Tochterzellen bei Mitose und Meiose

Tochterzellen sind Zellen, die aus der Teilung einer einzelnen Elternzelle resultieren. Sie entstehen durch die Teilungsprozesse von Mitose und Meiose. Die Zellteilung ist der Fortpflanzungsmechanismus, durch den lebende Organismen wachsen, sich entwickeln und Nachkommen hervorbringen.

Am Ende des mitotischen Zellzyklus teilt sich eine einzelne Zelle und bildet zwei Tochterzellen. Eine Elternzelle, die sich einer Meiose unterzieht, produziert vier Tochterzellen. Während Mitose sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Organismen auftritt, tritt Meiose in eukaryotischen Tierzellen, Pflanzenzellen und Pilzen auf.

Tochterzellen bei Mitose

Mitose ist das Stadium des Zellzyklus, das die Teilung des Zellkerns und die Trennung von Chromosomen umfasst. Der Teilungsprozess ist erst nach der Zytokinese abgeschlossen, wenn das Zytoplasma geteilt und zwei verschiedene Tochterzellen gebildet werden. Vor der Mitose bereitet sich die Zelle auf die Teilung vor, indem sie ihre DNA repliziert und ihre Masse und ihre Organellenzahlen erhöht. Die Chromosomenbewegung erfolgt in der verschiedene Phasen der Mitose:

• Prophase
• Metaphase
• Anaphase
• Telophase

Während dieser Phasen werden Chromosomen getrennt, zu entgegengesetzten Polen der Zelle bewegt und in neu gebildeten Kernen enthalten. Am Ende des Teilungsprozesses werden duplizierte Chromosomen gleichmäßig auf zwei Zellen aufgeteilt. Diese Tochterzellen sind genetisch identische diploide Zellen mit der gleichen Chromosomenzahl und dem gleichen Chromosomentyp.

Somatische Zellen sind Beispiele für Zellen, die sich durch Mitose teilen. Somatische Zellen bestehen aus allen Körperzelltypen, ausgenommen Geschlechtszellen. Die Chromosomenzahl somatischer Zellen beim Menschen beträgt 46, während die Chromosomenzahl für Geschlechtszellen 23 beträgt.

Tochterzellen bei Meiose

In Organismen, die zur sexuellen Fortpflanzung fähig sind, werden Tochterzellen durch Meiose produziert. Meiose ist ein zweiteiliger Teilungsprozess, der Gameten produziert. Die sich teilende Zelle geht durch Prophase, Metaphase, Anaphase, und telophase zweimal. Am Ende von Meiose und Zytokinese werden aus einer einzigen diploiden Zelle vier haploide Zellen hergestellt. Diese haploiden Tochterzellen haben die Hälfte der Chromosomenzahl als die Elternzelle und sind genetisch nicht identisch mit der Elternzelle.

Bei der sexuellen Fortpflanzung vereinigen sich haploide Gameten bei der Befruchtung und werden zu einer diploiden Zygote. Die Zygote teilt sich weiterhin durch Mitose und entwickelt sich zu einem voll funktionsfähigen neuen Individuum.

Tochterzellen und Chromosomenbewegung

Wie kommen Tochterzellen nach der Zellteilung auf die entsprechende Anzahl von Chromosomen? Die Antwort auf diese Frage betrifft den Spindelapparat. Das Spindelapparat besteht aus Mikrotubuli und Proteinen, die die Chromosomen während der Zellteilung manipulieren. Spindelfasern heften sich an replizierte Chromosomen an und bewegen und trennen sie gegebenenfalls. Die mitotischen und meiotischen Spindeln bewegen die Chromosomen zu entgegengesetzten Zellpolen, um sicherzustellen, dass jede Tochterzelle die richtige Anzahl von Chromosomen erhält. Die Spindel bestimmt auch die Position der Metaphasenplatte. Diese zentral lokalisierte Stelle wird zur Ebene, auf der sich die Zelle schließlich teilt.

