Alle bekannten Zellen in einem Körper sind ähnlich aufgebaut und haben folgende Komponenten gemeinsam:

• Sie tragen den genetische Informationsspeicher DNA in sich, welcher als Bauplan für die anderen Komponenten der Zelle dient.
• Sie tragen Proteine in sich, welche die Struktur der Zelle wesentlich bestimmen und als Enzyme ihren Stoffwechsel ermöglichen.
• Sie haben Membranen, die eine Zelle von ihrer Umgebung abtrennen, als selektiver Filter für den Kontakt mit der Aussenwelt dienen und komplexere Zellen im Innern abgetrennen

Die Zellen aller Organismen haben auch gemeinsame, grundlegende Fähigkeiten und Eigenschaften, welche zur Grundlage des Lebens gehören:

• Die identische Reproduktion (Fortpflanzung) des Organismus durch Zellteilung.
• Die Eigenschaft der Mutation und der Vererbung.
• Die Möglichkeit des Stoffwechsels, das heisst die Aufnahme von Rohmaterialien, deren Umwandlung in neue Komponenten bzw. nutzbare Energie sowie die Entsorgung von nicht verwertbaren oder für den Organismus gefährlichen Produkte (Abfall).
• Viele Zellen sind beweglich.
• Die Fähigkeit zur Proteinbiosynthese durch Transkription der DNA auf RNA und deren Translation zu Proteinen.
• Alle Zellen reagieren auf die Umwelt bzw. Gegebenheiten innerhalb des Organismus. Sie sind also reiz- bzw. erregbar.
• Ihre Alterung und schlussendlich den Tod von verbrauchten Zellen

Die Organe einer Zelle werden Organellen genannt und diese stellen wir anhand folgender Grafik und ihrer Legende vor.

Als Zusammenfassung unternehmen wir eine hypotetische, kleine Reise in den Kern einer Körperzelle. Sie hat natürlich keinen Anspruch auf wissenschaftliche Genauigkeit, aber soll uns einen kleinen Einblick in den Mikrokosmos der Zelle geben.
Wir steuern die rundliche, bewegliche Zelle an und müssen als zuerst einen Eingang durch die Zellmembrane finden. Der Eingang ist eine Art Schleuse, welche durch die zweiwandige Zellmembrane führt. Dort werden wir auch von einem Grenzwächter kontrolliert, der uns nur durchlässt wenn er die Gewissheit hat dass wir im Innern kein Chaos verursachen. Nach einer kurzen Warnung des Pförtners, vor den Abfallentsorger, den Lysosomen, welche alles entsorgen, was für die Zelle nicht von Nutzen ist, treten wir in den Mikrokosmos der Zelle ein. Wir schwimmen durch eine geleeartige Flüssigkeit aus Cytosol. Dieses Zytoplasma ist durchsetzt von kleinen Fäden welche das Zytoskelett bilden und so zusammen mit dem Zytoplasma der Zelle ihre mechanische Stabilität gibt. Schwimmend schlängeln wir uns durch dieses Gewirr von Fäden und treffen auf eine leicht leuchtende Bohne welche eine Art elektrische Energie abgibt. Es ist eine der vielen Batterien der Zelle, eine Mitochondrie. Als nächstes begegnen wir eine der freien Ribosomen , welche die Eiweisse für die Erneuerung des Zytoplasma und Zytoskelett herstellen. Nun taucht vor uns ein grösseres Gebilde auf, wir treten ein und befinden uns in einem riesigen Labyrinth von Röhren und Kammern. Wir müssen aufpassen, es herrscht hier reger Verkehr, grosse Sauerstoffmoleküle sausen an uns vorbei. Wir sind im glatten Endoplasmatisches Retikulum. Wir dringen weiter vor, die Zellwände werden rauer, die vorher glatten Wände haben überall runde Wölbungen, aus welchen Proteine (RNA) in der Form einer halbe Leiter in die Transportwege geleitet werden. Es sind RNA, halbe DNA-Strängen, also Eiweissprodukte welche der Zellkern braucht um die DNA-Stränge zusammenzustellen. Wir befinden uns im rauen Endoplasmatisches Retikulum (ER) an dessen Aussenhaut alte bekannte, die Ribosomen, fest verbunden sind und diese halbe Leitern (RNA) herstellen und ins ER zum Weitertransport abgeben. Wir hängen uns an so eine halbe Leiter, oder wie man ihnen auch sagt, an ein solches Protein und landen nach einer kurzen Schussfahrt durch Kammern und Kanäle im Golgi-Apparat. Er ist das Postzentrum der Zelle, hier werden die Proteine kontrolliert, verpackt, adressiert und ans richtige Ort weiter geleitet. Wir hängen uns an ein Paket, das an den Zellkern adressiert ist und erreichen so die Hochsicherheitszone der Zelle, den Zellkern. Wieder werden wir aufs genauste kontrolliert und müssen durch eine Schleuse mit zwei Türen, den Durchgang durch die Zellkernmembrane. Der Eintritt in das Innerste der Zelle in der Höhepunkt unserer Reise. Wir befinden uns in einem Raum, in welchem nur mit absoluter Genauigkeit gearbeitet wird. Die Zellkernkörperchen oder in der Fachsprache Nukleolus , bauen und unterhalten hier die Chromosomenstränge . Sie stehen unter der Kontrolle der Schaltzentrale, welche keine Fehler toleriert. Wir können die gewundenen Strickleitern, die DNA-Stränge, betrachten. Sie tragen alle Informationen des Lebens in sich.
Durch einen schrillen Alarm, werden wir aus unserer Faszination zurück in die Realität geworfen. Eine Zellteilung wir vorbereitet, nun aber schnell raus, wir huschen an den bedrohlich vibrierenden Zylindern, den Zentrosomen , vorbei und umgehen alle Lysosomen, welche uns als unnützer Abfall entsorgen könnten. Nur schnell raus aus der Zelle, bevor wir in den Strudel der Zellteilung kommen und in zwei Teile gerissen werden. Dieser Zellteilung ist das Thema des nächsten Abschnitt.

