Zellteilung: Amitosis, Mitosis, Cytokinesis

Zellteilung: Amitosis, Mitosis, Cytokinesis!

Es gibt zwei Arten von Organismen - azellulär und mehrzellig. Das Wachstum und die Entwicklung eines Individuums hängen ausschließlich vom Wachstum und der Vermehrung der Zellen ab. Es war Virchow, der die Zellteilung zunächst hinreichend feststellte.

In tierischen Zellen wurde die Zellteilung 1824 von Prevost und Dumas in Form einer Segmentationsteilung oder -spaltung untersucht. Der Mechanismus der Zellteilung wurde erst lange danach genau untersucht, aber Remak und Kolliker zeigten, dass der Prozess eine Teilung des Zellkerns beinhaltet und das Zytoplasma.

Der Begriff Karyokinese wurde von Schleicher (1878) eingeführt, um die Veränderungen des Zellkerns während der Teilung zu bezeichnen, und der Begriff Zytokinese wurde von Whiterman (1887) eingeführt, um die damit verbundenen Veränderungen im Zytoplasma zu bezeichnen.

Zellteilung ist zwangsläufig die Vermeidung von Alterung und zweitens die Trennung von Individuen in halbunabhängige Einheiten, was zu Effizienz führt. Wir sehen also, dass die Zellteilung ein weit verbreitetes Phänomen ist, das nicht nur für die Aufrechterhaltung des Lebens, sondern auch für die Entwicklung des Organismus selbst wesentlich ist.

Zellteilung kann bequem als beschrieben werden:

(i) direkte Aufteilung :

Wo der Zellkern und der Zellkörper eine einfache Massenaufteilung in zwei Teile durchmachen. Es wird auch Amitosis genannt.

(ii) Indirekte Teilung

Hier erfährt der Kern komplizierte Veränderungen, bevor er in zwei Tochterkerne aufgeteilt wird.

Amitosis:

Die Amitose oder direkte Zellteilung ist das Mittel der asexuellen Reproduktion in azellulären Organismen wie Bakterien und Protozoen sowie eine Methode der Vermehrung oder des Wachstums in fötalen Membranen einiger Wirbeltiere. Bei der Amitosis-Zellteilung folgt der Kernspaltung eine zytoplasmatische Verengung.

Während der Amitosis verlängert sich der Kern zuerst und nimmt dann ein hantelförmiges Aussehen an. Die Depression oder Verengung nimmt zu und unterteilt den Kern in zwei Kerne. der Kernteilung folgt die Verengung des Cytoplasmas, die die Zelle in zwei gleiche oder ungefähr ähnliche Hälften teilt.

Ohne das Auftreten eines nuklearen Ereignisses werden daher zwei Tochterzellen gebildet.

Mitose:

Bei der Mitose teilt sich eine Zelle in zwei, die beide genetisch identisch sind mit der Elternzelle. Mit anderen Worten, sowohl die Chromosomen als auch die Gene sind in allen Zellen gleich. Diese Art der Zellteilung ist notwendig, wenn der Organismus und / oder die Zelle bestehen bleiben und überleben soll.

Es gibt viele Fakten bezüglich der Notwendigkeit der Zellteilung, und diese variieren abhängig von der jeweiligen biologischen Funktion. In Lebergewebe zum Beispiel, wenn einige Zellen absterben oder beschädigt sind, teilen sich andere Zellen und stellen neue Zellen bereit, um die verloren gegangenen Zellen aufzufüllen.

Andere Zellen im Organismus wachsen tatsächlich (vergrößern sich), und wenn sie einen Punkt erreichen, an dem sich zu viel Zytoplasma in einer bestimmten Menge an Kernmaterial befindet, teilen sie sich und der gesamte Prozess beginnt von neuem. Das Wachstumsphänomen beinhaltet auch eine Zunahme der Anzahl von Zellen. Die Zunahme der Größe eines Gewebes oder Organs ist häufig eher auf eine numerische Zunahme der Zellen als auf eine Zunahme der Zellgröße zurückzuführen.

Wenn diese Zellen den geeigneten Umwelt- und biochemischen Signalen ausgesetzt werden, können sie stimuliert werden, um sich bis zu einem bestimmten Zelltyp zu differenzieren. Die Summe ergibt sich daraus, dass dem Organismus durch jede Teilung ein gewisses Maß an Plastizität und Unsterblichkeit verliehen wird.

