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Alle Lebewesen benötigen den Prozess der Zellteilung, um zu wachsen und sich zu vermehren. Um die Zelle auf die nächste Teilung vorzubereiten, wird sie in die Interphase versetzt.
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Die Phase zwischen zwei Kernteilungen wird als Interphase bezeichnet. Sie findet zwischen der letzten und nächsten Mitose statt. Daher ist sie auch die längste Phase des Zellzyklus. Bei manchen Zellen nimmt sie 90 % des gesamten Zyklus ein.
In der Interphase werden die Zellen auf die kommende Zellteilung vorbereitet. Dafür werden Zellen vermehrt und nicht vorhandene Zellbestandteile ergänzt. Anschließend werden die Chromosomen noch verdoppelt. In der Phase wird die Zelle auf die nächste Mitose vorbereitet, die normalen Funktionen der Zellen werden während dieser Zeit weiterhin ausgeführt.
Um die genauen Phasenübergänge zu steuern, gibt es sogenannte Zellzyklus-Kontrollpunkte. In der Interphase gibt es davon zwei Stück. Den G1-Kontrollpunkt, der sich zwischen der G1- und der S-Phase befindet und den G2-Kontrollpunkt. Dieser liegt am Übergang zwischen der G2-Phase und der nachfolgenden Mitose.
Hier wird geprüft, ob die die DNA intakt ist und ordnungsgemäß repliziert wurde. Auf diese Weise sollen die Zellzyklus-Kontrollpunkte das Erbgut schützen und eine "Entartung", also eine negative Veränderung der Zelle, verhindern.
Die Interphase lässt sich in drei Phasen einteilen:
Die G1-Phase wird auch Gap-Phase genannt und kennzeichnet den Anfang der Interphase. Sie findet direkt nach der letzten Cytokinese statt.
Cytokinese ist einfach ein anderer Ausdruck für die Zellteilung.
In dieser Phase kommt es zu einem starken Wachstum der Zelle, da sie sich bereits auf die nächste Zellteilung vorbereitet. Die Proteinbiosynthese wird angekurbelt, weil für die S-Phase Histone und Replikationsenzyme benötigt werden. Außerdem werden Zellbestandteile wie das Zytoplasma oder die Zellorganellen ergänzt.
Neben der Vorbereitung auf die nächste Mitose, geht die Zelle weiterhin ihren eigentlichen Aufgaben nach.
Bei tierischen Zellen werden beide Zentriolen voneinander getrennt, sodass jedes Chromosom nur noch aus einem Chromatid besteht, sie sind also Einchromatid-Chromosomen. Sie liegen nun im entspiralisiertem Zustand vor.
Die Dauer der G1-Phase kann zwischen ein bis zwölf Stunden variieren.
Wenn Zellen sich momentan nicht weiter vermehren sollen oder können, dann wechseln sie aus der G1-Phase in die G0-Phase. In diesem Zustand können sie einige Tage oder sogar mehrere Jahre verbleiben.
Lymphozyten (weiße Blutkörperchen) befinden sich beispielsweise so lange in der G0-Phase, bis sie durch ein bestimmtes Antigen dazu angeregt werden, wieder in den Zellzyklus einzutreten.
Auch wenn diese Zellen sich, was die Zellteilung angeht, gewissermaßen in einem Ruhemodus (ruhende Zelle) befinden, so führen sie weiterhin ihre vorgesehene Funktion aus. Manche Zellentypen, wie die Nervenzellen und die Muskelzellen der gestreiften Muskulatur, teilen sich nie wieder und befinden sich dauerhaft in der G0-Phase.
Während der S-Phase, auch Synthese-Phase genannt, findet die Verdopplung der einzelnen Chromatiden statt. Es kommt also zur DNA-Replikation. Da auch die Zentriolen verdoppelt werden, liegen am Ende der S-Phase alle Chromosomen wieder als Zweichromatid-Chromosomen vor.
Beim Menschen nimmt die S-Phase etwa sieben bis acht Stunden in Anspruch.
In der G2-Phase wächst die Zelle durch Flüssigkeitsaufnahme weiter heran und die Proteinbiosynthese sowie die RNA-Synthese finden wieder statt. Somit wird die direkt darauffolgende Mitose vorbereitet. Zu diesen Vorbereitungen gehören auch die Einschmelzung des endoplasmatischen Retikulums sowie das Loslösen der Kontaktpunkte zu den Nachbarzellen.
Die G2-Phase nimmt etwa vier Stunden in Anspruch.
Die Mitose ist die M-Phase. Sie findet nach der Interphase statt. Während der Mitose wird der Zellkern der Zelle geteilt. Anschließend entstehen durch die Cytokinese (Zellteilung) zwei identische Tochterzellen.
Die Mitose besteht aus vier Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Die Chromosomen wechseln aus der entspiralisierten in die spiralisierte, typische Form zurück. Der Spindelapparat bildet sich aus und die Kernhülle löst sich auf.
Die Chromosomen reihen sich an der Mitte der Zelle (auch Äquatorialebene genannt) auf. Die Spindelfasern des Spindelapparats breiten sich aus und binden von beiden Seiten an die Centromere.
Die Chromosomen werden geteilt, indem die Spindelfasern jeweils ein Chromatid auf ihre Seite ziehen.
Die Spindelfasern lösen sich auf. Um die beiden Einchromatid-Chromosomensätze bilden sich neue Kernhüllen.
Danach findet die Cytokinese statt, wodurch der Rest der Zelle geteilt wird. Schließlich liegen zwei identische Tochterzellen vor, die beide einen Einchromatid-Chromosomensatz haben. Nun tritt die Zelle wieder in die G1-Phase der Interphase ein.
Mehr Informationen zu den einzelnen Phasen der Mitose findest du in entsprechenden Unterkapiteln unter dem Kapitel "Mitose".
Bei der Meiose entstehen Keimzellen, auch Geschlechtszellen genannt. Die Phase findet generell vor einer Befruchtung statt. Die Meiose setzt sich zusammen aus zwei Abschnitten (Meiose 1 und 2). Die Interphase findet bei der Meiose nur vor der Meiose 1 statt.
Die Meiose 1 besteht aus den vier Phasen: Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1 und Telophase 1.Die Meiose 2 besteht aus den vier Phasen: Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2 und Telophase 2.
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Was passiert in der Interphase?
In der Interphase wird die Zelle auf die nächste Mitose vorbereitet. Dies geschieht in den Phasen G1-Phase, S-Phase und G2-Phase. Wenn die Zelle sich nicht teilen kann oder soll, geht sie von der G1-Phase in die G0-Phase über.
Was versteht man unter Interphase?
Die Interphase ist eine Phase des Zellzyklus, die zwischen zwei Mitosen stattfindet. Sie besteht aus drei Phasen: G1-Phase, S-Phase und G2-Phase. Zusätzlich gibt es eine optionale G0-Phase, welche als Ruhezustand von der Zellteilung bezeichnet werden kann.
Warum gehört die Interphase nicht zur Mitose?
Die Interphase bereitet die Zelle auf die Mitose vor, aber sie ist nicht selbst am Teilungsprozess beteiligt. Daher wird sie nicht zur Mitose hinzugezählt.
Wann ist die Interphase?
Die Interphase findet zwischen der letzten und der nächsten Mitose statt. Sie ist die längste Phase des Zellzyklus und nimmt bei manchen Zellen 90% des Zellzyklus ein.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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