Zellteilung, Mitose, Meiose Flashcards

1
Q

Definiere Zytokinese.

A

Zellteilung, auch Zytokinese, ist die Aufteilung einer Mutterzelle in zwei Tochterzellen.

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2
Q

Definiere Mitose.

A

Die Mitose ist nur die Kernteilung und nicht die Zellteilung. Mitose geht also der Zellteilung (Zytokinese) voraus und kommt nur bei Eukaryoten vor. Mitose wird selten auch als „Karyokinese“ bezeichnet.

Sinn der Mitose ist, die DNA des Kerns so aufzuteilen, dass zwei identische Tochterzellen entstehen, die die komplette Erbinformation beinhalten.

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3
Q

Was bezeichnen die Begriffe Euchromatin und Heterochromatin?

A

DNA wird in eukaryotischen Zellen um Proteine aufgewickelt und in Chromosomen verpackt. Normalerweise kommt die DNA aufgelockert als sogenanntes „Euchromatin“ vor, vor der Zellteilung verdichtet sich die DNA aber, man sagt sie wird „kondensiert“ und es bildet sich sogenanntes “Heterochromatin” in Form von Chromosomen.

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4
Q

Wie viele Chromosomen gibt es beim Menschen? Wie verteilen sich diese auf die Elternteile?

A

Die DNA der Menschen teilt sich in insgesamt 46 Chromosomen auf. Die 46 Chromosomen sind organisiert in 23 Chromosomenpaaren, in jedem Chromosomenpaar kommt ein Chromosom vom Vater und eines von der Mutter vor (außer, es ist irgendwas schiefgegangen).

Das heißt, dass jedes Gen in zweifacher Ausfertigung vorliegt, da die beiden Chromosomen eines Paares die gleichen Gene tragen. Vom Chromosom 1 gibt es zwei Ausfertigungen, vom Chromosom 2 auch usw. Die Information in den Genen kann aber unterschiedlich sein (z.B. Fellfarbe Braun oder Weiß).

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5
Q

Was bezeichnet der Begriff “diploid”? Wie wird der “Ploidiezustand” angegeben?

A

Diploid beschreibt den Zustand, in dem zwei verschiedene Ausfertigungen des gleichen Chromosoms vorliegen. Bei Menschen also 23 Chromosomenpaare und je eins von der Mutter und vom Vater.

Der „Ploidiezustand“ einer Zelle wird mit „n“ angegeben und ist bei einer diploiden Zelle 2n. Dies gilt nur für den Menschen, einige Pflanzen können noch viel mehr Varianten eines Chromosoms haben und polyploid sein.

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6
Q

Was ist die Funktion eines Zentromer?

A

Da jede Tochterzelle das gleiche genetische Material bekommen soll, also jede Tochterzelle von jedem Chromosomenpaar sowohl das Chromosom der Mutter als auch vom Vater bekommen soll, muss jedes der 46 Chromosomen vor der Zellteilung verdoppelt werden.

Das Ein-Chromatid-Chromosom wird zum Zwei-Chromatid-Chromosom. Ein Chromatid ist eine Längshälfte des Zwei-Chromatid-Chromosoms.

Die beiden Chromatide werden am Zentromer verbunden. Später werden die Chromatide genau da wieder getrennt, damit in beiden Tochterzellen wieder je ein Ein-Chromatid-Chromosom vorliegt.

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7
Q

Wie wird die Anzahl der Chromatide pro Chromosomenpaar angegeben?

Wie würde entsprechend der Zustand einer diploiden Zelle in der beide Chromosomen eines Chromosomenpaares als Zwei-Chromatid-Chromosom vorliegen, beschrieben werden?

A

Die Anzahl wir mit dem Buchstaben C und der entsprechenden Anzahl angegeben.

Folglich: 2n 4C

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8
Q

Wie verändert sich die Anzahl der Chromosomen und der Chromatide im Laufe der Mitose (also kurz vor der Spaltung zu kurz nach der Spaltung)? Gib dies in der entsprechenden Schreibweise an.

A

Kurz vor der Mitose: 2n 4C, also zwei Chromosomen, eins vom Vater, eins von der Mutter und vier Chromatide.

Nach der Mitose: 2n 2C, also weiterhin zwei Chromosomen, eins vom Vater, eins von der Mutter, aber nur noch zwei Chromatide.

