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Die Metaphase ist die zweite Phase der Reifeteilung einer Zelle. Es gibt in diesem Zusammenhang noch eine Zwischenphase, die als Prometaphase bezeichnet wird. Während der Metaphase selbst ordnen sich die Chromosomen in Äquatorialebene innerhalb der Zelle an. Die Phase, die auf die Metaphase folgt, nennt sich Anaphase.
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Leg kostenfrei losWas ist die Metaphase?
Wie nennt man die Spindeln, die an die Zentromere der Chromosomen andocken?
Wie erkennt man die Metaphase unter dem Mikroskop?
Was geschieht mit den Chromosomen während der Metaphase?
Was passiert während der Prometaphase?
Was folgt auf die Metaphase?
Wodurch werden die Lamine phosphoryliert?
Warum ist die Metaphase wichtig für die Zellteilung?
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Wie nennt man die Spindeln, die an die Zentromere der Chromosomen andocken?
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Die Prometaphase wird als eigenständige Phase betrachtet. Charakteristisch ist dabei zuerst der Zerfall der Kernhülle. Dabei werden die Lamine phosphoryliert, d. h., es wird reversibel eine Phosphatgruppe angehangen.
Als Lamine bezeichnet man die Intermediärfilamente, die an der Innenseite der Kernhülle liegen. Sie bilden eine Grundstruktur, auf der die Hülle selbst aufliegt.
Durch die Phosphorylierung zerfallen nun die Lamine und die Kernhülle selbst bricht zusammen. Infolgedessen können sich die Chromosomen deutlich mehr ausbreiten. Allerdings gibt es ein paar wenige Einzeller (Protozoen), bei denen das nicht der Fall ist. Die Kernhülle bleibt hier erhalten und dient zum Teil sogar als Aufhängung für die Kernspindeln.
Den Spindelapparat hast du bereits in der Prophase kennengelernt. Die sternförmig (astral) um dem Zellpol angeordneten Fasern breiten sich nun aus und erreichen die Chromosomen. Dabei bilden sich an den Zentromeren der Chromosomen bestimmte Strukturen aus, die man Kinetochoren nennt. Die Spindeln bestehen aus Mikrotubuli, daher nennt man die Spindeln, die an diese Strukturen andocken Kinetochor-Mikrotubuli.
Wichtig ist dabei, dass von beiden Seiten eine Spindel an diesen Zentromer andockt. Nur so können später in der Anaphase die Chromatiden getrennt werden.
Abbildung 1: Die Prometaphase Quelle: wikipedia.org
Die Abbildung zeigt dir die gerade beschriebenen Abläufe noch einmal. Die Kernhülle ist bereits nur noch in Stücken vorhanden. Die Spindelfasern haben teilweise schon die Chromosomen erreicht und docken an die Zentromere an.
Zusammenfassend kann man diese Zwischenphase folgendermaßen definieren:
Die Prometaphase ist der Übergang zur Metaphase selbst. Dabei löst sich die Kernhülle auf. Die Spindelfasern beginnen, an den Zentromer der Chromosomen anzudocken. Man nennt diese Spindelfasern Kinetochor-Mikrotubuli.
An diese Phase schließt nun die Metaphase an. Diese ist bei Mitose und Meiose gleich. Während der Metaphase werden die Chromosomen mithilfe der Kinetochor-Mikrotubuli in der Äquatorialebene angeordnet, d. h. sie werden übereinander in der Mitte zwischen den beiden Polen aufgereiht.
Abbildung 2: Die Metaphase Quelle: wikipedia.org
In der Metaphase wurden die Chromosomen übrigens zum ersten Mal unterschieden. Diese Phase ist der einzige Augenblick während des gesamten Zellzyklus, in der man die Chromosomen deutlich sehen kann. Man nennt sie auch Metaphasechromosomen. Dadurch konnte man feststellen, dass der Mensch Chromosomen hat.
Die Metaphase ist beendet, sobald alle Chromosomen ihre Zielposition erreicht haben. Im Gegensatz zur Prometaphase passiert folglich nicht viel. Dennoch ist dieser Schritt essentiell zur Vorbereitung für die nächste Phase, die Anaphase.
Die Metaphase kann wie folgt definiert werden:
Die Metaphase ist der zweite Schritt der Zellteilung. Dabei werden die Chromosomen mithilfe der Kinetochor-Mikrotubuli in der Äquatorialebene angeordnet.
Vielleicht fragst du dich, jetzt wie du die Metaphase unter dem Mikroskop erkennen kannst. Bei beiden folgenden Abbildungen handelt es sich um eine Aufnahme der Wurzelspitze einer Küchenzwiebel.
Abbildung 3: Mikroskopische Aufnahme einer gepressten Zwiebelwurzel mit Zellen in der Metaphase Quelle: wikipedia.de
Du siehst zahlreiche Zellen, die sich teilweise in unterschiedlichen Stadien der Kernteilung befinden. Oben rechts in der Ecke kannst du eine Zelle erkennen, die gerade in der Metaphase ist. Die Chromosomen sind bereits deutlich erkennbar. Allerdings sind sie kein Knäuel mehr, wie es typischerweise noch in der Prophase der Fall ist. Die Kernhülle ist folglich aufgelöst, wenn die typische runde Form nicht mehr erkennbar ist. Stattdessen ordnen sich die Chromosomen linear mittig in der Zelle an.
Blickts du ein wenig tiefer, findest du eine Zelle, die sich bereits in der Anaphase befindet. Hier werden die Chromosomen gerade zu den Zellpolen gozogen.
In der Zelle links unten (direkt über dem Maßstab) ist die Metaphase noch nicht abgeschlossen. Du siehst, dass die Chromosomen sich noch nicht völlig in der Äquatorialebene aufgereiht haben und noch etwas "wirr" aussehen.
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Was ist die Metaphase?
Die Metaphase ist die zweite Phase der Zellteilung. Dabei ordnen sich die Chromosomen in der Äquatorialebene an. Der Spindelapparat bindet an die Zentromere.
Wie lange dauert die Metaphase?
Die Dauer der Metaphase kann nicht genau bestimmt werden, da dies von Organismus zu Organismus unterschiedlich ist und sich auch zwischen den Zellen unterscheidet. Die gesamte Zellteilung dauert allerdings etwa eine Stunde.
Was passiert in der Metaphase?
In der Metaphase passiert die Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialebene. Dabei sind sie deutlich im Mikroskop zu erkennen. Zusätzlich wird der Spindelapparat weiter ausgebaut und die Spindelfasern binden an die Zentromere der Chromosomen.
Was passiert in der Metaphase 1?
Die Metaphase 1 bezieht sich auf die erste Teilung der Meiose. Dabei handelt es sich um die sogenannte Reduktionsteilung. Anders als bei der Metaphase der Mitose oder Meiose II, finden sich hier homologe Chromosomenpaare in der Äquatorialebene zusammen, die dann getrennt werden.
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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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