Meiose: Erklärung und Definition
Meiose ist eine Art von Zellteilung, die die Anzahl der Chromosomen in der Mutterzelle um die Hälfte reduziert und vier Gametenzellen produziert. Dieser Prozess ist erforderlich, um Ei- und Samenzellen für die sexuelle Fortpflanzung zu produzieren. Bei der Fortpflanzung, wenn sich Spermium und Eizelle zu einer einzigen Zelle vereinigen, wird die Anzahl der Chromosomen bei den Nachkommen wiederhergestellt.
Die Meiose beginnt mit einer Mutterzelle die diploid ist, was bedeutet dass sie zwei Kopien jedes Chromosoms hat. Die Elternzelle durchläuft eine Runde der DNA-Replikation, gefolgt von zwei getrennten Zyklen der Kernteilung. Der Prozess führt zu vier Tochterzellen, die haploid sind, was bedeutet dass sie die Hälfte der Chromosomen der diploiden Elternzelle enthalten.
Die Meiose hat sowohl Ähnlichkeiten als auch Unterschiede zur Mitose, einem Zellteilungsprozess, bei dem eine Elternzelle zwei identische Tochterzellen produziert. Die Meiose beginnt nach einer Runde der DNA-Replikation in Zellen in den männlichen oder weiblichen Geschlechtsorganen. Der Prozess ist in Meiose I und Meiose II unterteilt und beide meiotischen Teilungen haben mehrere Phasen. Meiose I ist eine Art der Zellteilung die nur für Keimzellen gilt, während Meiose II der Mitose ähnlich ist.
Die Meiose I, die erste meiotische Teilung, beginnt mit der Prophase I. Während der Prophase I kondensiert der als Chromatin bekannte Komplex aus DNA und Protein, um Chromosomen zu bilden. Die Paare replizierter Chromosomen sind als Schwesterchromatiden bekannt und bleiben an einem zentralen Punkt (dem Zentromer) verbunden.
Eine große Struktur die meiotische Spindel genannt wird, bildet sich auch aus langen Proteinen, die Mikrotubuli genannt werden, auf jeder Seite oder jedem Pol der Zelle. Zwischen Prophase I und Metaphase I bilden die homologen Chromosomenpaare Tetraden. Innerhalb der Tetrade kann sich jedes Paar Chromatidenarme überlappen und in einem Prozess verschmelzen, der als Überkreuzung oder Rekombination bezeichnet wird.
Rekombination ist ein Prozess der DNA-Abschnitte bricht, rekombiniert und wieder zusammenfügt, um neue Kombinationen von Genen zu erzeugen. In der Metaphase I richten sich die homologen Chromosomenpaare auf beiden Seiten der Äquatorialplatte aus. Dann in der Anaphase I ziehen sich die Spindelfasern zusammen und ziehen die homologen Paare mit jeweils zwei Chromatiden voneinander weg und zu jedem Pol der Zelle.
Während der Telophase I sind die Chromosomen in Zellkerne eingeschlossen. Die Zelle durchläuft nun einen Prozess namens Zytokinese, der das Zytoplasma der ursprünglichen Zelle in zwei Tochterzellen teilt. Jede Tochterzelle ist haploid und hat nur einen Chromosomensatz oder die Hälfte der gesamten Chromosomenzahl der ursprünglichen Zelle.
Meiose II ist eine mitotische Teilung jeder der in Meiose I produzierten haploiden Zellen. Während der Prophase II kondensieren die Chromosomen und es bildet sich ein neuer Satz Spindelfasern. Die Chromosomen beginnen, sich zum Äquator der Zelle zu bewegen. Während der Metaphase II richten sich die Zentromere der gepaarten Chromatiden in beiden Zellen entlang der Äquatorplatte aus. Dann trennen sich in der Anaphase II die Chromosomen an den Zentromeren. Die Spindelfasern ziehen die getrennten Chromosomen zu jedem Pol der Zelle. Schließlich werden während der Telophase II die Chromosomen in Kernmembranen eingeschlossen. Es folgt die Zytokinese die das Zytoplasma der beiden Zellen teilt. Am Ende der Meiose gibt es vier haploide Tochterzellen, die sich entweder zu Spermien oder Eizellen entwickeln.