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Lexikon der Neurowissenschaft: Zellzyklus

Zellzyklus m [von latein. cella = Behältnis, griech. kyklos = Kreis], Mitosezyklus, E cell cycle, der Lebenszyklus einer Zelle; nacheinander folgende Phasen der Kern- bzw. Zellteilung in sich mitotisch teilenden Eukaryoten. Dieser Reproduktionszyklus ist gekennzeichnet durch die Intermitose mit den Stadien G1 (G für E gap = Lücke; postmitotische Phase ohne DNA-Synthese), S (Phase der DNA-Synthese), G2 (prämitotische Phase ohne DNA-Synthese) und die M-Phase (Mitose-Phase mit fünf Unterphasen) mit abschließender Teilung ( siehe Abb. 1 ). Die Dauer der einzelnen Phasen ist bei verschiedenen Organismen unterschiedlich. Stets in der G1-Phase befinden sich Zellen mit nicht mehr existierender Teilungsfähigkeit (als G0 bezeichnet), wie z.B. Nervenzellen. Der Zellzyklus neoplastischer Zellen (Tumor-Zellen) wird nicht mehr durch den Organismus kontrolliert. Diese Zellen teilen sich autonom und durchlaufen ihren Zellzyklus gewöhnlich schneller als normale Zellen. – Der Zellzyklus nimmt bei der Proliferation der neuroepithelialen Zellen (Neuroepithel) während des frühen Entwicklungsstadiums des Neuralrohrs (Ontogenese des Nervensystems) einen charakteristischen Verlauf ( siehe Abb. 2 ). Während die S-Phase ventrikelfern stattfindet, erfolgt die Mitose asynchron ventrikelnah. Der äußere cytoplasmatische Fortsatz schmilzt vor Mitosebeginn ein und wird danach von den Tochterzellen neu gebildet. Dabei dienen benachbarte Zellen als Leitstrukturen. – Während der Mitose bindet ein sog. lizenzierender Faktor an die DNA, der in der S-Phase zerstört wird. Eine erneute Replikationsrunde ist erst möglich, wenn sich der Kern aufgelöst hat und die Chromosomen damit in der Lage sind, erneut einen lizenzierenden Faktor zu binden. Der Zellzyklus kann durch eine Gruppe von Naturstoffen inhibiert werden, die mit den Tubulinen in Wechselwirkung treten, indem sie das Gleichgewicht zwischen dem heterodimeren Tubulin und den daraus entstehenden Mikrotubuli beeinflussen (Colchicin, Taxol, Vinblastin). Cycline.



Zellzyklus

Abb. 1: a) Schematische Darstellung der aufeinanderfolgenden Phasen des Zellzyklus; die Sektionen des Zifferblatts repräsentieren die relative Dauer jeder Phase. b) Syntheseperioden der verschiedenen Cytoplasma- und Kernkomponenten während des Zellzyklus.



Zellzyklus

Abb. 2: Zellzyklus einer neuroepithelialen Zelle mit Wanderung des Kerns in der Wand des Neuralrohrs. Die Dauer des gesamten Zyklus beträgt bei der Maus ca. 10-11 Stunden.

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