Tochterzellen und Zytokinese

Der letzte Schritt des Zellteilungsprozesses erfolgt in Zytokinese. Dieser Prozess beginnt während der Anaphase und endet nach der Telophase in der Mitose. Bei der Zytokinese wird die sich teilende Zelle mit Hilfe des Spindelapparates in zwei Tochterzellen aufgeteilt.

• Tierzellen

In tierischen Zellen bestimmt der Spindelapparat den Ort einer wichtigen Struktur im Zellteilungsprozess, genannt kontraktiler Ring. Der kontraktile Ring wird aus Aktin-Mikrotubuli-Filamenten und Proteinen einschließlich des Motorproteins Myosin gebildet. Myosin zieht den Ring der Aktinfäden zusammen und bildet eine tiefe Furche, die als a bezeichnet wird Spaltfurche. Während sich der kontraktile Ring weiter zusammenzieht, teilt er das Zytoplasma und zerquetscht die Zelle entlang der Spaltfurche.

• Pflanzenzellen

Pflanzenzellen enthalten keine Astern, sternförmige Spindelapparat-Mikrotubuli, die helfen, die Stelle der Spaltfurche in tierischen Zellen zu bestimmen. Tatsächlich bildet sich bei der Zytokinese von Pflanzenzellen keine Spaltfurche. Stattdessen werden Tochterzellen durch ein getrennt Zellplatte gebildet durch Vesikel, die von den Organellen des Golgi-Apparats freigesetzt werden. Die Zellplatte dehnt sich seitlich aus und verschmilzt mit der Pflanzenzellwand und bildet eine Trennwand zwischen den neu geteilten Tochterzellen. Wenn die Zellplatte reift, entwickelt sie sich schließlich zu einer Zellwand.

Tochter-Chromosomen

Die Chromosomen in den Tochterzellen werden als Tochterchromosomen bezeichnet. Tochter-Chromosomen resultieren aus der Trennung von Schwesterchromatiden in Anaphase von Mitose und Anaphase II der Meiose. Tochterchromosomen entstehen aus der Replikation einzelsträngiger Chromosomen während der Synthesephase (S-Phase) des Zellzyklus. Nach der DNA-Replikation werden die einzelsträngigen Chromosomen zu doppelsträngigen Chromosomen, die in einer als Centromer bezeichneten Region zusammengehalten werden. Doppelsträngige Chromosomen sind bekannt als Schwesterchromatiden. Schwesterchromatiden werden schließlich während des Teilungsprozesses getrennt und gleichmäßig auf neu gebildete Tochterzellen verteilt. Jedes getrennte Chromatid ist als Tochterchromosom bekannt.

Tochterzellen und Krebs

Die Mitose-Zellteilung wird von den Zellen streng reguliert, um sicherzustellen, dass etwaige Fehler korrigiert werden und dass sich die Zellen ordnungsgemäß mit der richtigen Anzahl von Chromosomen teilen. Sollten Fehler in Zellfehlerprüfsystemen auftreten, können sich die resultierenden Tochterzellen ungleichmäßig teilen. Während normale Zellen durch mitotische Teilung zwei Tochterzellen produzieren, zeichnen sich Krebszellen durch ihre Fähigkeit aus, mehr als zwei Tochterzellen zu produzieren.

Drei oder mehr Tochterzellen können sich aus sich teilenden Krebszellen entwickeln und diese Zellen werden schneller produziert als normale Zellen. Aufgrund der unregelmäßigen Teilung von Krebszellen können auch Tochterzellen zu viele oder zu wenig Chromosomen aufweisen. Krebszellen entstehen häufig durch Mutationen in Genen, die das normale Zellwachstum steuern oder die Bildung von Krebszellen unterdrücken. Diese Zellen wachsen unkontrolliert und erschöpfen die Nährstoffe in der Umgebung. Einige Krebszellen wandern sogar über das Kreislaufsystem oder das Lymphsystem zu anderen Stellen im Körper.