Der Mitosetyp der Zellteilung

Nützliche Hinweise zum Mitosetyp der Zellteilung!

Die Zellteilung wird durch die Kernteilung eingeleitet. Bei der gewöhnlichen Teilungsmethode durchläuft ein Kern viele Stufen, und der gesamte komplizierte Vorgang wird als Mitose bezeichnet. Die Einzelheiten der Mitose wurden Ende des 19. Jahrhunderts von W. Flaming und anderen ausgearbeitet. Üblicherweise findet man diese Art der Zellteilung in den vegetativen Teilen des Pflanzenkörpers. Im Prozess der Mitose vor der Zellteilung ist die Anzahl der Chromosomen immer doppelt vorhanden.

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Besitzt beispielsweise eine Maispflanze 20 Chromosomen in der somatischen Zelle, dann werden vor jeder Zellteilung die 20 Chromosomen dupliziert. Dann erfolgt die Teilung, wodurch wiederum zwei Tochterzellen gebildet werden, die jeweils 20 Chromosomen enthalten.

Die verschiedenen Stadien der Mitose können leicht in den Wurzelspitzen der Zwiebel erkannt werden. Aus der Sicht der Studie kann der Prozess der Mitose in zwei Hauptphasen unterschieden werden - die Karyokinese und die Zytokinese. Die tatsächliche Teilung des Zellkerns ist als Karyokinese bekannt, während die Teilung des Zytoplasmas der Zelle als Zytokinese bezeichnet wird.

Während des Mitoseprozesses erfährt der Zellkern mehrere Veränderungen, die leicht durch spezielle zytologische Techniken in der Zwiebelwurzelspitze untersucht werden können. Die Hauptfunktion der Mitose scheint darin zu bestehen, alle Teile des Chromatins gleichmäßig auf die beiden Tochterkerne aufzuteilen. Die wichtigen Phasen der Mitose sind - Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Prophase:

Im Ruhekern wird das Chromatin als Retikulum ausgebreitet. Es besteht eigentlich aus einer Reihe von separaten Einheiten, den Chromosomen. Die Anzahl der Chromosomen in den Kernen ist bei verschiedenen Spezies eindeutig. Allmählich werden die Chromosomen dick und kondensieren, und jede von ihnen spaltet sich in der Länge und bildet zwei Chromatiden.

Die Chromatiden bleiben auf ihrer gesamten Länge umeinander gewunden. Allmählich werden sie dicker und geschmeidiger. Die Chromatiden wickeln sich spiralförmig umeinander und jedes Chromosom bleibt von einer Membran umgeben.

In gut fixierten Chromosomen treten einige ungefärbte Lücken oder Verengungen auf; Sie sind die Bindungsregionen, die Zentromere genannt werden. Die Nukleolen verlieren ihre Anfärbungskraft und verschwinden vollständig. Der Kern geht dann schnell durch eine komplizierte Reihe von Änderungen in die nächste Stufe, die Metaphase.

Metaphase:

Die Kernmembran verschwindet und gleichzeitig erscheint eine neue Struktur, die Spindel, im Zytoplasma, das chemisch aus langkettigen Proteinmolekülen besteht, die in Längsrichtung zwischen zwei Polen ausgerichtet sind. Die Spindelfasern sind jedoch sehr feine Tubuli, nicht nur Eiweißfäden.

Die chemische Analyse der Zellen hat gezeigt, dass etwa 15 Prozent der zytoplasmatischen Proteine ​​in ihr Make-up eingehen. Sobald die Spindel gebildet ist, bewegen sich die Chromosomen durch das Zytoplasma zu ihr und werden durch ihre Zentromere an einem Bereich in der Mitte zwischen den Polen befestigt, der als Äquator der Spindel bezeichnet wird, einer Position des scheinbaren Gleichgewichts. Das Zentromer jedes Chromosoms berührt am Äquator immer die Spindel; Die Arme der Chromosomen, die nicht so eingeschränkt sind, sind willkürlich orientiert.

Das Zentromer ist das Bewegungsorgan. Ohne sie kann sich ein Chromosom nicht an der Spindel orientieren und die Chromatiden können sich später nicht voneinander trennen. Die Position des Zentromers ist in einem Chromosom während der Metaphase durch eine Verengung sichtbar, und da die Position der Verengung für jedes Chromosom charakteristisch ist, teilt das Zentromer das Chromosom in zwei Arme unterschiedlicher Länge. Sehr wenige Chromosomen haben streng terminale Zentromere.