Wenn die Plastizität verloren geht, durchläuft der Organismus einen Alterungsprozess, und wenn der Teilungsprozess außer Kontrolle gerät, „wächst“ der Organismus buchstäblich zu Tode! Der Prozess der Mitose ist ein kontinuierlicher Prozess, der jedoch aufgrund bestimmter Änderungen in mehrere Phasen oder Stufen unterteilt werden kann.

Charakteristische Merkmale der mitotischen Phasen oder Phasen :

Bei der Zellteilung treten die ersten sichtbaren Veränderungen im Zellkern auf, wenn die Chromonomen zu Chromosomen kondensieren (Gr; farbige Körper). Dieses Stadium wird als Prophase (Gr; frühe Figur) bezeichnet. Dann verschwindet die Kerngrenze und die Chromosomen richten sich in oder nahe einer Ebene in der Zelle aus. Dies ist Metaphase (Gr; mittlere Figur).

Anschließend trennt sich jedes Chromosom in zwei Teile, und diese beiden Teile wandern voneinander weg zu den Enden der Zellen. Dies ist Anaphase (Gr; Auf- und Abwärtsfigur.). Als nächstes stellen die Chromosomen an jedem Ende der Zelle einen Kern wieder her. Dies ist Telophase (Gr, letzte Zahl). Dann teilt sich das Zytoplasma in zwei Tochterzellen auf, wodurch die Interphase wieder hergestellt wird.

Interphase:

Die Periode der metabolischen Aktivität, in der sich die Zellteilung nicht in einem Prozess befindet, wurde als "Interphase" bezeichnet. Dies wird häufig als Ruhephase bezeichnet, aber dieser Begriff ist nicht geeignet, da die Zelle in diesem Stadium am aktivsten ist. Deshalb bezeichneten Berril und Huskins (1936) sie als Energiephasen.

Die Interphase ist die Periode zwischen der Telophase einer Division und der Prophase der neuen Zellteilung. Während dieser Phase macht die Zelle alles außer der Division. Während der Interphase duplizieren sich die Gene und üben ihre Funktion aus, die Synthese zu überwachen.

Die Chromatinkörnchen im Kern sind in der lebenden Zelle nicht leicht zu unterscheiden, können aber durch Behandlung mit einer Chemikalie hervorgerufen werden, die sie abtötet, fixiert und färbt. Sie scheinen auf den ersten Blick über den gesamten Kern verstreut zu sein, aber ein sorgfältiges Studium hat gezeigt, dass sie in einem bestimmten Muster als lange zusammengerollte Stränge angeordnet sind und in gewöhnlichen gefärbten Präparaten als fadenähnliches Netz erscheinen.

"Kernsaft" oder "Karyoplasma" füllt die Zwischenräume zwischen den Chromosomen. Einer der abgerundeten Körper, die Nucleoli sind normalerweise vorhanden. Zwischen dem Kern und dem umgebenden Zytoplasma befindet sich die Kernmembran. Im an den Kern angrenzenden Zytoplasma gibt es einen Körper, den Zentralkörper, der aus zwei Körnern besteht, oder nachdem sich jedes Granulat repliziert hat, aus zwei Paaren von Körnern, den Zentriolen.

Ein typischer Zellzyklus, einschließlich der Interphase, dauert 20-24 Stunden. Die Interphase ist die längste Zeit im Zellzyklus und kann in Zellen mehrere Tage dauern.

Die Interphase kann weiter in vier Teilphasen unterteilt werden:

1. G ₁ -Phase

2. S-Phase.

3. G -Phase.

4. M-Phase.

Die G ₁ -Phase umfasst die Synthese und Organisation des Substrats und Enzyms, die für die DNA-Synthese erforderlich sind. Daher ist G ₁ durch die Synthese von RNA und Protein gekennzeichnet. G ^{Auf die 1} -Phase folgt die S-Phase, in der die DNA-Synthese stattfindet. Während der G ₂ -Phase werden alle Stoffwechselaktivitäten durchgeführt. M-Phase ist die Periode der Chromosomenteilung.

Die relativen Längen dieser Phasen unterscheiden sich in verschiedenen Organismen. Eine menschliche Zelle in Kultur bei 37 ° C schließt den mitotischen Zyklus in etwa 20 Stunden ab und die M-Phase dauert nur eine Stunde. Temperatur und Zellumgebung spielen eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Zellteilung.

