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Tochterzellen und Chromosomenzahl bei Mitose und Meiose

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

Bei der Beendigung des mitotischen Zellzyklus eine einzige Zelle teilt Bildung von 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 .

Die zentralen Thesen

  • Tochterzellen sind Zellen, die das Ergebnis einer einzelnen sich teilenden Elternzelle sind. Zwei Tochterzellen sind das Endergebnis des mitotischen Prozesses, während vier Zellen das Endergebnis des meiotischen Prozesses sind.
  • Bei Organismen, die sich über die sexuelle Fortpflanzung vermehren, resultieren Tochterzellen aus Meiose. Es ist ein zweiteiliger Zellteilungsprozess, der letztendlich die Gameten eines Organismus produziert. Am Ende dieses Prozesses sind vier haploide Zellen das Ergebnis.
  • Zellen haben einen Fehlerprüfungs- und Korrekturprozess, der dazu beiträgt, die ordnungsgemäße Regulierung der Mitose sicherzustellen. Wenn Fehler auftreten, können Krebszellen, die sich weiter teilen, die Folge sein.

 

Tochterzellen bei Mitose

3D-Darstellung, die die Zellteilung darstellt, ein Prozess, bei dem sich eine Zelle in zwei neue Tochterzellen mit demselben genetischen Material teilt. Salto18: 24 / iStock / Getty Images Plus

Mitose ist das Stadium des Zellzyklus, in dem der Zellkern geteilt und Chromosomen getrennt werden. Der Teilungsprozess ist erst nach der Zytokinese abgeschlossen, wenn das Zytoplasma geteilt ist 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 Organellenzahlen erhöht . Die Chromosomenbewegung erfolgt in den verschiedenen 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 doppelte 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 mit Ausnahme der Geschlechtszellen. Die Chromosomenzahl somatischer Zellen beim Menschen beträgt 46, während die Chromosomenzahl für Geschlechtszellen 23 beträgt.

 

Tochterzellen in 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 durchläuft zweimal Prophase , Metaphase , Anaphase und Telophase . Am Ende der Meiose und Zytokinese werden vier haploide Zellen aus einer einzigen diploiden Zelle hergestellt. Diese haploiden Tochterzellen haben die Hälfte der Chromosomenzahl wie 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 erhalten Tochterzellen nach der Zellteilung die entsprechende Anzahl von Chromosomen? Die Antwort auf diese Frage betrifft die Spindelvorrichtung. Der Spindelapparat besteht aus Mikrotubuli und Proteinen. die die Chromosomen während der Zellteilung manipulieren. Spindelfasern haften an replizierten Chromosomen, bewegen sie und trennen sie gegebenenfalls. Die mitotischen und meiotischen Spindeln bewegen 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 im Prozess der Zellteilung erfolgt in der Zytokinese . Dieser Prozess beginnt während der Anaphase und endet nach der Telophase bei 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, der als kontraktiler Ring bezeichnet wird . Der kontraktile Ring wird aus Aktin-Mikrotubuli-Filamenten und -Proteinen einschließlich des Motorproteins Myosin gebildet. Myosin zieht den Ring der Aktinfilamente zusammen und bildet eine tiefe Rille, die als Spaltfurche bezeichnet wird . Während sich der kontraktile Ring weiter zusammenzieht, teilt er das Zytoplasma und drückt die Zelle entlang der Spaltfurche in zwei Teile.

  • Pflanzenzellen

Pflanzenzellen enthalten keine Astern. sternförmige Mikrotubuli des Spindelapparats, mit deren Hilfe die Stelle der Spaltfurche in tierischen Zellen bestimmt werden kann. Tatsächlich wird bei der Zytokinese von Pflanzenzellen keine Spaltfurche gebildet. Stattdessen werden Tochterzellen durch eine Zellplatte getrennt, die aus Vesikeln besteht, die aus Golgi-Apparat- Organellen freigesetzt werden . Die Zellenplatte seitlich expandiert und verschmilzt mit der Pflanzenzellwand eine Trennwand zwischen den neu aufgeteilten Tochterzellen zu bilden. Wenn die Zellplatte reift, entwickelt sie sich schließlich zu einer Zellwand.

 

Tochterchromosomen

Die Chromosomen in Tochterzellen werden als Tochterchromosomen bezeichnet. Tochterchromosomen resultieren aus der Trennung von Schwesterchromatiden, die in der Anaphase der Mitose und der Anaphase II der Meiose auftreten. 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 Zentromer bezeichneten Region zusammengehalten werden . Doppelsträngige Chromosomen sind als Schwesterchromatiden bekannt . Schwesterchromatiden werden schließlich während des Teilungsprozesses getrennt und gleichmäßig auf neu gebildete Tochterzellen verteilt. Jedes abgetrennte Chromatid ist als Tochterchromosom bekannt.

 

Tochterzellen und Krebs

Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme (TEM) eines Schnitts durch eine Krebszelle, der sich durch Mitose in zwei neue Tochterzellen teilt. Wissenschaftsfotobibliothek – STEVE GSCHMEISSNER / Brand X Pictures / Getty Images

Die mitotische Zellteilung wird von den Zellen streng reguliert, um sicherzustellen, dass etwaige Fehler korrigiert werden und dass sich die Zellen mit der richtigen Anzahl von Chromosomen richtig 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 als normale Zellen produziert. Aufgrund der unregelmäßigen Teilung von Krebszellen können Tochterzellen auch zu viele oder zu wenig Chromosomen aufweisen. Krebszellen entwickeln sich häufig als Folge von 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 .

 

Quellen

  • Reece, Jane B. und Neil A. Campbell. Campbell Biology . Benjamin Cummings, 2011.

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