Interphase

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 23. Januar 2017
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Die Interphase bezeichnet den Abschnitt des Zellzyklus, der zwischen zwei Zellteilungen liegt. In dieser Phase führt die Zelle ihre normalen Funktionen aus und bereitet die nächste Mitose vor. Der korrekte Ablauf des Zellzyklus wird an zwei Kontrollstellen der Interphase und an einer Kontrollstelle während der Mitose überwacht.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Interphase?

Die Interphase ist ein Teil des Zellzyklus, welcher aus der Mitose und der Phase zwischen den Zellteilungen besteht. In über 90 Prozent der Zeit des Zellzyklus verbringt die Zelle in der Interphase. Sowohl die Interphase als auch die Mitose werden wiederum in verschiedene Abschnitte eingeteilt.

Der Zellzyklus ist ein immer wiederkehrender zyklischer Prozess, welcher sich in Zellwachstum und Zellteilung aufteilt. Um Störungen bei der Zellvermehrung zu vermeiden, sind in diesem Prozess mehrere Kontrollmechanismen eingebaut.

Zellvermehrung und Zellwachstum müssen in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen. Bei der Embryogenese und den körperlichen Wachstumsphasen überwiegt innerhalb des Zellzyklus die Mitose.

Die Interphase wird in drei Abschnitte eingeteilt. Das sind die Phasen G1, GS und G2. Der Buchstabe G steht für das englische Wort 'Gap' für 'Lücke'. Nach der Phase G1 kann je nach Zellart auch eine längere Ruhephase folgen, welche als G0 bezeichnet wird.

Funktion & Aufgabe

Nach einer Zellteilung (Mitose) folgt immer eine Phase, welche die nächste Zellteilung vorbereitet. Das ist die Interphase. Die Funktion des Körpers ist immer auf die Neubildung neuer Zellen und das Absterben alter Zellen angewiesen.

Im Laufe des Lebens findet ein ständiger Erneuerungs- und Regenerierungsprozess statt. Auch im hohen Alter eines Organismus funktioniert der Zellzyklus noch, obwohl sich bis dahin die Zellteilung immer mehr verlangsamt.

Bei der Mitose entstehen aus einer Zelle zwei neue Zellen mit identischem Erbmaterial. Das Erbmaterial liegt als DNA in den Chromosomen vor. Die Chromosomen bestehen wiederum aus einem oder zwei Chromatiden. Dabei setzt sich ein Chromatid aus einem DNA-Doppelstrang und Chromatinproteinen zusammen.

Im G1-Stadium der Interphase enthalten die Chromosomen jeweils nur ein Chromatid, weil im Rahmen der Mitose die beiden identischen Chromatide des Chromosoms getrennt und jeweils auf die beiden neuen Zellen aufgeteilt wurden. Dabei ist das G1-Stadium der Interphase hauptsächlich durch das Zellwachstum und die Bildung neuer Zellorganellen gekennzeichnet. Des Weiteren finden die Proteinbiosynthese und die RNS-Synthese statt.

Die Interphase bezeichnet den Abschnitt des Zellzyklus, der zwischen zwei Zellteilungen liegt.

In diesem Stadium erreicht die Zelle ihr typisches Kern-Plasma-Verhältnis. Wenn dieses Verhältnis überschritten wird, kann die Zelle in diesem Stadium ihre spezifische Funktion nicht mehr ausführen. Die Zelle geht in das Stadium GS oder G0 über.

Während des GS-Stadiums (S für Synthese) befindet sich die Zelle noch im Zellzyklus und synthetisiert neue DNA zur Replikation identischer Chromatiden. Für jedes Chromatid wird eine identische Kopie hergestellt. Sie werden innerhalb des Chromosoms über das Zentromer miteinander verbunden. Somit besteht das Chromosom nun aus zwei Chromatiden. Auch die Zentrosomen verdoppeln sich. Das schafft die Grundlage für die nächste Zellteilung.

Nach dem G1-Stadium kann aber auch ein G0-Stadium folgen. Während des G0-Stadiums befindet sich die Zelle in einer reversiblen Ruhephase, in welcher sie nicht auf die nächste Mitose vorbereitet wird. Je nach Zelltyp übernimmt die Zelle dann wichtige Funktionen für den Organismus. Die Ruhephase kann unterschiedlich lang sein. Beispielsweise teilen sich Nervenzellen in der Regel nicht mehr und auch Stammzellen können sehr lange in diesem Stadium verweilen.

Befindet sich die Zelle jedoch bereits im GS-Stadium, findet bald die nächste Zellteilung statt. Nach dem GS-Stadium folgt das G2-Stadium der Interphase. In dieser Phase geht die Protein- und RNA-Synthese zur Vorbereitung auf die nächste Mitose weiter. Gleichzeitig erfolgt die Kontrolle, ob die Replikation der Chromatiden fehlerfrei verlaufen ist.

Insgesamt dauert die Interphase ca. 23 Stunden mit etwa 10 Stunden für die Phase G1, 9 Stunden für die Phase GS und 4 Stunden für die Phase G2. Die anschließende Mitose wird innerhalb von nur etwa 40 Minuten abgeschlossen. Somit dauert ein vollständiger Zellzyklus ca. 24 Stunden. Wenn die Interphase von Ruhephasen unterbrochen wird, ergeben sich allerdings ganz andere Zeiten für den Gesamtprozess. Dies ist von Zelltyp zu Zelltyp unterschiedlich.

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Krankheiten & Beschwerden

Störungen im Ablauf des Zellzyklus können verheerende gesundheitliche Folgen haben. Sowohl in der Wachstumsphase als auch in stabilen Lebensphasen kommt es immer auf das richtige Verhältnis von Zellerneuerung und dem Absterben alter Zellen an. Wenn dieses Verhältnis gestört wird, können sich bösartige Tumoren entwickeln. Krebs ist immer durch ein unkontrolliertes Zellwachstum charakterisiert. Innerhalb des Tumors versagt der Regelmechanismus, welcher die fortwährende Zellteilung stoppt. Die Ursachen sind vielfältig.

Im Zellzyklus sind jedoch drei Kontrollpunkte vorhanden, welche den ordnungsgemäßen Ablauf der Prozesse kontrollieren und gleichzeitig auf die richtige Verteilung der Chromosomen achten. So gibt es zwei Kontrollsysteme innerhalb der Interphase und ein Kontrollsystem innerhalb der Zellteilungsphase. Innerhalb der Mitose findet am Metaphasekontrollpunkt eine Prüfung darüber statt, ob alle Chromosomen an der Spindel angeheftet sind. In der Interphase gibt es den G1-Kontrollpunkt und den G2-Kontrollpunkt. Hier wird jeweils geprüft, ob die Umweltbedingungen zur Zellteilung günstig sind. Am G2-Kontrollpunkt wird noch geprüft, ob die Chromosomen zwei Chromatiden besitzen. Mittels eines Komplexes aus cyclinabhängiger Kinase und Cyclin wird dann die Zellteilung reguliert.

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