Erhöhung der genetischen Variation während der Meiose

Jeder Gamet ist genetisch einzigartig, aufgrund der zwei Eigenschaften der Meiose I: Crossing-Over und der zufälligen Verteilung der väterlichen und mütterlichen Homologen (Abbildung 1).

Abbildung 1: Meiose mit Crossing-Over (Prophase I) und zufälliger Verteilung (Metaphase I)

Crossing-Over

Während der Meiose I werden die Chromosomen repliziert, genau wie während der Mitose. Im Gegensatz zur Mitose verpaaren sich jedoch die väterliche und mütterliche Version jedes Chromosoms (Abbildung 1). Die Verpaarung erlaubt genetische Rekombination. Während dieses Crossing-Overs, werden äquivalente, aber nicht identische, Teile des Chromosomen ausgetauscht. Zum Beispiel kann das mütterliche Gen für die Augenfarbe gegen das väterliche Gen für die Augenfarbe ausgetauscht werden. Das Ergebnis ist ein elterliches Chromosom, das ein paar Gene des väterlichen und ein paar Gene des mütterlichen Chromosoms besitzt. Die neuen Chromosomen sind genetische einzigartig. Schau, wie in Abbildung 1 kleine Teile der roten und blauen Homologen ausgetauscht wurden.

Zufällige Verteilung

In der späten Meiose II, kurz vor der Zytokinese, trennt sich das homologe Paar und jeweils ein Homolog wird in eine Tochterzelle gezogen. Die Verteilung der Chromosomen ist zufällig, sodass jede Tochterzelle ein väterliches oder mütterliches Chromosom erben kann, aber auch das mütterliche oder väterliche Homolog eines anderen Chromosoms. Schau, wie in Abbildung 1 jede Tochterzelle ein paar rote und ein paar blaue Chromosomen enthält.

Abbildung 2: Zufällige Verteilung der Chromosomen in der Meiose.

Weil sowohl das Crossing-Over, als auch die zufällige Verteilung mit allen 23 Chromosomenpaaren stattfindet, sind die möglichen Variationen vielfältig. Menschen und andere Organismen, die sich sexuell vermehren, sind deshalb alle genetisch einzigartig. Lass uns das an einem Beispiel mit zwei Chromosomen (2n) erklären, die die Auftrennung in der Metaphase I durchlaufen. In diesem Fall gibt es zwei mögliche Verteilungen: das väterliche und mütterliche Chromosom können sich unabhängig trennen, wie im oberen Teil der Abbildung 1 zu sehen ist, oder das väterliche und mütterliche Chromosom könnten kombiniert werden, wie es im unteren Teil der Abbildung 1 zu sehen ist. Das heißt, dass es vier mögliche Verteilungen gibt. Mit mehr Chromosomen steigt die Anzahl der möglichen Verteilungen stark an.