Zellzyklus; Kontrolle von Zellwachstum und Zelltod

Durch Zellteilungen entsteht aus einer befruchteten Eizelle ein erwachsener Mensch mit ≈ 1014 Zellen. Da während der Morphogenese gewisse Zellen kontrolliert absterben, werden wesentlich mehr als 1014 Zellen gebildet, bis ein Mensch zur vollen Größe ausgewachsen ist. Auch nachher finden weiterhin Zellteilungen statt: Die Teilung von Stammzellen liefert Ersatz für abgestorbene Zellen; der Zellnachschub ist besonders intensiv in Geweben mit hohem Zellumsatz, wie Epidermis, Darmschleimhaut oder blutbildendem Knochenmark. Die meisten differenzierten Zellen eines adulten Organismus teilen sich jedoch nicht mehr; Wachstumsfaktoren und andere Einwirkungen können jedoch den Ruhezustand pluripotenter Stammzellen beenden und sie erneut zur Teilung bringen, z. B. bei der Wundheilung. Eine lebende Zelle hat drei Möglichkeiten: Sie kann ruhen, in den Zellzyklus eintreten oder sterben. Der Zelltod wird eingeleitet, wenn die Zelle nicht mehr gebraucht wird oder schädigend wirkt, indem sie sich z. B. am falschen Ort befindet oder durch Mutationen die Wachstumskontrolle verloren hat. Nie ist es ein einzelner Faktor, welcher das Überleben einer Zelle kontrolliert, sondern immer ein Regulationsnetzwerk, das zahlreiche Pro- und Kontra-Signale integriert. Fällt die Entscheidung auf Zelltod, wird wenn möglich der Vorgang des kontrollierten Zelltods (Apoptose) eingeleitet: Die Makromoleküle der Zelle werden einem regulierten Programm gemäß abgebaut und resorbiert.