Zytokinese ist die letzte Phase der Zellteilung, bei der die Mutterzelle in zwei Tochterzellen unterteilt wird. Dieser Prozess ist ein wesentlicher Bestandteil von Mitose und Meiose, die für die Erneuerung und Vermehrung von Zellen im Körper verantwortlich sind.
Die Zytokinese beginnt nach dem Ende der intra-nuklearen Teilung während der Initiation und endet mit dem Trennspliting des Zytoplasma. Normalerweise beginnt die Zytokinese nach der Bildung einer Metaphasenfliese und tritt am Ende der Anaphase auf, wenn sich die Chromosomen zu den Polen der Zelle bewegen.
Die Zellspaltung beginnt mit der Kontraktion des Aktinrings um die Metaphasenfliese. Aktin und Myosin bilden einen kontraktilen Ring, der das Zytoplasma komprimiert und die Bildung einer Barriere zwischen zwei Tochterzellen bewirkt. Der Aktinring wird dann in einer Spirale zusammengezogen, wodurch sich das Zytoplasma entlang der Metaphasenfliese verdichtet und zwei Tochterzellen gebildet werden.
Herkunftsort der Zytokinese
Der Ort der Zytokinese wird durch die Struktur der Zelle bestimmt. Bei den meisten Tierzellen erfolgt die Zytokinese durch Bildung einer Verengung in der Mitte der Zelle. Dies ist ein wichtiger Prozess, der durch Aktinmikrofilamente und spezielle Proteine, die als zytokinöse Ringe bekannt sind, gesteuert wird.
Bei Pflanzenzellen und einigen Tierzellen tritt die Zytokinese anders auf. Anstatt das Zytoplasma in der Mitte der Zelle zu verengen, bildet sich eine neue Zellwand, die die beiden Tochterzellen trennt. Dieser Prozess wird als Zellknetmasse bezeichnet und erfordert die Beteiligung von Mikrotubulen und anderen Komponenten des Zytoskeletts.
Zytokinese ist ein wichtiger Prozess bei der Entwicklung des Körpers und bei der Aufrechterhaltung seiner Funktionen. Störungen im Zytokineseprozess können zu verschiedenen Pathologien führen, einschließlich Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Zytokinese nach Mitose und Meiose auftritt, wenn die Zelle bereits die Chromosomenspaltung durchlaufen hat. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Bildung neuer Zellen und bietet ein Gleichgewicht zwischen Zellfunktionen und der Aufrechterhaltung der richtigen Körperstruktur.
Der Prozess der Zellspaltung in der Zytokinese
Die Durchführung der Zytokinese erfolgt in einer Phase des Zellzyklus, der sogenannten Telophase. In diesem Stadium beginnt die aktive Kontraktion der Aktin- und Myosin-Mikrofilamente, die einen Ring um die "Taille" der Zelle bilden. Dieser Ring wird als Zellaparat oder Cytochesin bezeichnet.
Cytochesin wurde in den 1970er Jahren von Wissenschaftlern entdeckt und ist seitdem Gegenstand zahlreicher Studien geworden. Es bietet einen Mechanismus für die Zellspaltung durch Kontraktion, ähnlich wie bei der Kompression eines Gummirings.
Wenn der Zellaparat vollständig schrumpft, wird die Zelle in zwei Tochterzellen aufgeteilt, von denen jede die Hälfte der Organellen und des genetischen Materials der ursprünglichen Zelle erhält. Der Zytokineseprozess ist abgeschlossen und jede neue Zelle beginnt ein unabhängiges Leben.
Die Phase, in der die Zytokinese auftritt
Die Zytokinese beginnt nach dem Ende der Anaphase, wenn die Chromosomen bei Mitose oder die Chromatide bei Meiose bereits in zwei Gruppen eingeteilt sind und sich zu den gegenüberliegenden Enden der Zelle bewegen. An diesem Punkt beginnt die aktive Kompression des Zytoplasma und die Bildung einer Zellplatte - eine Struktur, die die Zelle in zwei neue Zellen aufteilen wird.
