Zyklen von Tier-, Pflanzen- und Bakterienzellen Essay

Words: 800
Topic: Biologie

Einführung

Der Zellzyklus ist ein entscheidender Prozess, der in allen Zellen abläuft und für das Wachstum und die Entwicklung von Organismen unerlässlich ist. Die aktuelle Definition des Phänomens besagt, dass ein Zellzyklus eine “Reihe komplexer Ereignisse ist, die zelluläre und nukleare Prozesse in bestimmten Phasen umfassen, die die Teilung der Zelle in zwei Tochterzellen sicherstellen” (Campbell & Fishel, 2015, S. 13). Obwohl die allgemeine Idee eines Zellzyklus in allen Reichen ähnlich ist, gibt es deutliche Unterschiede, wenn es um die Besonderheiten der Zellzyklen in Tieren, Pflanzen und Bakterien geht. Wenn man diese Unterschiede genauer untersucht, erhält man einen tiefen Einblick in die Merkmale der oben genannten Organismenarten.

Hauptteil

Der Zellzyklus in tierischen Zellen wird durch die Teilung einer Mutterzelle in zwei Tochterzellen dargestellt. Der Prozess umfasst drei Schlüsselphasen, nämlich G1, G2 und Synthese. Während der G1-Phase laufen in der Zelle entscheidende Stoffwechselprozesse ab, die die Voraussetzungen für die weitere Teilung schaffen. Während der Vollendung des G1-Stadiums wird der gesamte Zellinhalt mit Ausnahme der DNA vervielfältigt. Das S-Zwischenstadium wiederum umfasst die Prozesse, bei denen jedes Chromosom verdoppelt wird, so dass es durch zwei Schwesterchromatiden repräsentiert werden kann (“Kapitel 10 – Fortpflanzung der Zelle”).

Der G2-Schritt, der auf den vorhergehenden folgt, umfasst die metabolischen Veränderungen innerhalb einer Zelle, die zur Anordnung von Zytoplasma-Materialien führen. Letztere werden wiederum verwendet, um die Prozesse der Mitose und der Zytokinese in Gang zu setzen und zu verstärken (“Kapitel 10 – Fortpflanzung der Zelle”). Im M-Stadium schließlich geht dem Zellteilungsprozess, der auch als Zytokinese bezeichnet wird, die Kernteilung, die Mitose, voraus. Nach dem beschriebenen Prozess ist die Teilung abgeschlossen, und es entstehen zwei Tochterzellen anstelle der elterlichen Zelle.

Der Prozess der Zellteilung in Pflanzen ist dem in tierischen Zellen ähnlich, da beide Zelltypen einen Zellkern besitzen. Der Prozess des DNA-Transfers und die damit verbundenen Phasen des Zellzyklus sind daher bei tierischen und pflanzlichen Zellen ähnlich. Allerdings gibt es gewisse Unterschiede in der Art und Weise, wie sich Pflanzenzellen teilen. Im Gegensatz zu tierischen Zellen bilden pflanzliche Zellen keine Gameten, sondern Sporen, die sich später in Gametophyten verwandeln (“Kapitel 9 – Zellkommunikation”).

Daher kann die Fähigkeit, Geschlechtszellen zu produzieren, als charakteristisches Merkmal tierischer Zellen angesehen werden, das bei keiner anderen Art von Zellen in den drei Reichen vorkommt (“Kapitel 9 – Zellkommunikation”).

Bei der Analyse der Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen den Zellzyklen verschiedener Zelltypen ist zu beachten, dass sich die identifizierten Prozesse in Bakterien deutlich von denen in Pflanzen und Tieren unterscheiden. Während die beiden letztgenannten eine beträchtliche Anzahl von gemeinsamen Merkmalen aufweisen, haben Bakterien nur ein Minimum an Ähnlichkeiten mit tierischen und pflanzlichen Zellen. Das beobachtete Merkmal lässt sich durch das Fehlen eines Zellkerns und folglich das Fehlen eines eigentlichen DNA-Strangs in einer prokaryotischen Zelle erklären (“Kapitel 9 – Zellkommunikation”).

Im Gegensatz zu tierischen und pflanzlichen Zelltypen gibt es bei Bakterien beispielsweise nur die Stadien B, C und D, in denen ähnliche Prozesse wie bei der Plastidenteilung ablaufen (“Kapitel 9 – Zellkommunikation”). Insbesondere kann während des Prozesses ein Teilungsring mit FtsZ als Schlüsselprotein beobachtet werden (“Kapitel 10 – Zellvermehrung”).

Zu den grundlegenden Unterschieden zwischen den Zellzyklen von Tieren und denen von Bakterien und Pflanzen gehört auch die Tatsache, dass erstere zur Bildung von Keimzellen beitragen. Die genannte Eigenschaft ist nur für tierische Zellen typisch und wird weder bei Pflanzen noch bei Bakterien beobachtet. Daher unterscheidet sich das Ergebnis der Zellteilung bei Tieren deutlich von dem der Pflanzen und Bakterien.

Darüber hinaus gibt es erhebliche Unterschiede in der Art und Weise, wie die Mitose in tierischen, pflanzlichen und bakteriellen Zellen abläuft. Im Gegensatz zu Bakterien und Pflanzen beinhaltet der Prozess der Mitose in tierischen Zellen eine Zellfurchung, die in Pflanzen und Bakterien aufgrund der unterschiedlichen Zelldicke nicht stattfinden kann (“Kapitel 9 – Zellkommunikation”). Das Meiose-Stadium wiederum ist in tierischen Zellen ebenfalls anders, da diese im Gegensatz zu identischen Tochterzellen Gameten produzieren (“Kapitel 10 – Zellvermehrung”). Diese besondere Eigenschaft der tierischen Zellen unterscheidet sie von den Zellen der Pflanzen und Bakterien.

Schlussfolgerung

Das Phänomen des Zellzyklus ist ein gemeinsames Merkmal aller Zellen und ein wesentlicher Bestandteil der Funktionsweise eines jeden Organismus. Je nach Zelltyp kann die Zellteilung jedoch verschiedene Phasen umfassen, die sich stark unterscheiden. Ein Überblick über die Merkmale des Zellteilungsprozesses in den Zellen der einzelnen Reiche hat gezeigt, dass es bestimmte gemeinsame Aspekte gibt, wie z. B. die Besonderheiten der Meiose und der Mitose, die in den Zellen von Tieren, Pflanzen und Bakterien recht unterschiedlich sind. Da es in Bakterien keine DNA gibt, ist die Produktion von Keimzellen eine einzigartige Eigenschaft der tierischen Zellen. Das Verständnis dieser Unterschiede ist der Schlüssel zu einer erfolgreichen Analyse der Prozesse, die während eines Zellzyklus ablaufen.

Referenzen

Campbell, A., & Fishel, S. (Eds.). (2015). Atlas of time lapse embryology. Boca Raton, FL: CRC Press.

“Kapitel 9 – Zellkommunikation.” Georgia Highlands College, n.d. Web.

“Kapitel 10 – Zellvermehrung”. Georgia Highlands College, n.d. Web.