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Welche Rolle spielt die Spindel während der Mitose?

Während der Mitose spielt die Spindel eine entscheidende und zentrale Rolle bei der Organisation und Koordinierung der Trennung replizierter Chromosomen und der Gewährleistung ihrer genauen Verteilung auf die beiden Tochterzellen. Der Spindelapparat ist eine hochdynamische Struktur, die aus Mikrotubuli, Motorproteinen und assoziierten Proteinen besteht. Hier sind die wichtigsten Funktionen der Spindel:

1. Bildung und Ausrichtung der Chromosomen:

- Während der Prophase beginnen die Spindelfasern, die kondensierten Chromosomen zu organisieren und einzufangen.

- Die Chromosomen, die jeweils aus zwei Schwesterchromatiden bestehen, sind zunächst innerhalb der Zelle verstreut.

- Die Spindelfasern, insbesondere die Kinetochor-Mikrotubuli, heften sich an die Kinetochoren, bei denen es sich um Proteinkomplexe auf den Zentromerregionen der Chromosomen handelt.

- Die Spindel richtet dann die Chromosomen entlang der Metaphasenplatte aus, einer Äquatorialebene zwischen den Spindelpolen.

- Diese präzise Ausrichtung stellt sicher, dass jedes Schwesterchromatid auf gegenüberliegende Tochterzellen verteilt wird.

2. Chromosomentrennung:

- Sobald die Chromosomen während der Metaphase richtig an der Metaphasenplatte ausgerichtet sind, spielt die Spindel eine entscheidende Rolle bei der Trennung der Schwesterchromatiden.

- Mit den Spindelmikrotubuli assoziierte Motorproteine ​​wie Dynein und Kinesin nutzen die Energie der ATP-Hydrolyse, um die für die Chromosomentrennung notwendigen Kräfte zu erzeugen.

- Diese Motorproteine ​​bewegen sich entlang der Mikrotubuli und ziehen die Schwesterchromatiden auseinander.

- Dadurch wird jedes Schwesterchromatid getrennt und bewegt sich in Richtung entgegengesetzter Spindelpole.

3. Bildung von Tochterkernen:

- Nach der Chromosomentrennung bewegen sich die Spindelpole weiter auseinander, was zu einer Verlängerung der Zelle führt.

- Um jeden Satz getrennter Chromosomen an gegenüberliegenden Polen herum beginnt sich während der Telophase eine Kernhülle zu bilden.

- Die Kernhülle umschließt das genetische Material und erzeugt zwei unterschiedliche Tochterkerne.

4. Zytokinese:

- Obwohl die Spindel nicht direkt Teil des Spindelapparats ist, spielt sie eine indirekte Rolle bei der Zytokinese, der Teilung des Zytoplasmas.

- In tierischen Zellen helfen die Spindelfasern dabei, eine spezielle Struktur namens Kontraktilring zu positionieren, die aus Aktin- und Myosinfilamenten besteht.

- Der kontraktile Ring verengt sich entlang des Äquators der Zelle, drückt die Zellmembran nach innen und spaltet schließlich das Zytoplasma in zwei separate Kompartimente, was zur Bildung von zwei einzelnen Tochterzellen führt.

Zusammenfassend ist die Spindel eine entscheidende Struktur während der Mitose. Es erleichtert die Ausrichtung der Chromosomen, sorgt für die genaue Aufteilung der Schwesterchromatiden in Tochterzellen und ist indirekt an der Zytokinese beteiligt, was zur erfolgreichen Zellteilung führt.

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