Zellzyklus

1 Definition

Der Zellzyklus ist der periodische Ablauf von Ereignissen in einer Zelle zwischen zwei Zellteilungen. Er wird in verschiedene Phasen unterteilt.

2 Phasen

Die Mehrheit der Zellen befindet sich in der Interphase. Diese wird auch als G-Phase bezeichnet und setzt sich aus G₁-, G₂-, S- und G₀-Phase zusammen:

• In der G₁-Phase wächst die Zelle und die Protein- und RNA-Synthese ist in vollem Gange. Bei sich schnell vermehrenden Zellen z.B. Tumorzellen dauert diese Phase nur wenige Stunden, bei normalem Zellwachstum sehr lange.
• In der nachfolgenden S-Phase wird die DNA repliziert und am Ende haben sich die Chromatiden verdoppelt. Dieser Vorgang dauert ca. 8 Stunden. Um diese Phase zu starten, sind sog. S-Phase-Aktivatoren (Cycline) nötig, v.a. Cyclin E.
• Die G₂-Phase dient zur Vorbereitung auf die Mitose und ist v.a. durch folgende Vorgänge gekennzeichnet: Verstärkte Synthese von mitosespezifischen Proteinen und RNA-Molekülen (wie in G₁-Phase) als Vorbereitung auf die sich anschließende Zellteilung. Die Zelle vergrößert ihr Volumen durch verstärkten Flüssigkeitseinstrom und sämtliche Zellkontakte beginnen sich zu lösen.
• Manche Zellen treten nach ihrer Teilung in die G₀-Phase ein. Es findet keine Neubildung von Zellen mehr statt. Einige Zellen wie Nervenzellen oder Epithelzellen befinden sich in dieser Phase. Durch bestimmte Wachstumsfaktoren können sie in die G1-Phase überführt werden.

Schließlich führt eine Erregung durch einen M-Phase-stimulierenden Faktor (MPF) zum Eintritt in die M-Phase (Mitosephase oder bei Keimzellen Meiose).

Die Phasenübergänge und die kritische Prozesse im Zellzyklus werden durch die Zellzyklus-Kontrollpunkte reguliert.

3 Medizinische Bedeutung

Alle Phasen des Zellzyklus können durch bestimmte Faktoren gehemmt oder gefördert werden. So verzögern oder unterbrechen Zytostatika den Eintritt der Zelle in die Zytokinese. Auch sog. Anti-Onkogene hemmen die Stadien des Zellzyklus.

4 Videotutorial