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9
Q

Nenne die vier Phasen der Mitose. Mit welcher Merkhilfe, kann man sich diese einprägen?

A

Die Phasen der Mitose sind Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase.

Merkhilfe: Paul Mag Arsch und Titten.

oder

ProMeAnTe

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10
Q

Mitose: was geschieht in der Prophase?

A

Hier „kondensiert“ die lockere DNA (Euchromatin) und verdichtet sich zu den Chromosomen. Die Zentrosomen wandern zu gegenüberliegenden Seiten der Zelle und bilden den sogenannten „Spindelapparat“ aus. Das sind Fäden aus den Mikrotubuli, die die Chromatide der DNA in der Mitose zu verschiedenen Seiten ziehen.

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11
Q

Mitose: was geschieht in der Prometaphase (keine echte Phase, lediglich Übergang)?

A

Die Kernhülle löst sich auf, die Chromosomen fangen an, zur Mitte zu wandern und der Spindelapparat bildet sich verstärkt aus.

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12
Q

Mitose: was geschieht in der Metaphase?

A

In der Metaphase sind die Chromosomen genau in der Mitte, der sogenannten „Äquatorialebene“ angeordnet. Hierbei stehen dann einfach alle untereinander in der Mitte der Zelle. In der menschlichen Zelle würden also alle 46 Chromosomen untereinander stehen

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13
Q

Mitose: was geschieht in der Anaphase?

A

Die beiden Chromatiden jedes Chromosoms werden getrennt und zu unterschiedlichen Polen gezogen. So kann in jede Tochterzelle die gleiche Anzahl von Chromosomen wandern, aber auch die gleiche Anzahl wie bei der Mutterzelle.

Es gab 4 Chromosomen in dieser Zelle und jede Tochterzelle bekommt 4 Chromosomen, aber eben nur ein Chromatid. Dadurch bekommt aber jede Zelle das vollständige Genmaterial, in den Zwei-Chromatid-Chromosomen lag das Genmaterial ja doppelt vor. In der menschlichen Zelle erhält also auch jede Tochterzelle 46 Chromosomen und damit das komplette Genmaterial.

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14
Q

Mitose: was geschieht in der Telophase? Was geschieht kurz darauf?

A

In der Telophase wird die Mitose abgeschlossen, der Spindelapparat löst sich auf und die Kernhülle wird wieder aufgebaut. Die Chromosomen dekondensieren wieder, lockern sich also wieder auf. Die Mitose ist mit der Telophase zu Ende.

Nach der Mitose folgt dann die Zellteilung (Zytokinese), die selbst nicht mehr Teil der Mitose ist!

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15
Q

Wie liegen die Chromosomen vor, wenn sie in einem Karyogramm unter dem Mikroskop sichtbar gemacht werden?

A

Die Chromosomen werden nur im kondensierten Zustand unter dem Mikroskop sichtbar, am besten in der Metaphase.

Auch wenn man es nicht immer erkennt, liegt jedes der insgesamt 46 Chromosomen als Zwei-Chromatid-Chromosom vor, denn vor der Mitose verdoppelt sich die DNA zu Zwei-Chromatid-Chromosomen.

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16
Q

Was bezeichnen die Buchstaben I und M im Zellzyklus? Was geschieht in diesen Phasen?

A

In sich regelmäßig teilenden Zellen ist die Mitose Teil des Zellzyklus und wird mit der Zytokinese zusammen häufig „M-Phase“ genannt.

Grob lässt sich der Zellzyklus in die M-Phase und die Zeit zur nächsten M-Phase unterteilen, die man Interphase nennt (Zwischenphase). Die Interphase ist also einfach alles, was zwischen zwei Zellteilungen ist. In der Interphase kann eine Zelle damit ihre „normalen“ Aufgaben erledigen, für die sie da ist, z.B. bestimmte Proteine produzieren.

17
Q

Zellzyklus: wie lässt sich die Interphase weiter unterteilen?

A

G1, G0, S und G2

Die S-Phase steht für „Synthese“. Hier wird die DNA verdoppelt, um die nächste Mitose durchführen zu können. Die DNA-Menge steigt von 2n2C auf 2n4C, damit in den Tochterzellen wieder jeweils 2n2C vorliegen kann.

