PROPHASE: BEI MITOSE UND MEIOSE - BIOLOGIE - 2025

Die Prophase ist das erste Stadium der Zellteilung durch Mitose und Meiose. Es ist die Phase nach der DNA-Synthesestufe (S-Phase des Zellzyklus). In diesem Stadium erreichen die Chromosomen ein hohes Maß an Kondensation und Individualität.

In der Meiose gibt es zwei Propheten, die sich stark voneinander und von der Mitose unterscheiden. Beispielsweise tritt nur in der meiotischen Prophase I eine Rekombination auf. Diese Phase ist in verschiedene Stadien unterteilt: Leptotin, Zygoten, Pachyten, Diplotin und Diakinese.

Prophase. Leomonaci98 von Wikimedia Commons

Während der Prophase finden zusätzlich zur Kondensation, die durch die duplizierten Chromosomen erreicht wird, Veränderungsprozesse auf der Ebene außerhalb des Kerns statt. Das wichtigste zytoplasmatische Ereignis während der Prophase ist die Bildung der achromatischen Spindel an jedem Zellpol. Dies ermöglicht die Mobilisierung der Chromosomen in aufeinanderfolgenden Stadien der Zellteilung, um ihre korrekte Trennung sicherzustellen.

Es gibt wichtige Unterschiede zwischen der Zellteilung in tierischen und pflanzlichen Zellen. Einige werden später erwähnt. Insgesamt findet jedoch eine vollständige Reorganisation der Zelle statt.

Daher konzentrieren sich Mitose und Meiose auf das Schicksal der DNA und des Kerns. Aber die Wahrheit ist, dass wenn sich eine Zelle teilt, sie alles teilt und alles am Prozess teilnimmt.

Somit erfahren alle zellulären Komponenten während der Mitose- und Meioseprothesen radikale Veränderungen. Das endoplasmatische Retikulum und der Golgi-Komplex scheinen zu verschwinden, sie verändern jedoch nur ihre Struktur. Mitochondrien und Chloroplasten teilen sich ebenfalls und es entstehen neue Organellen.

Prophase bei Mitose

Zellteilung durch Mitose. Entnommen aus es.wikipedia.org

Tierische Prophase

Tierzellen haben ein einziges Zentriol. Nach Abschluss der DNA-Synthese zur Vorbereitung der Mitose bereitet sich das Zentriol auch auf die Teilung vor.

Centriolen bestehen aus einem Paar identischer Strukturen, die als Diplosomen bezeichnet werden und senkrecht zueinander stehen. Diese trennen sich, und jeder wird eine Form für die Entstehung eines neuen sein. Die Synthese des neuen Diplosoms erfolgt, wenn jedes alte Diplosom zu entgegengesetzten Polen der Zelle wandert.

Das andere definierende Ereignis der Prophase, das mit Pflanzenzellen geteilt wird, ist die Chromatin-Verdichtung. Dies ist vielleicht das bemerkenswerteste zytologische Element der Prophase während der Zellteilung.

DNA erreicht einen hohen Verdichtungsgrad und wird erstmals als morphologisch individualisiertes Chromosom beobachtet.

An den kompaktierten Chromosomen sind die Schwesterchromatiden von jedem von ihnen beteiligt, die immer noch durch dasselbe Zentromer verbunden sind. Obwohl dieses Zentromer wirklich doppelt ist, verhält es sich wie ein einzelnes.

Die Chromosomen werden als X gesehen, da es sich um zwei Kopienchromatiden handelt, die an dasselbe Zentrum gebunden sind. Daher hat jede Zelle in der Prophase eine doppelte Anzahl von Chromatiden im Vergleich zu einer Anzahl von Zentromeren, die der Anzahl '2n' der Spezies entspricht.

Das heißt, eine mitotische Prophasezelle ist diploid nach Anzahl der Zentromere, aber tetraploid (4n) nach Anzahl der Chromatiden.

Pflanzliche Prophase

In Pflanzenzellen gibt es eine Phase vor der Prophase, die als Präprophase bezeichnet wird. Zur Vorbereitung der Zellteilung zerfällt die große Zellvakuole.

