Der Zellzyklus ist der Prozess, den eine Zelle durchläuft, um sich zu teilen und zwei Tochterzellen zu erzeugen. Es ist ein hochregulierter Ablauf von Ereignissen, der aus verschiedenen Phasen besteht und sicherstellt, dass die Zelle ihre DNA repliziert und gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt, bevor sie sich teilt. Der Zellzyklus umfasst im Allgemeinen vier Hauptphasen:
- G1-Phase (Gap 1-Phase): Nach der Zellteilung tritt die Zelle in die G1-Phase ein, in der sie wächst und sich auf die DNA-Replikation vorbereitet. In dieser Phase nimmt die Zelle Nährstoffe auf, synthetisiert Proteine und wächst in Größe.
- S-Phase (Synthese-Phase): In der S-Phase erfolgt die Replikation der DNA. Das gesamte genetische Material der Zelle wird verdoppelt, sodass jeder Tochterzelle nach der Teilung ein vollständiger Satz von Chromosomen zur Verfügung steht. Am Ende der S-Phase hat jede Chromosomenduplikation eine Schwesterchromatidstruktur, bei der zwei identische Chromatiden durch ein Centromer miteinander verbunden sind.
- G2-Phase (Gap 2-Phase): In der G2-Phase erfolgt eine weitere Phase des Zellwachstums und der Vorbereitung auf die Teilung. Die Zelle synthetisiert Proteine und Organellen, die für die bevorstehende Zellteilung erforderlich sind. Auch die Kontrolle des replizierten genetischen Materials wird überprüft, um sicherzustellen, dass keine Schäden vorliegen.
- M-Phase (Mitose-Phase): Die M-Phase ist die Phase der Zellteilung, die in mehrere Schritte unterteilt ist. Die wichtigsten Schritte sind: a. Prophase: Die Chromosomen kondensieren sich und werden sichtbar. Das Kernhülle wird abgebaut, und die Mitosespindel bildet sich. b. Metaphase: Die kondensierten Chromosomen ordnen sich in der Mitte der Zelle an und sind durch die Mitosespindel mit den Polen verbunden. c. Anaphase: Die Schwesterchromatiden trennen sich und bewegen sich zu entgegengesetzten Polen der Zelle. Die Mitosespindel sorgt für die Trennung der Chromosomen. d. Telophase: Die Chromosomen erreichen die Pole der Zelle, dekondensieren sich und bilden wieder chromatinähnliche Strukturen. Eine neue Kernhülle bildet sich um die Chromosomen, und die Zelle bereitet sich auf die endgültige Teilung vor.
Nach der M-Phase tritt die Zelle wieder in die G1-Phase ein, und der Zellzyklus beginnt von vorne. Es ist wichtig anzumerken, dass der Zellzyklus streng reguliert ist und verschiedene Kontrollpunkte enthält, an denen der Fortschritt überprüft wird, um sicherzustellen, dass die Zelle nur dann zur nächsten Phase übergeht, wenn alle erforderlichen Voraussetzungen erfüllt sind.