Die Phasen vor und nach der Synthese-Phase sind „Gap-Phasen“, sie füllen also die Lücke zwischen Synthesephase und M-Phase. In den Gap-Phasen wächst die Zelle und vermehrt Proteine und Zellorganellen. Zudem sind in den G-Phasen auch immer Kontrollpunkte, an denen die Zelle überprüft, ob eine Teilung möglich ist. Hierfür ist wichtig, dass die Umweltbedingungen günstig sind, z.B. genug Nährstoffe vorhanden sind, aber auch dass die Zelle und die DNA keine starken Schäden aufweisen.

Die G1-Phase steht für „Gap-1“ Phase. Wichtig ist, dass Zellen von hier aus in die G0-Phase wechseln können, wenn sie sich nicht weiter teilen.

In der G0-Phase können sie dann einfach ihre Arbeit als Zelle verrichten, ohne sich auf eine Teilung vorzubereiten. Die meisten Zellen (außer Nervenzellen) können von hier zurück G1-Phase wechseln.

G2-Phase vor der Zellteilung: hier wird die Mitose vorbereitet.

18
Q

Wie lauten die Phasen der Meiose?

A

Meiose 1 und Meiose 2, wobei jeweils die Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase durchlaufen wird.

19
Q

Was geschieht in der Meiose I?

A

Die Meiose I wird auch als Reduktionsteilung bezeichnet. Hier werden die homologen (zusammengehörigen) Chromosomen eines Chromosomenpaars getrennt.

Die Meiose I teilt sich in die Prophase I, Metaphase I, Anaphase I und Telophase I die ähnlich wie die Phasen der Mitose ablaufen, also in der Prophase bildet sich der Spindelapparat, in der Metaphase stehen die Chromosomen in der Mitte, in der Anaphase werden sie auseinander gezogen.

In der Meiose I wird von jedem Chromosomenpaar nur ein Chromosom an die Tochterzelle gegeben, entweder das von der Mutter oder das vom Vater. Dies geschieht für jedes Paar zufällig, es gibt daher sehr viele Möglichkeiten in welcher Kombination mütterliche und väterliche Chromosomen in einer Tochterzelle sind.

20
Q

Wie verändert sich der Chromosomensatz in der Meiose I?

A

Der Chromosomensatz in der Meiose I wird von 2n 4C zu 1n 2C.

Vor der Meiose I ist der Chromosomensatz diploid, es gab zwei Varianten pro Chromosom (je eine von Mutter und Vater). Nach der Meiose I ist der Chromosomensatz haploid, es gibt nur noch eine Variante. Die Gesamtzahl der Chromatide pro Chromosomenpaar ( mit C bezeichnet) verringert sich daher von 4 auf 2.

21
Q

Was bezeichnet der Begriff Crossing-Over in der Meiose? Wann findet dieses statt?

A

Crossing-Over ist ein Mechanismus, der die Kombinationsvielfalt nochmal erhöht und nur in der Prophase I stattfindet. Hierbei werden Bruchstücke zwischen homologen Chromosomen ausgetauscht. Der Vorgang dient also dazu, die genetische Vielfalt noch weiter zu erhöhen.

22
Q

Was geschieht in der Meiose II?

A

Die Meiose II entspricht quasi der Mitose, hier werden die Chromatiden getrennt. Auch hier gibt es Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, Telophase II.

Der Chromosomensatz wird hier von 1n 2C auf 1n 1C reduziert. Pro Chromosomenpaar ist nach der Meiose II nur noch entweder das väterliche oder das mütterliche Chromosom vorhanden (mit Bruchstücken vom anderen durch Crossing-over) und davon nur noch ein Chromatid.

23
Q

Wie verändert sich der Chromosomensatz über die gesamte Meiose hinweg?

A

In der Meiose I und II zusammen reduziert sich der Chromosomensatz insgesamt von 2n 4C auf 1n 1C.

24
Q

Was geschieht bei der Spermatogenese? Wann und wodurch hat diese Einfluss auf das Geschlecht eines Kindes?

A

Die Bildung von Spermien (Spermatogenese) ist eine Form der Meiose. Aus einer „Ursamenzelle“ mit einem Chromosomensatz von 2n 4C werden 4 Spermien mit einem Chromosomensatz von jeweils 1n 1C.

In der Meiose I der Spermatogenese entscheidet sich das Geschlecht der Tochterzellen, da das 23. Chromosomenpaar aus einem X und einem Y-Chromosom besteht und sie sich hier trennen. So wird die Hälfte der entstehenden Spermien ein männliches Geschlechtschromosom tragen, die andere Hälfte ein weibliches.