Die Grundlage jedes Lebens ist die Zelle. Um dieses leben zu entwickeln und zu erhalten ist die Zellteilung essentiell. Zellen können nur durch die Teilung bereits vorhandener Zellen entstehen. Teilung heiss dass die Zelle sich selbst reproduzieren, rsp. kopieren kann. Zentral ist die Fähigkeit den Zellkern zu reproduzieren, da alle Zellen einen Zellkern besitzen, muss jede sich teilende Mutterzelle für ihre Tochterzellen Zellkerne bereitstellen. Es geht daher jeder Zellteilung eine Kernteilung voraus.

Man unterscheidet zwei Arten von Kernteilungen:

• Bei der MITOSE, wird das Leben erhaltet. Durch das übertragen der unveränderten Erbanlagen aus der Mutterzelle auf die Tochterkerne, so dass identische Tochterzellen entstehen.
• Die MEIOSE wird das Leben weiter entwickelt. Durch die Bildung von Keimzellen. Bei dieser Kernteilung wird der Chromosomensatz auf die Hälfte reduziert und zu einem neuen Kern zusammengeführt, welcher die genetischen Informationen von Vater und Mutter, je zur Hälfte, in sich tragen.

Die Körperzellen regenerieren sich durch die Zellteilung, so lange die Zelle teilungsfähig ist, durchläuft sie immer den Zyklus Arbeitsform (Interphase - G0), in der die Zelle wächst, ausreift und ihre Funktion im Körper erfüllt und den Phasen der Zellteilung, die Mitose. Das wiederholte Ablaufen von Interphase und Mitosephasen wird als Zellzyklus bezeichnet. Er findet nur bei noch teilungsfähigen Zellen statt.

Die Mitose kann man unter dem Mikroskop beobachten, so ist es möglich die Phasen der Mitose optisch zu verfolgen. Die folgende Bilderserie zeigt diese Abläufe der Zellteilung:

Aufgaben der Mitose:

• Die Aufrechterhaltung der gesamten genetischen Information in jeder Zelle.
• Die Mitose ist also eine Wachstumsteilung. Aus einer Mutterzelle entstehen zwei Tochterzellen mit identischem Erbgut
• Defekte bei der Mitose werden nicht an alle Zellen eines Organismus weitergegeben, sondern nur an die neu entstandenen Zellen. Unter Umstanden kommen sie niemals zum Vorschein.
  

Als Mitosezyklus bezeichnet man den gesamten Vorgang vom Entstehen zweier Tochterzellen aus einer Mutterzelle bis zur erneuten Teilung der Tochterzellen. Er ist ein kontinuierlicher Prozess und läuft im Prinzip bei allen Tieren und Pflanzen als Grundvorgang des Lebens gleich ab.
Durch die Mitose erfolgt eine ungeschlechtliche (vegetative) Vermehrung eines Einzellers zu einem vielzelligen Organismus. Den Ablauf der Mitose wird in verschieden Phasen eingeteilt, wir sehen dies in der folgenden bildlichen Darstellung:

Grobe Unterteilung der Zellteilungsphasen:

• G1-Phase: Unmittelbar nach Zellteilung durchlaufene Phase.
  Ablauf der Proteinbiosynthese - Vermehrung des Zellplasmas - Bereitstellung von DNA-Bausteinen (1. Wachstumsphase).
• Synthese-Phase: Verdopplung der Chromatiden zu Zwei-Chromatid-Chromosomen.
• G2-Phase: Die zweite, stoffwechselaktive Phase (2. Wachstumsphase).
• G0-Phase: Keine Synthesephase, nur Arbeitsphase, keine Vorbereitung auf Teilung.
• M-Phase: Mitosephasen - Nach der G2-Phase wird entscheiden ob die zelle in den Zellteilungszyklus, die eigentliche Mitose tritt oder zurück in die G0-Phase gestuft wird.
  

Zellen, die ihre Teilungs-Aktivität eingestellt (z.B. Gehirnzellen) oder zeitweilig unterbrochen haben, befinden sich in der G0-Phase. Die G0-Phase kann je nach Zelle, unterschiedlich lang sein.

Während des Zellteilungszyklus wird der DNA-Strang verdoppelt und danach Verdichtetet. Zum bessern Verständnis der folgende Abläufe zeigen wir diese Verdichtung in einer einfachen Grafik (Bild 3). Die doppelten Chromosomenstränge werden zu einem X-Förmigen Gebilde aufgewickelt, bei welchem der Centromer den Schnittpunkt bildet. Er ist auch die Trennstelle in der Mitose des doppelten Chromosoms. Wir werden im Kapitel Erbmaterial ausführlicher auf diese Verdichtung eingehen.

Im Folgenden betrachten wir die einzelnen Phasen des Zellteilungszyklus etwas ausführlicher:

Die geschlechtsspezifische Unterschiede zwischen dem männlichen und weiblichen Zellen werden wir ihnen in Kürze hier zeigen. Schauen sie bald wieder vorbei.