Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
J. Arnemann

Mitose

Mitose
Synonym(e)
Kern-und Chromosomenteilung
Englischer Begriff
mitosis
Definition
Mitose bezeichnet den Vorgang der Zellteilung mit gleichzeitiger Teilung des Zellkerns in 2 Tochterkerne mit identischem Gehalt an genetischer Information.
Beschreibung
Die Teilung von Zelle und Zellkern ist ein mehrstufiger Prozess. In einem proliferativem Gewebe oder Entwicklungsstadium wechseln sich Zell- und Zellkernteilung (Mitose) mit einer Interphase ab, in der durch Synthese von Zellstrukturen und Replikation (Verdoppelung) der DNA alles für die nächste Teilung vorbereitet wird:
1.
Die Interphase beginnt mit der G1-Phase, die auch als postmitotische Phase bezeichnet wird, und im Wesentlichen der Ergänzung der „Zellausstattung“ mit Zellorganellen und Zytoplasma sowie der Bevorratung mit dNTPs, Histonen sowie Enzymen für die Replikation der DNA, wie z. B. DNA-Polymerasen und DNA-Ligasen. Die DNA besteht aus einem Chromatid und liegt entspiralisiert vor.
  • 1b. An dieser Stelle gibt es für die Zelle noch die Möglichkeit in eine G0-Phase auszuweichen, die z. T. reversibel als Ruhephase für nicht oder nicht mehr teilende Zellen definiert ist.
 
2.
Die teilungsaktive Zelle geht von der G1-Phase in die S- oder Synthesephase über. Hierbei wird die Doppelhelix an definierten Stellen auseinandergewunden, an denen die Verdoppelung der DNA unter Einbau der zuvor bereitgestellten dNTPs einsetzt und die neu replizierte DNA mit Histonen verpackt wird. Auch die Zentriolen verdoppeln sich. Die Synthesephase endet, wenn die Replikation der DNA abgeschlossen ist und jedes Chromosom aus 2 Chromatiden besteht, die im Zentromer zusammengehalten werden.
 
3.
In der nachfolgenden G2-Phase bereitet sich die Zelle auf die bevorstehende Mitose vor, indem es u. a. dafür relevante Proteine synthetisiert und die Zelladhäsionsmoleküle zu den Nachbarzellen löst, sodass sich die teilungswillige Zelle durch Flüssigkeitszunahme vergrößern und abrunden kann.
 
4.
In der nun folgenden M- oder Mitosephase läuft zunächst die Kernteilung in verschiedenen Stadien ab:
  • Prophase, in der die Chromosomen spiralisiert werden und sich gleichzeitig eine zweipolige Spindel entwickelt.
  • Prometaphase, in der sich die Kernhülle auflöst und die Chromosomen sich zur Äquatorialebene der Zelle bewegen. Die Chromosomen verdichten sich noch stärker und die beiden Chromatiden werden unter dem Mikroskop sichtbar.
  • Metaphase, in der sich die aus 2 Chromatiden bestehenden Chromosomen in der Aäquatorialebene, auch Metaphaseplatte genannt, aufgestellt haben.
  • Anaphase, in der die Zentromere sich teilen und die nun getrennten Chromatiden eines jeden Chromosoms jeweils zu den entgegengesetzten Polen wandern bzw. von den Spindelfasern gezogen werden.
  • Telophase, in der alle aufgeteilten Chromosomen den Spindelpol erreicht haben und sich neue Kernhüllen um diese Chromosomen herum ausbilden. Gleichzeitig schnürt sich das Cytoplasma ein.
  • Zytokinese, in der die beiden Tochterzellen mit gleichen Satz DNA-Sequenzen voneinander getrennt werden.
 
Literatur
Alberts et al (2002) Molecular biology of the cell, 4. Aufl. Garland Science, New York
Yunis YY (1976) High resolution of human chromosomes. Science 191:1268–1270CrossRefPubMed