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Interphase

Da eine Zelle bei der Mitose in zwei Tochterzellen mit identischer genetischer Ausstattung geteilt werden soll, muss zuvor das komplette Genom der Zelle verdoppelt werden. Außerdem muss sie auf die Größe der Mutterzelle heranwachsen. Dies geschieht in der Interphase, die in die Phasen G1, S und G2 unterteilt ist. In der G1-Phase ermöglicht die Proteinbiosynthese das Wachstum der Zelle. Gegen Ende dieser Phase wird dann entschieden, ob die Zelle erneut eine Zellteilung durchläuft oder den Zellzyklus verlässt und in einen Zustand ohne Zellteilung übergeht, die G0-Phase. In der S-Phase erfolgt dann die Verdopplung der Ein-Chromatid-Chromosomen zu Zwei-Chromatiden-Chromosomen. In der G2-Phase werden die Vorbereitungen zur Kern- und Zellteilung
abgeschlossen.

Prophase

In der Prophase liegen die Chromosomen zunächst in Form einer fädigen und verknäuelt erscheinenden Struktur vor, die aufgrund ihrer leichten Färbbarkeit als Chromatin bezeichnet wird (griech. chromos – Farbe). Im weiteren Verlauf verdichten sich die Chromatinfäden durch Aufschraubung und Auffaltung zu im Lichtmikroskop sichtbaren Zwei-Chromatiden-Chromosomen (Kondensation). Die Kernhülle zerfällt und von den beiden Polregionen der Zelle aus bildet sich ein Spindelapparat aus zahlreichen Proteinfasern (Mikrotubuli).

Metaphase

In der Metaphase haben die Chromosomen den höchsten Kondensationsgrad erreicht. Nun lässt sich im Lichtmikroskop die Anzahl der Chromosomen einer Zelle leicht bestimmen. Die Zwei-Chromatiden-Chromosomen ordnen sich in der Mitte der Zelle zwischen den Zellpolen zur Äquatorialplatte an.
Mikrotubuli des Spindelapparats, die Zugfasern, setzen an den Centromeren der Zwei-Chromatiden-Chromosomen an.

Anaphase

In der Anaphase verkürzen sich die Zugfasern. Dadurch werden die Ein-Chromatid-Chromosomen voneinander getrennt. Da sich jedes Ein-Chromatid-Chromosom zu einem der entgegengesetzten Zellpole bewegt, weist jeder Zellpol schließlich einen kompletten diploiden Satz von Ein-Chromatid-Chromosomen auf. Die Polfasern verbinden die Zellpole miteinander. Sie stabilisieren den Spindel-
apparat.

Telophase

Nachdem die Erbsubstanz gleichmäßig auf die beiden künftigen Zellkerne verteilt worden ist, beginnen sich in der Telophase die Ein-Chromatid-Chromosomen zu dekondensieren. Der Spindelapparat löst sich auf und es werden neue Kernhüllen gebildet, sodass schließlich zwei neue Zellkerne mit
jeweils einem kompletten Chromosomensatz entstanden sind. Die Teilung des Cytoplasmas, die Cytokinese, ist am Ende der Telophase abgeschlossen. Zwischen den beiden neuen Zellkernen sind zwei Zellmembranen und eine Zellwand ausgebildet worden.