Was sind Zellzyklusstadien?
Zellzyklusstadien, auch Phasen genannt, sind die Komponenten, die den Lebenszyklus einer Zelle ausmachen. Ein Zellzyklus besteht aus vier Phasen: Lückenphase 1 (G1), Synthese (S), Lückenphase 2 (G2) und Mitose (M). Die Mitose ist weiter in vier Stadien unterteilt: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Einige Beschreibungen von Zellzyklusstadien umfassen eine dritte Lückenphase, die als G0 bekannt ist.
Die Stufen G1, S und G2 werden zusammen als Interphase bezeichnet. Eine Zelle in der G1-Phase wächst aktiv und durchläuft die Stoffwechseländerungen, die zur Teilung der Zellen erforderlich sind. Die G1-Phase endet am Restriktionspunkt, wenn die Zelle "entscheidet", sich zu teilen und in die S-Phase übergeht.
Die gesamte DNA der Zelle wird während der Synthesephase der Zellzyklusstadien repliziert. Während der DNA-Synthese oder -Replikation trennen spezielle Zellkomponenten die doppelsträngige DNA-Helix in zwei Einzelstränge. Ein Enzym namens DNA-Polymerase läuft dann entlang jedes DNA-Templatstrangs und baut auf einem zweiten Strang auf, um die ursprüngliche DNA der Zelle exakt zu kopieren. Andere Enzyme in der Zelle überprüfen, ob die DNA korrekt kopiert wurde. Das Endergebnis der Synthese sind zwei exakte doppelsträngige Kopien der ursprünglichen DNA der Zelle, die als Chromosomen bezeichnet werden.
Die Zellen bereiten sich in der zweiten Lückenphase auf die Mitose vor. Im Zytoplasma der Zelle sind spezielle Materialien erforderlich, damit eine Mitose auftritt. Die Zelle unterliegt während G2 metabolischen Veränderungen, um diese zytoplasmatischen Materialien zu bilden.
Nach G2 beginnt die Mitose mit dem Prophasenstadium. Während dieser Phase wird eine als mitotische Spindel bekannte Struktur gebildet. Eine andere Struktur, das Zentrosom genannt, dupliziert sich selbst und die Duplikate bewegen sich zu entgegengesetzten Enden der Zelle. Die Chromosomen bewegen sich in Richtung eines Bereichs der mitotischen Spindel, der als Metaphasenplatte bezeichnet wird, und die Zentromere heften sich unter Verwendung von als Kinetochoren bekannten Strukturen an die Spindel an. Dieser letzte Schritt der Prophase wird manchmal weiter in ein Stadium unterteilt, das Prometaphase genannt wird.
Während der Metaphase richten sich die Chromosomen an der Metaphasenplatte aus, damit sich die Chromosomen während der Anaphase ordnungsgemäß trennen können. Sobald die Chromosomen ausgerichtet sind, tritt eine Anaphase auf, wenn sich die Chromosomen trennen und zu entgegengesetzten Enden der Zelle bewegen. Die getrennten Chromosomen werden Tochterchromosomen genannt.
Die Telophase ist die letzte Phase der Mitose und der Zellzyklusstadien. Die Tochterchromosomen erwerben jeweils ihre eigenen Kernmembranen und die Spindelfasern lösen sich ab und verschwinden. Die Zellteilung ist jedoch nicht vollständig, bis eine Zytokinese auftritt und sich die Zelle vollständig in zwei neue Zellen aufteilt. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Zellzyklus erneut mit G1.
Einige Forscher schließen eine fünfte Phase von Zellzyklusstadien ein. Die G0-Phase wird zwischen Mitose und G1 eingefügt. Wenn Zellen in die G0-Phase eintreten, wachsen sie nicht mehr. Sie können jedoch reaktiviert werden und wieder in die G1-Phase eintreten.