Sogar die nicht meristematischen Zellen können manchmal durch Änderung der Umgebungsbedingungen zur Teilung gebracht werden. Die Zellen, die sich nicht mehr teilen werden, haben in der G _: -Phase den mitotischen Zyklus und beginnen mit der Differenzierung.

Die Zellen zeigen folgende Änderungen in der Interphase:

1. Die Zelle als Ganzes erreicht maximales Wachstum und verfügt über synthetisierte Proteine ​​zur Energiegewinnung für verschiedene Bereiche und Prozesse.

2. Die Kernmembran ist intakt und die Chromosomen befinden sich in Form von mehr oder weniger locker aufgewickelten Fäden, die etwas dicht an der Membran anliegen. In diesem Zustand der Chromosomen betrachten die meisten Zytologen diese als doppelt, während einige Arbeiter der Meinung sind, sie seien mehrteilig.

3. Die zwei rechtwinklig zueinander stehenden Zentriolen replizieren sich jeweils in zwei Teile. Mazia (1961) hat beschrieben, dass bei einer Überprüfung der Replikation keine Trennung stattfindet.

4. Für die zukünftige Spindelkondensation des Protoplasmas in einen zusammenhängenden Bereich mit geleeartiger Konsistenz findet ebenfalls statt. Die Spindel beginnt ebenfalls zu wachsen und drückt die Zentriolen auseinander.

6. Chromo Center sind auch während der Interphase auffällig.

Prophase:

Die Prophase ist in der M-Phase am längsten und kann etwa eine bis mehrere Stunden dauern. In den Neuroblastenzellen der Grashüpfer dauert es etwa 102 Minuten.

Verschiedene wichtige Änderungen in dieser Phase sind wie folgt:

1. Die Zelle neigt dazu, kugelförmig zu werden und erhöht ihre Brechkraft und Turgidität, indem sie die Oberflächenspannung durch Entfernen von Wasser erhöht.

2. Der Zellkern nimmt Wasser aus dem Zytoplasma auf und die Chromosomen organisieren sich anders. Jedes Chromosom zeigt seine besondere Struktur mit ausgeprägter Isolierung der Chromatiden, von denen jedes einem regelmäßigen Wickelzyklus unterliegt.

Zu Beginn der Teilung ziehen sich die Chromosomen zusammen, verdicken sich und werden aufgewickelt. Teilweise scheint diese Veränderung mit der Entwicklung im rechten Winkel zu den alten Spulenrädern zu zusammenhängen. Sparrow (1941) wies darauf hin, dass die gesamte Kontraktion von Ende zu Ende ungefähr ein Fünftel der Anfangslänge beträgt. Physiologisch werden die Spulen durch ständige Kondensation gebildet. Es gibt zwei Arten von Spulen: kleinere Mollspulen und größere somatische Spulen.

Die Art der Verdrillung bei der Bildung von Spulen und Kreiseln wird auch in zwei verschiedene Varianten eingeteilt:

(i) Plektonemie:

Verdreht so, dass es nicht leicht ist, sie zu isolieren, und

(ii) Paranämie:

Gewickelte Chromatiden können seitlich getrennt werden.

3. Die Chromatiden sind mit Zentromeren verbunden. Die Chromosomen sind getrennt in der Kernhöhle verteilt. Der Gehalt an RNA und Phospholipiden steigt allmählich an.

4. Die nukleare Grenze wird unterbrochen, der Spindelapparat beginnt sich zu bilden, der Nukleolus und das Zentromer verschwinden im Allgemeinen.

Die Spindelbildung erfolgt auf zwei Arten:

(i) Ein einzelner Zentriol teilt sich in zwei Tochter-Zentriolen auf und bei der Trennung erscheinen die Astralstrahlen als empfindliche Filamente, die als Spindel bezeichnet werden. Die Zentriolen wandern zusammen mit den Astern, bis sie sich an antipodalen Positionen befinden. Diese Art von Spindel wird als Zentralspindel bezeichnet.

(ii) Die beiden Zentriolen sind bereits vor Beginn der Division polarisiert und die Spindelbildung erfolgt in der Metaphase. Diese Art von Spindel ist als metaphasische Spindel bekannt

Die Mitose, bei der achromatische Figur und Spindel von Zentren gebildet werden, wird als Amphiastralmitose bezeichnet, und wenn Zentren fehlen, wird die Mitose als astral 'bezeichnet. Die Anastralmitose findet in Pflanzen statt.

