Wenn wir Artikel oder wissenschaftliche Bücher zum Thema Biologie lesen, stoßen wir oft auf Wörter wie Meiose und Mitose. Beide spielen trotz ihres mysteriösen Namens eine sehr wichtige Rolle im Leben der Zelle. Leider verwechseln wir sie oft aufgrund von Ähnlichkeiten im Namen und Ort der Aktion. Dank dieses Artikels erfahren wir, was der Meiose-Prozess bewirkt.
Meiose – ein interessanter Zellzyklus
Was ist Meiose?
Der Zweck der Meiose ist die Produktion von Gameten – Fortpflanzungszellen, Spermien und Eizellen. Durch diesen Prozess erhalten wir Tochterzellen, die die gleiche Anzahl an Chromosomen wie die Ausgangszelle enthalten. Während der Meiose teilt sich eine diploide Zelle, also eine mit zwei Chromosomensätzen, in haploide Zellen – Zellen mit einem Chromosomensatz. Bei den zuvor erwähnten Keimzellen handelt es sich um haploide Zellen, die im Zuge der Befruchtung eine diploide Zelle mit einem neuen Genom bilden.
Das Foto zeigt eine Mikroskopaufnahme, die die verschiedenen Stadien der Meiose zeigt.
Meiosestadien:
Die Meiose kann in 9 Stadien unterteilt werden. Diese Stadien werden weiter in die erste Zellteilung (Meiose eins) und die zweite Zellteilung (Meiose zwei) unterteilt:
Erste Meiose
Interphase
Die DNA in der Zelle wird kopiert, wodurch zwei identische Chromosomensätze entstehen. Außerhalb des Kerns befinden sich zwei Zentrosomen, die jeweils ein Paar Zentriolen enthalten. Diese Strukturen sind für den Zellteilungsprozess unerlässlich. Während der Interphase beginnen sich die Mikrotubuli zu dehnen.
Prophase 1
- TDie kopierten Chromosomen fügen sich zu X-förmigen Strukturen zusammen. Jedes Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden, die identische genetische Informationen enthalten. Die Chromosomen bilden Paare, sodass beide Kopien von Chromosom 1 wie die übrigen Chromosomen miteinander verbunden sind. Die gebildeten Chromosomenpaare können DNA-Stücke in einem Prozess austauschen, der als genetische Rekombination oder Crossing-Over bezeichnet wird. Am Ende der Prophase eins löst sich die den Zellkern umgebende Membran auf und die Chromosomen werden freigesetzt. Die meiotische Spindel, die Mikrotubuli und andere Proteine enthält, erstreckt sich zwischen den Zentriolen durch die Zelle.
Metaphase 1
- Chromosomenpaare reihen sich in der Mitte der Zelle aneinander. Die Zentriolen befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Zelle und die meiotische Spindel ragt aus ihnen heraus. Meiotische Spindelfasern heften sich an jeweils ein Chromosomenpaar.
Anaphase 1
- Die Chromosomenpaare werden dann durch die meiotische Spindel auseinandergebrochen, die ein Chromosom an ein Ende der Zelle und das andere an das andere Ende zieht. Während der ersten Meiose bleiben die Schwesterchromatiden zusammen.
Telophase 1 und Zytokinese
- Chromosomen vollenden ihre Reise zu den entgegengesetzten Enden der Zelle. An jedem Ende der Zelle sammelt sich ein vollständiger Chromosomensatz an. Es bildet sich eine Membran, die jeden Chromosomensatz umgibt und so zwei neue Kerne bildet. Die einzelne Zelle teilt sich dann in der Mitte in zwei Schwesterzellen, die im Zellkern den vollständigen Chromosomensatz enthalten.
Zweite Meiose
Prophase 2
- Nach Abschluss der ersten Meiose werden zwei Schwesterzellen mit jeweils 23 Chromosomen gebildet. In jeder Zelle fügen sich die Chromosomen wieder zu X-förmigen Strukturen zusammen. In jeder Zelle löst sich die den Zellkern umgebende Membran auf und die Chromosomen werden freigesetzt. Die Zentriolen verdoppeln sich. Die meiotische Spindel bildet sich erneut.
Metaphase 2
- In jeder Zelle sind die Chromosomen vom Anfang bis zum Ende der Zelle ausgerichtet. Die Zentriolen befinden sich nun an gegenüberliegenden Enden der Zelle. Spindelfasern an jedem Ende der Zelle heften sich an Schwesterchromatiden.
Anaphase 2
- Schwesterchromatiden bewegen sich auf gegenüberliegende Seiten der Zelle. Die einzelnen Chromatiden sind nun einzelne Chromosomen.
Telophase 2 und Zytokinese
- Chromosomen enden an den entgegengesetzten Enden der Zelle. Jedes Ende enthält einen vollständigen Satz Chromosomen. Um den Chromosomensatz herum bildet sich eine Membran, die den Zellkern bildet. Dies ist das letzte Stadium der Meiose, obwohl die Zellteilung ohne eine weitere Runde der Zytokinese nicht vollständig abgeschlossen ist.
Was bekommen wir mit Meiose?
Wenn der Prozess abgeschlossen ist, entstehen vier Zellen mit dem halben Chromosomensatz. Mit anderen Worten, sie sind haploid. Bei Männern werden vier Fortpflanzungszellen, sogenannte Spermien, produziert. Frauen produzieren eine Eizelle und drei Polkörperchen (kleine Zellen, die sich nicht zu einer Eizelle entwickeln).
Das Bild zeigt die Bedeutung der Meiose bei der Oogenese – der Bildung von Eizellen. Die Bildung der Eizelle und der Polkörperchen ist sichtbar.
Das Bild zeigt die Bedeutung der Meiose bei der Spermatogenese, also der Bildung von Samenzellen. Die Bildung von vier Zellen ist sichtbar.
