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Meiose

Bei der Meiose entstehen, anders als bei der Mitose, Tochterzellen, die halb so viele Chromosomen haben wie die Mutterzelle (Abbildung 1).

Der Meiose geht eine Interphase voraus, die aus der G1-, S- und G2-Phase besteht, die nahezu identisch mit der Mitose der vorangehenden Phase sind. Während der DNA-Verdopplung in der S-Phase wird jedes Chromosom so repliziert, dass zwei identische Kopien, so genannte Schwesterchromatiden, entstehen, die am Centromer durch Cohesin-Proteine zusammengehalten werden. Das Cohesin hält die Chromatiden bis zur Anaphase II zusammen.

Ganz oben ist eine Zelle in der Interphase mit einem Zellkern und 4 einzelnen Chromosomen zu sehen. Darunter ist Prophase I zu sehen, in der die Chromosomen entlang der Mittelachse des Zellkerns verdichtet sind. Die vier folgenden Phasen, die alle zur Meiose eins gehören, sind die Prometaphase eins, in der sich der Kern aufgelöst hat und sich von den Polen aus Spindeln mit den verdoppelten Chromosomen verbinden, die Metaphase eins, in der sich die verdoppelten Chromosomen mit ihren homologen Chromosomen in der Mitte der Zelle verbinden, die Anaphase eins, in der die Schwesterchromatiden zu den Polen der Zelle gezogen werden, und die Telophase eins, in der sich die Spindeln auflösen und die Zelle in der Mitte zusammenzuziehen beginnt. Auf die Meiose eins folgt die Zytokinese, bei der sich die Zelle in zwei Zellen mit je einem Satz Schwesterchromatiden für jedes Chromosom teilt. Jede neue Zelle durchläuft die Meiose zwei, die folgende Phasen umfasst: die Prophase zwei, in der zu sehen ist, wie der Kern die Schwesterchromatiden umgibt, die Prometaphase zwei, in der sich die Spindeln mit den Schwesterchromatiden verbinden, die Metaphase zwei, in der sich die Schwesterchromatiden in der Mitte der Zelle in einer Reihe anordnen, die Anaphase zwei, in der sich die Schwesterchromatiden aufspalten und jedes Chromosom zu einem Pol gezogen wird, und die Telophase zwei, in der sich die Spindeln auflösen und sich die Zelle in zwei Hälften zu teilen beginnt. Zuletzt erfolgt in der Zytokinese die Trennung der beiden Hälften in jeweils zwei separate Tochterzellen. Das Endergebnis sind 4 haploide Zellen in der Meiose.

Abbildung 1: Die Meiose läuft in zwei Schritten ab. Während der Meiose I eins werden zwei haploide Zellen gebildet, die jeweils einen Satz homologer Chromosomen enthalten. Während der Meiose II werden die Schwesterchromatiden dieser homologen Paare getrennt, wodurch vier Gameten entstehen.

Die Funktion der Meiose ist:

  • die Anzahl der Chromosomen von diploid auf haploid zu reduzieren

  • sicherzustellen, dass jede Tochterzelle über einen vollständigen Chromosomensatz verfügt

  • genetischer Vielfalt zwischen den Tochterzellen zu erzeugen

Die Meiose besteht aus zwei Kernteilungen, der Meiose I und der Meiose II, die die Anzahl der Chromosomen auf die haploide Anzahl reduzieren, um die sexuelle Reproduktion vorzubereiten. In der Meiose I finden zwei einzigartige Ereignisse statt:

  • Synapsis und Crossing-over: Während der Prophase I paart sich das Homolog und wird durch Synapsis gehalten. Das Crossing-over findet ebenfalls während der Prophase I statt.

  • Homologe Paare in der Metaphase: Während der Metaphase I kommen homologe Chromosomen zusammen und paaren sich über ihre gesamte Länge. Diese Paarung findet in der Mitose nicht statt.

  • Trennung des Homologs: Während der Anaphase I trennen sich die homologen Chromosomenpaare, aber die einzelnen Chromosomen, die jeweils aus zwei Schwesterchromatiden bestehen, bleiben intakt.

In der Meiose II 2 werden die Schwesterchromatiden getrennt.

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