Pro-Metaphase:

Dieses Stadium folgt dem vollständigen Verschwinden der Kernmembran; Die Chromosomen neigen dazu, sich in einer zentralen Position in der Zelle nahe dem Äquator zu sammeln. Der Begriff Prometaphase wird von Coin (1964) beschrieben. White (1963) definierte es als die Periode, in der die Spindel gebildet wird und während der die Chromosomen den Eindruck von Kämpfen und Stoßen hervorrufen, um den Äquator der sich entwickelnden Spindel zu erreichen.

Zumindest in Anlagen entspricht diese Stufe dem ersten Auftreten einer organisierten Spindel. Wilson und Hyppio (1955) betrachteten diese Positionierung des Chromosoms als eine wichtige Rolle sowohl in der Entwicklung als auch in der funktionalen Organisation. Die Spindelfasern sind röhrenförmig, elastisch, faserig und eiweißhaltig.

Metaphase :

Die Metaphasen-Chromosomen sind scharf definierte und diskrete Körper und eng zusammengerollt. In diesem Stadium kann die Chromosomenzahl leicht gezählt werden und es ist möglich, die verschiedenen Chromosomen anhand ihrer Größe, Form und Grobstruktur zu erkennen. In der frühen Metaphase erscheint eine charakteristische spindelförmige Figur im klaren Kernbereich.

Diese besteht aus faserigen Strahlungen, die sich vom zentralen breiten Teil, dem Äquator, erstrecken und an zwei Punkten an den gegenüberliegenden Enden der Kernregion, den Polen, zusammenlaufen. Die Chromosomen, die bis jetzt zufällig im zentralen Kernbereich der Zelle gestreut waren, zeigen merkwürdige Bewegungen und ordnen sich in einer Ebene in der Mitte zwischen den beiden Polen der Spindel an und bilden eine Äquatorialplatte.

Genauer gesagt, sind es Zentromere der Chromosomen, die an der Äquatorplatte aneinandergereiht sind. Normalerweise treten die kleineren Chromosomen in der Nähe der Mitte der Äquatorplatte und die größeren in der Nähe der äußeren Enden auf. Es ist jedoch nicht notwendig, dass sich die beiden Homologen auf der Äquatorialplatte nahe beieinander befinden.

Die Position jedes Chromosoms ist auf der Äquatorplatte unabhängig von anderen. Das Metaphasen-Chromosom hat eine sichtbar doppelte Struktur und ist deutlich in Längsrichtung in zwei exakt identische Chromatiden gespalten.

Das Zentromer spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung der Spindel und der Trennung der Tochterchromosomen. Die Chromosomen sind so am Äquator angeordnet, dass ein Chromatid jedes Chromosoms einem Pol und das andere dem gegenüberliegenden Pol gegenüberliegt.

An dem Zentromer jedes Chromosoms sind zwei Spindelfasern angebracht, eine auf jeder Seite. Diese verbinden das Chromosom mit den beiden gegenüberliegenden Polen der Spindel und werden als chromosomale oder taktile Fasern bezeichnet. Andere Spindelfasern erstrecken sich von Pol zu Pol und sind nicht an den Chromosomen befestigt. Diese werden kontinuierliche Spindelfasern genannt. Die Spindelfasern bestehen hauptsächlich aus Protein, etwas Ribonukleinsäure (RNA) und Lipiden.

Form und Anordnung der Chromosomen :

Die Anordnung der Chromosomen am Äquator der Spindel ist nicht in allen Organismen von einem Typ, da die Anordnung von der Form, Größe und Anzahl der Chromosomen abhängt, die sich in verschiedenen Organismen unterscheiden, da sie bei manchen Organismen (Chromosomen) fadenförmig sind (Urodela) und bei Insekten (Orthoptera und Diptera): In Odonata, Coleoptera und Hamiptera sind sie kürzer oder stabförmig, während sie in der Orthopoda gerundet sind.

Aufgrund ihrer morphologischen Untersuchung kann man sie in drei Kategorien einteilen:

(i) gerade Stangen oder Fäden:

Diese Chromosomen entstehen direkt durch Verkürzen des Spiremfadens.

(ii) Schleifen, Vs oder Hakenformen:

Diese Chromosomen werden durch eine Biegung am Mittelpunkt oder nahe einem Ende gebildet.