Anaphase:

Anaphase folgt der Metaphase. Am Ende der Metaphase scheinen sich die Zentromere jedes Chromatidenpaares abzustoßen. Die Zentromere teilen sich jetzt auf, so dass jedes Chromatid sein eigenes Zentromer hat; Sie bewegen sich dann voneinander weg, um eine langsame Bewegung einzuleiten, die die Schwesterchromatiden zu entgegengesetzten Polen bringt. Die Beendigung der Anaphasebewegung tritt auf, wenn die Chromosomen an den beiden Polen eine dicht gepackte Gruppe bilden.

Telophase:

Sobald die Chromosomen die Pole erreichen, sammeln sie sich zu einer mehr oder weniger fest wirkenden Masse. Dies markiert den Beginn der Telophase. Die Masse der Chromosomen wandelt sich allmählich in einen Kern um. Eine neue Kernmembran bildet sich. Die Spindel verschwindet allmählich.

Die Bildung und Vergrößerung der Nucleoplasma enthaltenden Räume setzt sich fort, bis die Chromosomen wieder in Form eines für die Ruhephase typischen Netzwerks zerstreut werden. Da sich die Masse der Chromosomen durch die Bildung von Nukleoplasma immer mehr ausbreitet, tritt ein neuer Nukleolus auf. Der neu gebildete Kern enthält die gleiche Anzahl von Chromosomen, wie dies im Mutterkern der Fall war.

Zytokinese:

Direkt nach der Kernteilung findet die Zytoplasma-Teilung statt, die als Zytokinese bezeichnet wird. Die Zytokinese findet auf zwei Arten statt. Gemäß einer Methode wird ein großer Teil der Cellulose in der Mitte der Zelle abgelagert, und die Zelle entsteht. Diese Methode ist als Zellplattenmethode bekannt. Nach einer anderen Methode bildet sich nach Bildung junger Kerne eine Furche im Zytoplasma, und das Zytoplasma wird in zwei gleiche Teile geteilt, wodurch die Zytokinese abgeschlossen wird.

Vervielfältigung von DNA und deren Übertragung in Tochterzellen:

Mit dem Ergebnis der mitotischen Zellteilung entstehen aus einer Elternzelle zwei Tochterzellen, und dieser Prozess wird unbegrenzt fortgesetzt. Die neu gebildeten Tochterzellen verhalten sich ähnlich wie ihre Elternzellen. Dies zeigt, dass die Tochterzellen das DNA-Molekül eines Typs tragen und auch in der Menge ähnlich sind. Wie wir wissen, bestehen die DNA-Moleküle aus zwei spiralförmig gewundenen Fäden. Dieses DNA-Modell ist als Doppelhelix-DNA bekannt.

Während der Zellteilung trennen sich die DNA-Helixfäden aufgrund der schwachen Wasserstoffbrückenbindungen voneinander. Im Prophasenstadium der Mitose spaltet sich jedes Chromosom in zwei Chromatiden. Einer der DNA-Fäden geht zu einem Chromatiden und der andere zu einem anderen Chromatiden.

Alle chemischen Substanzen, aus denen der neue DNA-Faden entsteht, befinden sich im Protoplasma der Tochterzelle. Der neu gebildete Faden windet sich um den alten DNA-Faden und bildet die Doppelhelix von DNA. Die neu entwickelte DNA ähnelt der ursprünglichen DNA des Elternkerns. Durch diesen Prozess erreichen die DNA-Moleküle in jeder Menge die Tochterzellen.

Bedeutung der Mitose:

Mit dem Ergebnis der Mitose teilen sich die Chromosomen der Länge nach in zwei Chromatiden. Jedes Chromatid trägt alle Eigenschaften, die im Mutterchromosom vorhanden waren. Mit anderen Worten, mit dem Ergebnis der Mitose haben zwei identische Zellen qualitativ und quantitativ dieselbe genetische Konstitution wie die Elternzelle, aus der sie hervorgegangen sind.

Daher hängt die Aufrechterhaltung der genetischen Integrität der Zellpopulation und letztendlich des Organismus und seiner Abhängigkeit vom Mechanismus der Mitose ab. Dieser Prozess hat sich als vorteilhaft für die vegetative Reproduktion erwiesen. In ähnlicher Weise können die Merkmale der Pflanzen, die durch vegetative Fortpflanzung gezüchtet werden, für lange Zeit erhalten bleiben.