Zellproliferation

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 10. April 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Bei der Zellproliferation handelt es sich um einen biologischen Prozess bei dem die Zelle zum einen wächst und sich zum anderen teilt. Die Zellteilung wird auch als Zytokinese bezeichnet und schließt die vorangehende Mitose, die Kernteilung ab. Dieser Prozess dient der Vermehrung von Zellen im menschlichen Körper.

Was ist die Zellproliferation?

Bei der Zellproliferation handelt es sich um einen biologischen Prozess bei dem die Zelle zum einen wächst und sich zum anderen teilt.

Die Zellproliferation wird in verschiedene Phasen unterteilt. Zuerst findet die Mitose statt. Dabei kommt es zur Replikation des Erbgutes in Form der Chromosomen, welche sich im Kern der Zelle befinden. Sie bestehen aus DNA und Histonen. Es kommt zur Replikation der DNA, sodass anschließend ein doppelter Chromosomensatz in der Zelle vorliegt.

Die Chromosomen bestehen aus je zwei Strängen. Sie bilden dann eine Art X-Form mit identischen Schwester-Chromatiden, die durch ein Centromer zusammen gehalten werden. Bei Histonen handelt es sich um Proteinkomplexe, welche bei der Formgebung der Chromosomen beteiligt sind. Die Replikation der DNA und Bildung des doppelten Chromosomensatzes wird als Interphase bezeichnet.

Während der Prophase kommt es zur Bildung von zwei Zentrosomen, welche sich an den gegenüberliegenden Polen der Zelle ansiedeln. Diese Zentrosomen regulieren die Mikrotubuli, welche eine wichtige Rolle bei der Teilung der Chromosomen spielen. Die Mikrotubuli bilden sich von den Zentrosomen in Richtung der Chromosomen aus.

Während der Prometaphase kommt es dazu, dass der Zellkern seine umgebende Membran verliert. Der Spindelapparat wird gebildet, welcher aus den Mikrotubuli besteht. Sie binden sie Chromosomen, sodass diese durch die Zelle transportiert werden können.

In der Metaphase werden die Schwester-Chromatiden der Chromosomen, welche sich in einem bestimmten Bereich der Zelle angesammelt haben, voneinander getrennt. Vorher kommt es zur Kondensation der Chromosomen. Die Chromosomen werden anschließend in dem äquatorialen Bereich der Zelle ausgerichtet. Dieser Bereich wird auch als Metaphaseplatte bezeichnet. Die Kinetochore, die Bereiche der Chromosomen, welche die Mikrotubuli binden, sind alle mit Mikrotubuli besetzt.

Während der Anaphase werden die Schwester-Chromatiden voneinander getrennt. Dies erfolgt in die beiden Richtungen der Zentrosomen an beiden Polen der Zelle. An jedem Pol kommt es dann zu einer Ansammlung des gleichen Satzes an Chromosomen.

In der Telophase schließlich bilden sich die Mikrotubuli-Stränge, welche an den Kinetochoren der Chromosomen gebunden sind zurück. Der Zellkern mit seiner umgebenden Membran wird wieder um die Chromosomen aufgebaut. Es handelt sich nun um zwei Zellkerne.

Anschließend erfolgt die Zytokinese, die Zellteilung. Dabei schnürt die Mutterzelle sich durch, um zwei Zellen mit jeweils einem Zellkern zu erzeugen.

Funktion & Aufgabe

Zusätzlich dient die Zellteilung auch der Erneuerung bestimmter Gewebe. Ein Beispiel hierfür ist die Haut, welche sich immer wieder regeneriert. Die Epidermis, die die äußerste Schicht der Haut darstellt, besteht aus Keratinozyten, welche sich durch Zellteilung vermehren und durch das Absterben und Verhornen die schützende Hornhaut bilden. Durch die kontinuierliche Zellteilung dieser Zellen wird gewährleistet, dass die Schutzhüllen aufrechterhalten werden kann.

Es gibt jedoch auch Zelltypen, welche sich im Erwachsenenalter nicht mehr zu teilen vermögen. Dabei handelt es sich um die Muskel- und Nervenzellen. Sie sind ausdifferenziert und teilen sich nicht mehr. 

Krankheiten & Beschwerden

Bösartige Tumore dagegen beeinflussen den Körper des Betroffenen schwer. Diese malignen Tumore können sich in Körper ausbreiten und bis zum Tod führen. Diese Erkrankung wird auch gängig als Krebs bezeichnet.

Die Zellen mit einer Störung der Proliferation verdrängen gesunde Zellen und das Gewebe, sodass es zu Funktionsverlusten kommt. Diese Erkrankung kann mehrere Ursachen haben. Oft handelt es sich um Mutationen, welche vererbt werden können. Diese Mutationen betreffen dann Gene, welche bei der Regulation der Zellteilung eine wesentliche Rolle spielen.

Weitere Ursachen sind Umwelteinflüsse. Eine übermäßige UV-Strahlung kann zu Hautkrebs führen. Auch Viren sind in der Lage Krebserkrankungen auszulösen. Beispiele hierfür sind sogenannte Onkoviren wie der Hepatitis B-Virus oder Retroviren.

Krebs wird meist mit einer Strahlentherapie oder Chemotherapie behandelt sowie mit dem Versuch bösartige Tumore soweit wie möglich operativ zu entfernen. Das Ziel ist es, sämtliche Zellen zu entfernen und dauerhaft zu vernichten, welche eine Störung der Zellteilung aufweisen, um ein weiteres Ausbrechen der Krankheit zu vermeiden. Dies muss in regelmäßigen Abständen nach einer der Therapie überprüft werden.

Quellen

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