(iii) eiförmige oder kugelförmige Formen:

Diese Formen entstehen durch extreme Verkürzung der Fäden. Alle drei genannten Formen sind aufgrund der Längsspaltung in der Metaphase doppelt. Die Längsspaltung zwischen stäbchenförmigen und fadenförmigen Chromosomen ist eindeutig nachvollziehbar, erscheint jedoch in sphäroidischen Formen aufgrund der extremen Verkürzung der Chromosomen oft als scheinbar querverlaufende Verengung.

Die Spindelbefestigung der Chromosomen:

Die Art der Befestigung der Chromosomen an den Spindelfasern basiert auf der Struktur der Chromosomen. Aber auch wenn die Anordnung und der Bindungsweg für jedes Chromosom konstant sind und von Generation zu Generation vererbt werden. Chromosomen werden durch Zentromere an Spindelfasern gebunden. Die Chromosomen hatten keinen Zentromerschwanz, um sich mit Spindelfasern zu verbinden.

Die Art ihrer Befestigung kann auf zwei Arten erfolgen:

(i) Terminal oder telozentrisch.

(ii) nicht terminal oder atelozentrisch.

Bei der Klemmenbefestigung können die Chromosomen am freien Ende mit Spindelfasern verbunden sein. Eine nicht terminale Befestigung kann am mittleren Punkt (Median) oder an einem Zwischenpunkt oder einem Zwischenpunkt erfolgen.

Anaphase:

In einer Phase bewegen sich die Zentromerpaare entlang der Spindel auseinander und tragen ein Tochterchromosom jedes Paares zu gegenüberliegenden Polen. Die Spindel wird schließlich länger. Die Bewegung der Chromatiden ist komplex.

Zuerst erfolgt eine Trennung des Chromatids vom Zentromer, und dann steuert ein Stromfluss entlang der Spindel ihre Poleward-Bewegung. Diese Phase dauert sehr kurz und variiert zwischen 6 und 12 Minuten. In der letzten Anaphase nimmt die Zone zwischen den beiden Chromosomensätzen oder der Äquatorregion allmählich zu. Es scheint, dass sich die Fasern dehnen und als Interzonalfasern bezeichnet werden.

Die Erweiterung des Mittelteils wurde von Bear als Stemmkorper oder Drücker bezeichnet. Der Drückkörper sieht aus wie ein Gel, das die Chromosomensätze in Richtung der jeweiligen Pole drückt. Während der Poleward-Bewegungen nehmen die Chromosomen abhängig von der Position des Zentromers eigenartige J- oder V-Formen an. In diesem Stadium wird "J" als heterobranchiale und "V" -Chromosomen als Isobranchiale bezeichnet.

Bewegung der Chromosomen :

Die Bewegung des Chromosoms wird durch Spindelfasern gesteuert. Tatsächlich können zwei Prozesse aktiv sein; eine kontinuierliche Vergrößerung und Dehnung der Spindel und die Verkürzung der Chromosomenfasern. Da sich die Fasern verkürzen, ohne dicker zu werden, umfasst das Verfahren wahrscheinlich die Entfernung von Wasser oder anderen Molekülen aus den Fasern. Ein Band aus "interzonalen Fasern" ist häufig für eine Zeit nach der Trennung sichtbar, die die auseinandergezogenen Chromosomen verbindet und oft einen Rest der Spindel enthält.

Kräfte, die an der Bewegung von Chromosomen beteiligt sind:

Spindelfasern sind für die Bewegung von Chromosomen während der Anaphase verantwortlich, dh vom Äquator zum Pol. Verschiedene Arbeiter haben verschiedene Modelle vorgeschlagen, um die an der Bewegung beteiligten Kräfte zu erklären.

Einige davon sind unten aufgeführt:

(i) Einfaches Kontraktionsmodell:

Van Benden (1883) schlug vor, dass Chromosomen in der sich teilenden Zelle durch das Zusammenziehen der Spindelfasern zu den Polen gezogen werden. Swann (1962) beschrieb, dass Zentromere eine Substanz ausscheiden, die den Kontraktion von Spindelfasern verursacht.

Der hauptsächliche Einwand gegen die Theorie ergibt sich aus den direkten Beobachtungen an Chromosomen, die sogar über die Kontrole, an der die Spindelfasern befestigt sind, übertragen werden. Während der Zellteilung verlängert sich die gesamte Zelle, was dem Kontraktionsmodell gerade entgegengesetzt ist.

