Die Meiose ist für die Produktion von Gameten (= Geschlechtszellen) verantwortlich. Es finden zwei Zellteilungen statt, sodass am Ende vier neue Zellen entstehen.
Sie hat die Aufgabe, die Halbierung des diploiden, auf einen haploiden Chromosomensatz bei Keimzellen zu gewährleisten. Würde es nicht zu dieser Reduktion kommen, würde sich die Anzahl der Chromosomen bei der Befruchtung immer wieder addieren und es käme zu einer schier unendlichen Zahl an Chromosomensätzen. Die dabei entstehenden Zygoten wären nicht lebensfähig.
Der Prozess der Meiose ist in zwei Reifeteilungen gegliedert:
Reifeteilung I
Reifeteilung II
Beide bestehen je aus vier Phasen.
Reifeteilung I
In der 1. Reifeteilung werden die homologen (gleichartig strukturierten) Chromosomen voneinander getrennt.
Prophase 1
Die homologen Chromosomen beginnen sich eng und parallel aneinander zu lagern, sodass eine Tetrade aus vier Chromatiden entsteht. Die mütterlichen Chromosomen lagern sich dabei an die homologen väterlichen Chromosomen an.
1 Chromosomen = 2 Chromatiden 2 Chromosomen = 4 Chromatiden (= Tetrade)
Dabei kann es zu intrachromosomaler Rekombination (crossing over) kommen. Dabei kommt es zur Überlagerung zweier Chromatiden mit nachfolgendem, gegenseitigem Austausch von Abschnitten.
Am Ende der Prophase 1 löst sich schließlich die Kernhülle auf und der Spindelapparat an den Zellpolen bildet sich aus. Dieser hat später die Aufgabe, die homologen Chromosomenpaare zu dem jeweiligen Spindelpol zu ziehen.
Metaphase 1
Die Tetraden ordnen sich in der Äquatorialebene an. Je ein Chromosom (bestehend aus zwei Chromatiden) weist zu einem Spindelpol.
Anaphase 1
Die homologen Chromosomenpaare werden von den Spindelfasern zu den Polen gezogen. Hier werden jedoch ganze Chromosomen an die Pole gezogen, und nicht einzelne Chromatidstränge wie bei der Mitose.
Diese Verteilung erfolgt zufällig und sorgt neben dem crossing over während der Prophase 1 für eine zusätzliche Durchmischung des Erbguts (= genetische Variabilität).
Telophase 1
Nachdem das genetische Material aufgeteilt und zu den Polen gezogen wurde, trennen sich die beiden entstanden Zellen voneinander, indem sich jeweils eine Kernhülle bildet.
Das Zellinnere teilt sich gleichermaßen auf beide Zellen auf.Es bilden sich zwei Tochterzellen mit verschiedenem Erbgut.
Reifeteilung II
In der 2. Reifeteilung werden die Schwesterchromatiden wie bei der Mitose voneinander getrennt.
Sie läuft im Grunde genommen genauso wie die Reifeteilung I ab, jedoch entstehen am Ende aus den zwei bestehenden Zellen vier haploide Tochterzellen.
Prophase 2
Hier werden die Chromosomen wieder sichtbar, da sich die anfangs im Knäuel vorliegenden Chromosomen verschrauben und so ihre typische verschraubte Form bilden. Außerdem bildet sich der Spindelapparat aus. Die Chromosomen verkürzen sich und die Kernmembran löst sich auf.
Metaphase 2
Beiden Tochterzellen der Reifeteilung I bilden neue Kernspindeln aus und die Chromosomen ordnen sich erneut in der Äquatorialebene an.
Anaphase 2
Die Schwesterchromatiden werden mit Hilde der Spindelfasern auseinander gezogen, sodass eine Trennung der Chromosomen in zwei Chromatide stattfindet, welche sich zu den gegenüberliegenden Polen bewegen.
Telophase 2
Während der Reifephase II entstehen aus den beiden Tochterzellen der Reifephase I jeweils zwei neue Tochterzellen.
Insgesamt wurden also vier Tochterzellen gebildet. Sie weisen alle einen haploiden Chromosomensatz auf.
Außerdem bilden sich sowohl eine neue Kernhülle um den haploiden Chromosomensatz, als auch eine Zellmembran um jede der vier Tochterzellen.
Ergebnisse
Mit dem Ende der Meiose entstehen vier Tochterzellen. Je nach Geschlecht muss aber auch hier wieder unterschieden werden.
Die Spermatogenese beschreibt die Bildung von männlichen Geschlechtszellen (Gameten). Hierbei entstehen vier gleichwertige Spermienzellen, die alle aktiv jeweils eine Eizelle befruchten können.
Die Oogenese beschreibt die Bildung von weiblichen Geschlechtszellen (Gameten). Anders als bei der Spermatogenese entsteht hier nur eine funktionsfähige Eizelle, die sehr zytoplasmareich ist. Die drei kleinen Zellen sind funktionslos und zytoplasmaarm. Sie haften an der großen Eizelle und degenerieren mit der Zeit. Man nennt sie auch Polkörper.
Vergleich Mitose und Meiose
Mitose | Meiose | |
|---|---|---|
Funktion | Vermehrung von Zellen | Bildung von Geschlechtzellen |
Ort | in allen wachsenden Zellen | in den Keimdrüsen (Geschlechtsorgane) |
Erbgut | Erbgut der Ausgangs- und der Tochterzellen ist identisch | Erbgut der Ausgangs- und der Tochterzellen ist unterschiedlich |
Ablauf | eine Kernteilung: Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase keine intrachromosomale Rekombination (crossing over) | zwei aufeinanderfolgende Kernteilungen:
intrachromosomale Rekombination (crossing over) während der Prophase I |
Ergebnis | zwei identische Zellen mit diploidem Chromosomensatz | vier unterschiedliche Zellen mit haploidem Chromosomensatz |