25
Q

Was geschieht bei der Oogenese?

A

Die Bildung von Eizellen (Oogenese) funktioniert nicht genauso wie die Spermatogenese. Um den bestmöglichen Start für einen Embryo zu schaffen, wird bei der Oogenese der Großteil vom Zytoplasma und der Zellorganellen auf nur eine entstehende Eizelle übertragen, die restlichen Tochterzellen sind dabei nur Nebenprodukt.

Es entstehen nach dem Prinzip der Meiose 4 Tochterzellen, mit einem Chromosomensatz von 1n 1C, aber nur eine Tochterzelle wird eine Eizelle, die anderen 3 sind Nebenprodukt, die als „Polkörperchen“ bezeichnet werden, da sie oben auf der Eizelle als kleines Anhängsel bleiben und einen „Pol“ bilden.

26
Q

Wann startet die Oogenese bei Menschen? Wieso ist dies relevant für Genetische Erkrankungen?

A

Die Oogenese startet bereits im Säuglingsalter, sie wird aber in der Prophase I angehalten. Die Oogenese von einer Eizelle wird dann immer nur vor ihrem Eisprung fortgesetzt.

Bei einem Eisprung im Alter von 40 Jahren hat diese Eizelle also ca. 40 Jahre in der Prophase I verharrt. Dies erhöht die Gefahr, dass die Chromosomen sich nach so langer Zeit nicht mehr richtig teilen, man kann es sich vorstellen, als würden sie manchmal „verkleben“. Dann wandern beide homologen Chromosomen in eine der Tochterzellen (bei Fehlverteilung in Meiose I) oder beide Chromatiden eines Chromosoms in eine Tochterzelle (bei Fehlverteilung in Meiose II). Daher steigt mit steigendem Alter der Mutter das Risiko für Chromosomenfehlverteilungen, die z.B. zu Trisomien (3 statt 2 Chromosomen in einem Chromosomenpaar) führen können.

27
Q

Wie lauten die Unterphasen der Prophase I und mit welchem Merkspruch lassen sie sich einprägen?

A

Die Prophase I der Meiose kann in zusätzliche Stadien untergliedert werden. Diese werden Leptotän, Zygotän, Pachytän, Diplotän und Diakinese genannt.

Die Reihenfolge der Phasen lässt sich mit dem Merkspruch „Liebe Zelle, paar dich doch“ merken, wobei Diakinese der letzte Schritt und damit das Ende der Prophase ist.

28
Q

Was geschieht im Leptotän der Prophase I?

A

Die DNA verdichtet sich zu Chromosomen (=Kondensation). Dadurch kannst du sie im Mikroskop in der bekannten Struktur mit zwei Chromatiden und einem Centromer erkennen.

29
Q

Was geschieht im Zygotän der Prophase I?

A

Die Chromosomen paaren sich und bilden ein homologes Chromosomenpaar. Dieser Vorgang wird auch als Synapsis bezeichnet.
Dabei bindet sich ein mütterliches Chromosom an ein väterliches und umgekehrt. Die verbundenen Chromosomenpaare kannst du als Bivalent bezeichnen. Die vier Chromatiden innerhalb dieses Paares kannst du auch als Tetrade bezeichnen.

30
Q

Was geschieht im Pachytän der Prophase I?

A

In diesem Stadium kondensieren die Chromosomen weiter. Die Chromatiden überkreuzen sich und tauschen so genetische Informationen aus. Dieser Vorgang wird auch Crossing over oder Crossover genannt. Dadurch kommt es zu einer Rekombination der elterlichen Gene. Dieser Schritt ist für die sogenannte Rekombination von Erbinformationen zuständig.

31
Q

Was geschieht im Diplotän der Prophase I?

A

Jetzt trennen sich die homologen Chromosomenpaare weitestgehend auf. Dabei bleiben sie an einigen Punkten jedoch trotzdem verbunden. Diese Überkreuzungspunkte zwischen den Chromatiden werden Chiasmata (Singular: Chiasma) genannt.
Bei Oozyten, die noch nicht in die Geschlechtsreife gekommen sind, kann die weitere Reifung in einer Ruhephase verharren. Dieses sogenannte Diktyotän bleibt so lange bestehen, bis die Meiose wieder aufgenommen werden kann.