(ii) Expansionsmodell:

Watase (1981) schlug vor, dass die Spindelfasern Druck auf den Kern und das Chromosom auf der Metaphasenplatte abflachen. Die Chromosomenfasern haften an den Chromosomen, die jetzt in Richtung der gegenüberliegenden Pole gedrückt werden. Aus diesem Grund wird dies auch als Schubmodell bezeichnet.

(iii) Kontraktions- und Expansionsmodell:

Belar schlug vor, dass die anfängliche Trennung von Tochterchromosomen ein autonomer Prozess ist, eine weitere Trennung jedoch das Ergebnis sowohl der Kontraktion als auch der Expansion verschiedener Teile der Spindel ist. Die Chromosomenfasern, die sich von den Zentromeren der Chromosomen bis zu den Spindelpolen erstrecken, ziehen sich zusammen und ziehen die daran befestigten Chromosomen der Pole. Die interzonalen Fasern, die zwischen den trennenden Tochterchromosomen vorhanden sind, dehnen sich aus und drücken die Tochterchromosomen in Richtung entgegengesetzter Pole.

(iv) dynamisches Gleichgewichtsmodell:

Dies ist die überzeugendste Erklärung für den möglichen Mechanismus der Chromosomenbewegung. Invoke und Sato (1967) haben das Auftreten eines Gleichgewichts zwischen großen Monomerpools beschrieben, die die Proteine ​​der Mikrotubuli bilden. Während der Polymerisation treten einige hydrophobe Wechselwirkungen zwischen den nichtpolaren Gruppen von Proteinmonomeren auf.

Während der chromosomalen Bewegung kommt es sowohl zur Kontraktion als auch zur Verlängerung der Spindelfasern durch Abzug oder Zugabe neuer Monomere zu den Fasern. Während der Anaphase ziehen sich die chromosomalen Fasern durch die Deletion des Monomers vom polaren Ende der Fasern zusammen und die Endlosfasern nehmen durch die Anlagerung von neuem Material an den polaren Enden zu. Somit verlängert sich die Spindel um einen Abstand zwischen den Polen.

(v) gleitendes Modell:

Bajer Ostergen und andere sind der Meinung, dass die Bewegung von Chromosomen ein aktiver Prozess ist, bei dem Chromosomenfasern als Segelboote zwischen den Endlosfasern gleiten. Ambrose hat vorgeschlagen, dass bewegliche Kräfte für diese Bewegungen Elektrosmose und Elektrophorese sein könnten. Der Ausfall von ATP soll die für die Spindelbewegung erforderliche Größe liefern.

Mclnuosh, Helper, Van Wie und andere haben das Vorhandensein mechanischer Brücken zwischen den Mikrotubuli beschrieben, ähnlich den Ratschenverbindungen in den Muskelfasern. Die Chromosomenfasern gleiten zwischen den Endlosfasern und ziehen die Chromosomen auseinander. Die Energie wird durch den Abbau von ATP geliefert.

(vii) Elektrisches Modell:

Lillie und С oiler (1936) wiesen darauf hin, dass die Veränderung des Membranpotentials auf lokale Permeabilitätsänderungen zurückzuführen ist, die in der Nähe der Pole und um die Kernmembran auftreten und ein elektrisches Feld erzeugen. Die Chromosomen sind in der Prophase negativ geladen und die geladenen Chromosomen wandern leicht im elektrischen Feld.

(viii) Push-Modell :

Gemäß diesem Konzept werden Chromosomen durch die kolloidale Komponente des Zellcytoplasmas auseinander gedrückt. Das Kolloid nimmt Wasser auf, schwillt an und drückt die beiden Chromatiden der Chromosomen auseinander. Die Spindelfasern fungieren als Spuren, die die Bewegung der Chromosomen zu den Polen lenken und deren Streuung in der gesamten Zelle verhindern.

Telophase:

Die zwei Gruppen auf Chromosomen aggregieren an den Polen und verlieren bei ihrer Ankunft zunehmend ihre Farbart. Die Dekondensation findet statt. Es findet eine Reformierung der Kernmembran durch einen bestimmten unbekannten Prozess statt.

Möglicherweise wird neues Material während der Telophase durch RNA synthetisiert, oder es ist möglich, dass das endoplasmatische retikuläre System zu einer neuen Membran um die Chromosomen führt. Alle Chromosomen werden abgewickelt.