Dank dessen wird eine freie oder unbesetzte zytoplasmatische Bande gebildet, die als Fragmosom bezeichnet wird. Dadurch kann sich der Pflanzenzellkern zum Äquator der Zelle hin positionieren.

Zusätzlich kollabiert die kortikale Organisation der Mikrotubuli zur gleichen Stelle. Dies führt zu dem sogenannten Preprophase Band (BPP).

Die präprophasische Bande der Pflanzenzellteilung. Entnommen aus en.wikipedia.org

Das präprophasische Band erscheint zuerst als Ring, bedeckt aber am Ende den Kern. Das heißt, die Mikrotubuli, die die Zellmembran intern auskleiden, mobilisieren sich alle in Richtung des Fragmosoms.

Dann ermöglicht die Präprophasenbande, die den Äquatorialkern umgibt, lokal die Stelle zu organisieren, an der der Fragmoplast, der ihn ersetzen wird, schließlich erscheint.

Dynamisch gesehen gehen die Mikrotubuli der Pflanzenzelle ohne offensichtliche Übergänge von einer Phase zur anderen über. Das heißt, von der kortikalen Anordnung zum Fragmosom und von dort zum Fragmoplasten.

Der Ort all dieser strukturellen Veränderungen in der Pflanzenzelle ist derselbe, an dem die Ablagerung der Zellplatte erfolgt. Und deshalb repräsentiert es die Ebene, auf der sich die Zelle teilen wird.

Für alles andere ist die pflanzliche Prophase identisch mit der in der Prophase tierischer Zellen beobachteten

Prophase bei Meiose

Die meiotische Teilung. Entnommen aus es.wikipedia.or

Nur in Prophase I der Meiose tritt eine genetische Rekombination auf. Daher erfordert die Bildung komplexer Strukturen zwischen Chromosomen zwei Teilungen in der Meiose.

Bei der vorherigen DNA-Synthese wurden die Schwesterchromatiden auf jedem Chromosom hergestellt. Mit ihrer Verdichtung haben wir Doppelchromosomen, die bei der Meiose zusätzlich zwischen Homologen paaren.

Dies führt zur Erzeugung von Bivalenten (zwei wechselwirkende homologe Chromosomen). Da jeder dupliziert wird, sprechen wir tatsächlich über Tetraden. Das heißt, von Chromatidentetraden, die in einer Struktur vereint sind, die mittels zweier Zellteilungen aufgelöst werden muss.

Im ersten Fall werden die homologen Chromosomen getrennt, während im zweiten Fall die Schwesterchromatiden getrennt werden müssen.

Prophase I.

In der meiotischen Prophase I sind Schwesterchromatiden auf kompakten proteinhaltigen Strukturen organisiert, die die zentrale Chromosomenachse bilden.

Auf dieser Achse bildet sich der synaptonämische Komplex (CS), der die homologen Paarungschromosomen zusammenhält. Während der Prophase I ermöglicht der synaptonämische Komplex homologen Chromosomen den Eintritt in Synapsen.

In diesen Stadien können Kreuzungspunkte gebildet werden, die als Chiasmen sichtbar sind und an denen der genetische Rekombinationsprozess stattfinden wird. Das heißt, der physikalische Austausch zwischen den beteiligten DNA-Molekülen, der das Pachyten definiert.

Prophase II

Prophase II geht keine vorherige DNA-Synthese voraus. Hier wurden Doppelchromosomen vererbt, die durch dasselbe (Doppel-) Zentromer verbunden waren. Dies liegt daran, dass die DNA-Synthese sowohl bei Mitose als auch bei Meiose nur in der S-Phase (Synthesephase) des Zellzyklus stattfindet.

In dieser zweiten Abteilung werden wir vier Meiozyten haben. Eine Meiozyte ist eine Zelle, die das Produkt einer meiotischen Teilung ist.

Prophase II wird daher für die Trennung von Schwesterchromatiden von Chromosomen verantwortlich sein, die von Prophase I geerbt wurden. Daher wird jeder Meiozyte am Ende des meiotischen Prozesses den haploiden Chromosomensatz der Spezies aufweisen.

Verweise

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