeigende Kinetochore, an welche sich einige Spindelfasern heften. (Auch breitet sich der Spindelapparat weiter aus und bildet Verbindungen.)
Die Zwei-Chromatid-Chromosomen sind maximal kondensiert und jedes Schwesterchromatid ist über die Spindelfasern (genauer: Kinetochor-Mikrotubuli) an je einen der beiden Zellpole verbunden, sodass jedes Zwei-Chromatid-Chromosomen später geteilt werden kann. Durch die gleiche Länge der Kinetochor-Mikrotubuli ordnen sich die Metaphasechromosomen in eine Äquatorialebene / Metaphaseplatte an.
Die Schwesterchromatiden werden am Centromer voneinander getrennt. Nun sind sie Ein-Chromatid-Chromosome (Tochterchromosome) und wandern zu den Zellpolen. Das Wandern erfolgt durch Motorproteine an den Kinetochoren eventuell unterstützt durch eine Verkürzung der Mikrotubuli von den Zellpolen her. An beiden Zellpolen befindet sich am Ende der Anaphase ein vollständiger Satz aus Ein-Chromatid-Chromosomen gleich dem der Mutterzelle.
Die Kinetochorfasern depolymerisieren, der Spindelapparat löst sich auf. Die Kernmembranen der Tochterkerne werden zum größten Teil aus Fragmenten der alten Kernmembran und unter Mitwirkung des ER (endoplasmatisches Retikulum) aufgebaut. Die Chromosomen dekondensieren.
Das Cytoplasma und die weiteren Organellen werden aufgeteilt, zwei Tochterzellen entstehen. Bei Tierzellen geschieht die Teilung durch Einschnürung der Zellmitte von außen nach innen, bei Pflanzenzellen wird in der Äquatorialebene durch Verschmelzen von Golgi-Vesikeln eine Zellplatte und daraus neue Zellwände gebildet. Nun findet wieder die G1-Phase statt und der Zellzyklus wiederholt sich.
Quelle: Diagrama_Mitosis.svg: Jpablo cad translation: Matt (talk), Schemazeichnung Mitose, CC BY-SA 3.0
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