Die Spindelfasern werden im Zellkernorganisator des Zytoplasmas absorbiert oder die SAT-Zone bildet wieder den Zellkern. Schließlich ergeben sich aus diesen Veränderungen zwei Tochterkerne, die in jeder Hinsicht dem Stammkern entsprechen.

Zytokinese:

Zytokinese in Pflanzen:

Auf die Kernteilung oder Mitose, wie es genannt wird, folgt die Teilung des Zytoplasmas. Während die Tochterkerne an den Polen organisiert werden, verschwindet die mitotische Spindel außer am Äquator, wo die kontinuierlichen Spindelfasern dichter werden.

Diese Region wird jetzt als Phragmoplast bezeichnet. Nach Porter und Machade (1960) wird die Bildung der Zellplatte durch die Migration röhrenförmiger Elemente des endoplasmatischen Retikulums in Richtung des interzonalen Bereichs der Spindel initiiert, wo sie sich ausbreiten und ein dichtes Gitter entlang der Mittellinie bilden.

Die Tröpfchen erscheinen im Phragmoplast und enthalten peptische Substanzen, die in der Mitte der sich teilenden Zelle eine als Zellplatte bezeichnete Partition bilden. Bewegungströpfchen werden der Zellplatte hinzugefügt, um die Mittellamelle zu bilden, die nun beginnt, sich nach außen zu erstrecken, bis sie die Außenwände des ursprünglichen Zellwandmaterials erreicht, und nun wird das Primärmaterial der Zellwand auf beiden Seiten der Mittellamelle abgelagert. Diese und zwei Zellen werden gebildet. Die Aufteilung des Zytoplasmas wird als Zytokinese bezeichnet.

Zytokinese in tierischen Zellen:

Die Zytokinese beginnt mit dem Auftreten einer flachen Furche im Zytoplasma am Äquator der Spindel. Langsam und langsam vertieft sich die Furche und verengt das Zytoplasma und die Zelle zu zwei Töchtern. Eine Reihe von Theorien wurde für die Ausbildung der Furche vorgeschlagen.

Dies sind wie folgt:

1. Kontraktile Ringtheorie :

Nach Swann und Mitchison (1958) enthält das Zytoplasma um den Äquator der Spindel einige kontraktile Proteine. Diese Proteine ​​bilden eine Art Ring am Äquator. Wenn sich die Trennzelle verlängert, zieht sich der kontraktile Ring zusammen, was zur Bildung der Furche führt.

2. Expandierende Oberflächentheorie:

Mitchison (1922) schlug vor, ein Kernmaterial durch Chromosomen freizusetzen, das für die Zellausdehnung an den Polen verantwortlich ist. Wenn sich die polaren Bereiche ausdehnen, zieht sich der Äquator zusammen, was zum Auftreten einer Furche führt.

Die Furche teilt die Zelle in zwei Tochterzellen. Es gibt einige Beispiele, die zeigen, dass die Furchenbildung in Abwesenheit von Kernen oder Chromosomen stattfindet (Nachtwey, 1965). Dies deutet darauf hin, dass aufregendes Material möglicherweise von einem anderen als dem Kern stammt.

Diese Theorie wurde von Dun und Dan (1947) und Dun (195b) vorgeschlagen. Demnach sind Spindel und Astern für die Zytokinese verantwortlich. Während des Experiments wurden Kaolinpartikel mit der Eimembran angeheftet.

Es wurde beobachtet, dass die Dehnung der Zelle bei der Anaphase mit einer Schrumpfung der Äquatorialebene einhergeht. Daraus ergeben sich zwei Kaolinpartikel auf beiden Seiten des Äquators. Es wird angenommen, dass die Antriebskraft die Verlängerung der Mikrotubuli der Spindel ist, die die Zentren auseinander drücken.

4. Astralrelaxationstheorie:

Wolpert (1960, 1963) schlug vor, die Oberfläche eines Anrufs stehe unter einer gleichmäßigen Spannung. Wenn die Astralstrahlen während der Zellteilung die Pole erreichen, verringern sie die Oberflächenspannung an den Polen. Die Oberflächenspannung am Äquator bleibt gleich. Aufgrund der geringen Oberflächenspannung dehnen sich die Polarregionen aus und verursachen am Äquator eine Furche.

