Der Takt der Zellteilung, nachvollziehbar gemacht

Zellteilung als ständiger Vorgang im Körper

In vielen Geweben eines erwachsenen Menschen teilen sich Zellen fortlaufend, ohne dass man davon etwas bemerkt. Jede dieser Teilungen folgt einer festen Reihenfolge von Arbeitsschritten, die in der Biologie als Zellzyklus bezeichnet wird.

Dass diese Reihenfolge eingehalten wird, überwachen Proteinkomplexe. Sie prüfen an bestimmten Stellen, ob die Voraussetzungen für den nächsten Schritt erfüllt sind, und geben ihn erst dann frei. Etliche dieser Proteine kommen ohne Metallionen nicht aus oder reagieren auf deren wechselnde Konzentration.

Zwei Mineralstoffe stehen auf dieser Seite im Mittelpunkt: Zink und Calcium. Für jedes der beiden Minerale hat die Europäische Kommission nach einer wissenschaftlichen Bewertung durch die EFSA eine eigene gesundheitsbezogene Angabe zugelassen. Larimarine zitiert jeden Wortlaut bei dem Mineral, zu dem er gehört.

Kontrollierte Übergänge zwischen den Phasen

Prüfstellen vor Verdopplung und Trennung

Bevor eine Zelle ihr Erbgut kopiert, und ein zweites Mal bevor sie die Kopien auf zwei Tochterzellen verteilt, passiert sie Kontrollpunkte. Dort arbeiten Enzyme, die cyclinabhängigen Kinasen, mit wechselnden Partnerproteinen zusammen, den Cyclinen. Steigt oder sinkt die Menge eines Cyclins, verschiebt sich, welche Schritte gerade freigegeben sind.

Diese Kontrollpunkte halten die Reihenfolge ein. Sie gleichen keinem Schalter, den ein einzelner Nährstoff umlegt, sondern einem Geflecht aus vielen Beteiligten, die sich gegenseitig abstimmen.

Zinkionen im Inneren von Proteinen

Ein Teil der Proteine, die an der Teilung mitwirken, hält ein Zink-Ion fest gebunden. Das Ion arbeitet dort wie eine Klammer, die mehrere Abschnitte einer Proteinkette auf engem Raum zusammenhält. Erst in dieser Gestalt passt das Protein zu seinem Bindungspartner.

Arbeiten an Zellkulturen beschreiben außerdem, dass die Menge an frei verfügbarem Zink in einer Zelle nicht gleich bleibt, sondern sich um den Abschluss einer Teilung herum kurzzeitig verändert. Was diese Beobachtung für den Menschen bedeutet, wird weiter erforscht.

Für dieses Spurenelement lautet die zugelassene Angabe: „Zink hat eine Funktion bei der Zellteilung.“Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Calcium als kurzlebiges Signal im Zellinneren

In einer ruhenden Zelle liegt freies Calcium im Zellplasma nur in winziger Konzentration vor; der größere Teil ruht in Speichern wie dem endoplasmatischen Retikulum. Öffnen sich Kanäle, steigt die Konzentration für Sekunden an und fällt danach wieder ab. Solche Ausschläge wurden während der Mitose unter anderem rund um die Auflösung der Kernhülle und beim Auseinanderweichen der Chromosomen beobachtet.

Auch wenn eine Zelle sich nach der Teilung auf eine bestimmte Aufgabe festlegt, sind Calcium-Signale beteiligt. Calciumbindende Proteine lesen Häufigkeit und Dauer der Ausschläge aus, und dieses Muster kann mitbestimmen, welches Genprogramm die Zelle einschaltet.

Für dieses Mengenelement lautet die zugelassene Angabe: „Calcium hat eine Funktion bei der Zellteilung und -spezialisierung.“Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012