Zellzyklus

Der Zellzyklus besteht aus der mitotischen (M)-Phase und der Interphase (Abbildung 1). Die mitotische Phase, die sowohl die Mitose, als auch die Zytokinese beinhaltet, ist der kürzeste Teil des Zellzyklus. Den Großteil der Zeit befinden sich die Zellen in der Interphase, die sich aus drei unterschiedlichen Phasen zusammensetzt: der G₁-Phase (erste Gap-Phase), der S-Phase (Synthese) und der G₂-Phase (zweite Gap-Phase).

Das Ziel der Interphase ist das Wachstum der Zelle. Hierfür werden Proteine und zytoplasmatische Organellen, wie beispielsweise das Endoplasmatische Retikulum, produziert. Die DNA wird nur während der S-Phase repliziert. Während der M-Phase werden die replizierten Chromosomen in zwei Zellkerne aufgeteilt (Mitose) und die Zelle teilt sich anschließend in zwei Tochterzellen (Zytokinese).

Abbildung 1: Phasen des Zellzyklus: die Phasen, die eine Zelle durchlaufen muss, um sich zu teilen.

Zellteilung findet während der M-Phase statt, wobei die replizierten Chromosomen aus der S-Phase in zwei Zellkerne aufgeteilt werden, gefolgt von der Zytokinese, bei der die Zelle sich selbst in zwei Tochterzellen teilt.

Eine Zelle teilt sich nicht kontinuierlich. Manche Zellen, wie Nervenzellen und Muskelzellen, teilen sich in Erwachsenen nicht mehr, oder nur ganz selten. Die Zellteilungs-Rate und das Timing sind wichtig für Entwicklung, Wachstum und Aufrechterhaltung. Ein Fehler in der Zellzyklus-Kontrolle kann zur Entstehung von Krebs führen.

S-Phase

Während der S-Phase werden die Chromosomen und das Chromatin-Protein, das bestimmte Aspekte der Chromosomen reguliert, präzise dupliziert. Die Chromosomen-Duplikation wird durch die Aktivierung der S-Cdk ausgelöst.

Zytokinese

Die Zytokinese in Pflanzen und Tieren unterscheidet sich geringfügig. In tierischen Zellen teilt ein kontraktiler Ring aus Aktin und Myosin das Zytoplasma in zwei. In Pflanzen hingegen wächst eine Zellplatte aus verschmolzenen Golgi-Vesikeln aus der Mitte der Zelle und teilt die Zelle in zwei.