5. Vesikelbildungstheorie:

Laut Threadgold (1968) verlängert sich die Teilungszelle während der Anaphase. Dies tritt aufgrund einer erhöhten Elektronendichte im Bereich zwischen den Zonen auf. Die Plasmamembran zeigt auch gleichzeitig eine hohe Elektronendichte in der Furche. Die im Zwischenzonenbereich vorhandenen kontinuierlichen Spindelfasern erhöhen weiter ihre Dichte und bilden schließlich eine adielektronische Fibrillenplatte im Äquator.

Mit fortschreitender Furche erscheint auf jeder Seite dieser Platte ein großes, leeres, membrangebundenes Vesikel. Später werden in der Äquatorialebene kleine Vesikel hinzugefügt. Im Endstadium tritt die Verschmelzung aller großen und kleinen Vesikel unter Bildung einer tiefen Furche auf, wodurch die Tochterzellen durch eine interzelluläre Braut verbunden werden. Ferner entsteht eine Reihe kleiner Bläschen, die die endgültige Trennung von zwei Tochterzellen bewirken.

Rolle der Zentriole während der Mitose :

Der Zentriole dient als Epizentrum für die Entwicklung der Zentralspindel. Ob der Zentriol die Spindelfasern produziert oder zu deren Bildung dient oder andererseits völlig passiv ist, lässt sich aus allen vorliegenden Informationen nicht unzweifelhaft ableiten.

Nach Cleveland (1957) sind die Spindelfasern sowie die Astral- und Chromosomenfasern in unmittelbarer Nähe der Zentriolen zu erkennen. Der vollständig entwickelte achromatische Apparat trennt dann die Tochterchromatide in Richtung der jeweiligen Pole.

In Bezug auf die Mitose schloss Cleveland zwei wichtige Punkte ab:

(i) relative vorübergehende Unabhängigkeit des achromatischen und chromatischen Apparats hinsichtlich scheinbarer Verdoppelung und Funktion;

(ii) Endgültige Abhängigkeit der Zelle von der Integrität dieser beiden Systeme und ihrer vereinten Funktion.

Dauer der Mitose:

Die für die Mitose erforderliche Zeit unterscheidet sich je nach Art und Umgebung. Insbesondere Temperatur und Ernährung sind wichtige Faktoren. Die gesamte Phasenfolge kann in 6 Minuten bis zu vielen Stunden abgeschlossen sein. Normalerweise dauert der gesamte Zellteilungszyklus etwa 18 Stunden. ungefähr 17 Stunden für die Interphase. Die verschiedenen Phasen der Mitose sind unterschiedlich lang. Die Anaphase ist die kürzeste, die Prophase und Telophase die längste und die Metaphase der mittleren Dauer.

TABELLE. Dauer mitotischer Phasen (in Minuten)

1. Gleichverteilung der Chromosomen:

Das wesentliche Merkmal der Mitose ist, dass die Chromosomen gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen verteilt sind. Bei jeder Zellteilung gibt es eine Unterteilung der Chromosomen. Die konstante Anzahl von Chromosomen in allen Körperzellen beruht auf Mitose.

2. Oberfläche-Volumenverhältnis

Mitosis stellt das Oberflächenvolumenverhältnis der Zelle wieder her. Eine kleine Zelle hat im Verhältnis zum Volumen eine größere Oberfläche als eine große Zelle. Mit zunehmender Größe der Zelle nimmt die verfügbare Oberfläche in Bezug auf das vergrößerte Volumen ab. Durch die Teilung wird die Zelle kleiner und das Oberflächenvolumenverhältnis wird wiederhergestellt.

3. Nukleoplasmischer Index :

Das Wachstum eines vielzelligen Organismus ist auf Mitosen zurückzuführen. Eine Zelle kann nicht groß wachsen, ohne das Verhältnis zwischen Zellkern und Zytoplasma zu stören. Nachdem eine bestimmte Größe erreicht wurde, teilt sich die Zelle, um den Nucleoplasma-Index wiederherzustellen. Das Wachstum findet also eher durch eine Zunahme der Zellenzahl statt durch eine Zunahme der Zellgröße statt.

4. Reparatur:

Die Reparatur des Körpers erfolgt durch Zugabe von Zellen durch Mitose. Tote Zellen der oberen Epidermisschicht, Zellen der Darmschleimhaut und rote Blutkörperchen werden ständig ersetzt. Es wird geschätzt, dass im menschlichen Körper täglich etwa 500.000.000.000 Zellen verloren gehen.