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Meiose

Unter der Meiose verstehen wir eine besondere Form der Zellteilung, die bei der Bildung der Keimzellen stattfindet.

Sinn und Zweck der Meiose

Die Meiose findet aus zwei Gründen statt: Erstens dient die Meiose zur Reduktion des Chromosomensates von 2n auf 1n; aus den diploiden Mutterzellen entstehen jeweils vier haploide Tochterzellen. Würde bei der Keimzellenbildung keine Meiose ablaufen, sondern eine normale Mitose, so hätte die Zygote (befruchtete Eizelle) einen vierfachen Chromosomensatz. Die Kinder der nächsten Generation hätten dann einen achtfachen, die der übernächsten Generation einen sechzehnfachen Chromosomensatz und so weiter.

Zweitens dient die Meiose zur genetischen Rekombination der Chromosomen, damit nicht alle Kinder eines Elternpaars die gleiche genetische Ausstattung haben. Dies vergrößert die Aussicht, dass wenigstens ein oder zwei Nachkommen die natürliche Selektion überleben, die bei den meisten Tier- und Pflanzenarten ja eine entscheidende Rolle spielt.

Ablauf der Meiose

1. Reifeteilung

Prophase
Leptotän

Die Chromosomen beginnen zu kondensieren, für gute Augen werden sie im Lichtmikroskop sichtbar. Interessant ist, dass die Chromosomen dabei mit ihren Telomeren an der Kernmembran befestigt sind, so als ob sie sich festhalten müssten wie die Passagiere einer Straßenbahn an den Haltegriffen am Dach.

Zygotän

Die Chromosomen kondensieren weiter und fangen an, sich mit ihren homologen Partnern zu paaren (Paarung der homologen Chromosomen). Dieser Vorgang ist hochkomplex und noch nicht so richtig erforscht. Auf jeden Fall wird er durch bestimmte Enzyme unterstützt, welche die homologen Chromosomen an irgendwelchen strukturellen Merkmalen (Basensequenzen, Tertiärstruktur des DNA/Histon-Komplexes oder sonst was in der Art) erkennen und dann miteinander zum synaptonemalen Komplex verbinden.

Pachytän

Die Chromosomen kondensieren weiter, die Paarung der homologen Chromosomen ist abgeschlossen und es kommt zu Überlagerungen von Abschnitten der Chromosomen, auch als Crossing-Over bekannt.

Diplotän

In dieser Phase werden die homologen Chromosomen, die sich in der Äquatorialebene angeordnet hatten, durch die Spindelfasern schon etwas auseinander gezogen. Manche Chromosomenpaare bleiben aneinander hängen, was man im Lichtmikroskop aber noch nicht erkennen kann.

Diakinese

Die volle Kondensation der Chromosomen ist erreicht, die Paarung der homologen Chromosomen ist abgeschlossen, zwischen manchen homologen Chromosomenpaaren finden Crossing-Over-Vorgänge statt, die dann zur Ausbildung von Chiasmata führen. Außerdem löst sich jetzt die Kernmembran auf.

Metaphase I

Jetzt erst ordnen sich die Chromosomenpaar in der Äquatorialebene der Zelle an. Im Lichtmikroskop kann man Chiasmata erkennen, Überkreuzungen der homologen Chromosomen, die eine Folge von Crossing-Over-Ereignissen sind.

Anaphase I

Ähnlich wie in der Anaphase der Mitose werden die Chromosomen auf die beiden entstehenden Tochterzellen verteilt. Allerdings werden hier nicht die Chromatiden auseinander gezogen, sondern vollständige Doppelchromosomen.

Telophase I

Die Chromosomen sind endgültig getrennt, die Membran der Mutterzelle schnürt sich so ein, dass zwei Tochterzellen entstehen.

2. Reifeteilung

Die zweite Reifeteilung läuft wie eine normale Mitose ab, der einzige auffallende Unterschied ist hier, dass nur ein haploider Chromosomensatz vorliegt, während bei der Mitose der Körperzellen stets ein doppelter Chromosomensatz auf die Tochterzellen verteilt wird. Am Ende der zweiten Reifeteilung liegen vier Keimzellen vor; jede von ihnen enthält den halben Chromosomensatz, und die Chromosomen bestehen aus nur einem Chromatid. Jedes Chromosom enthält also nur ein DNA-Molekül.

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