Die Zytokinessphase besteht aus mehreren Phasen:
| Etappe | Die Beschreibung |
|---|---|
| 1. Zytoplasma-Kondensation | Das Zytoplasma schrumpft und sammelt sich in der Mitte der Zelle und bildet eine zytoplasmatische Platte. |
| 2. Bildung der Teilung | Die zytoplasmatische Platte dehnt sich aus, so dass sich die Zelle in zwei Teile aufspalten kann. |
| 3. Abschließen der Teilung | Die beiden Tochterzellen trennen sich vollständig voneinander und bilden zwei unabhängige Zellen. |
Die Zytokinese ist ein kritischer Schritt für die Bildung neuer Zellen und die Aufrechterhaltung der Lebensprozesse des Körpers. Fehlfunktionen während der Zytokinese können zu Entwicklungsanomalien, Krebstumoren und anderen Krankheiten führen.
Die Rolle der Zytokinese bei der Zellteilung
Die Zytokinese sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des genetischen Materials zwischen zwei Tochterzellen, verhindert genomische Instabilität und sorgt für die Erhaltung genetischer Informationen. Es steuert auch die Größe und Form der Zelle, die nach der Mitosephase auftritt – dem Prozess der Zellkern-Teilung.
Zytokinese es wird mit Hilfe von Aktin- und Myosin-Proteinen durchgeführt, die eine ringförmige Struktur bilden – ein Lebkuchen. Dieser Lebkuchen schrumpft und rollt zusammen und schneidet das Zytoplasma in zwei Teile. Nach Abschluss der Zytokinese bilden sich zwei reife Tochterzellen, von denen jede einen vollständigen Satz von Chromosomen und die restlichen Organellen erhält.
Die Zellspaltung tritt am Ende der mitotischen Phase auf, nach der Telophasephase und vor Beginn der Interphase, wenn sich die Zelle auf die Wiederaufteilung vorbereitet. Die Zytokinese beginnt mit der Bildung eines zytokinetischen Lastwagens, der sich dann verengt und die Zelle in zwei teilt. Der Prozess der Zytokinese wird oft synchron mit dem Ende der Zellkern-Teilung abgeschlossen.
Bildung einer zytoplasmatischen Membran
Die zytoplasmatische Membran bildet sich während des letzten Stadiums der Zytokinese, der als Körpersucher bezeichnet wird. Zu dieser Zeit bildet sich eine kugelförmige Struktur zwischen den Tochterkernen, die als Körper oder Körpersucher bezeichnet wird. Der Körpersucher besteht aus Proteinen und anderen Molekülen, die sich an Mikrotubuli und Mikrofilamente binden und einen Rahmen der Struktur bilden.
Nach der Bildung des Körpersuchers beginnt der Prozess der Verengung und Spaltung der Zelle. Die zytoplasmatische Membran beginnt sich durch Zusammenbau und Kompression Phospholipiddoppelschichten zu bilden. Die Richtung der Membranbildung beginnt mit dem Körpersucher und dehnt sich in Richtung der Peripherie der Zelle aus.
Die Bildung der zytoplasmatischen Membran wird von der Aktivierung und Umgestaltung von Strukturen wie Aktinmikrofilamenten, Mikrotubuli und intermediären Filamenten begleitet. Diese Strukturen sind an der Bewegung von Phospholipiden und anderen Membrankomponenten zum Ort der Bildung einer neuen Zellmembran beteiligt.
Die Bildung der zytoplasmatischen Membran ist ein wichtiger Schritt des Zytokinessprozesses und gewährleistet die Trennung der Zelle in zwei Tochterzellen unter Beachtung der Integrität des Membransystems und der korrekten Platzierung der intrazellulären Komponenten.
