Was die Meiose ist und aus welchen unterschiedlichen Phasen sie besteht, erfährst du hier und in unserem Video dazu!
Meiose einfach erklärt
Die Meiose ist die Form der Kernteilung, bei der Keimzellen mit einem einfachen Chromosomensatz (haploid) entstehen. Diese sogenannte Reifeteilung ist als Vorbereitung für die Fortpflanzung notwendig. Du kannst die Meiose dabei in zwei Abschnitte unterteilen, die Meiose 1 (Reduktionsteilung) und die Meiose 2 (Äquationsteilung).
Ziel der Meiose ist es, die haploiden Geschlechtszellen (Gameten) zu produzieren, also die Eizellen (Oozyten) bzw. Samenzellen (Spermien). Das ist notwendig, da diese bei der Befruchtung zur diploiden Zygote verschmelzen, also einer Zelle mit doppeltem Chromosomensatz.
Merke: Die Meiose ist für die Fortpflanzung erforderlich! Wären die Keimzellen nämlich nicht haploid sondern diploid, würde sich der Chromosomensatz von Generation zu Generation verdoppeln. Durch die Meiose bleiben es beim Menschen 46 Chromosomen.
Die Meiose (eng. Meiosis) oder auch Reifeteilung ist eine Art der Kernteilung, die in zwei Schritten abläuft. Das Ziel ist es, haploide Tochterzellen zu bilden. Diese Keimzellenbildung stellt die Grundlage bei der geschlechtlichen Fortpflanzung dar.
Meiose Ablauf
Grundsätzlich findet die Meiose in zwei Abschnitten statt. Der erste Abschnitt ist die Meiose 1. Sie besteht aus Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1 und Telophase 1. Der zweite Abschnitt heißt Meiose 2. Sie setzt sich aus den Phasen Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2 und Telophase 2 zusammen.
Schon gewusst: Genauso wie die Mitose, kann auch die Meiose nur bei Lebewesen mit einem Zellkern , also Eukaryoten , stattfinden. Prokaryoten , also Lebewesen ohne einen Zellkern, betreiben keine Meiose.
Du möchtest nur mal schnell einen groben Überblick über die Meiose und ihre Phasen bekommen? Dann dann schau dir unser Video Meiose einfach erklärt an!
Meiose 1 (Reduktionsteilung)
Du kannst die Meiose 1 auch als Reduktionsteilung oder erste Reifeteilung bezeichnen. Sie besteht aus den Phasen Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1 und Telophase 1.
Vor der Meiose 1 findet die Interphase statt. Dabei verdoppelt sie neben den Zellorganellen auch das genetische Material. Die Chromosomen bestehen dann nicht mehr nur aus einem Chromatid (1-Chromsom-Chromatid), sondern aus zwei Chromatiden (2-Chromosom-Chromatid).
In der Meiose 1 werden homologe Chromosomenpaare voneinander getrennt. Dabei handelt es sich um Chromosomenpaare, die in ihrer Abfolge und Gestalt der Gene gleich sind — sie codieren also für dieselben Merkmale. Diese homologen Chromosomen kannst du in diploiden Zellen finden. Das sind Zellen mit einem doppelten Chromosomensatz. Dabei stammt jeweils einer von der Mutter und einer vom Vater.
Meiose 2 (Äquationsteilung)
Die Meiose 2 wird auch Äquationsteilung, mitotische Zellteilung oder zweite Reifeteilung genannt. Sie läuft in vier Phasen ab: Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2 und Telophase 2.
Bevor die Meiose 2 beginnt, findet die sogenannte Interkinese statt. Das ist eine Art Ruhephase, die Chromosomen werden dabei also nicht verdoppelt. Zu Beginn der Meiose 2 liegen dann zwei haploide Tochterzellen mit 1-Chromatid-Chromosomen vor.
Die Meiose 2 ist relativ ähnlich zur klassischen Mitose , der einfachen Teilung des Zellkerns. Der wichtigste Unterschied besteht allerdings darin, dass nach der Meiose 2 vier haploide und nicht wie bei der Mitose zwei diploide Tochterzellen vorliegen.
Meiose Phasen
Die Meiose besteht insgesamt aus zwei Abschnitten (Meiose 1 und Meiose 2) mit jeweils vier Phasen (Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase). Im Folgenden betrachten wir die einzelnen Meiose Phasen genauer.
Prophase 1
Die erste Phase der Meiose 1 ist die Prophase 1. Hierbei spiralisieren sich die Chromosomen, sie werden also in ihrer typischen X-Form sichtbar. Anschließend lagern sich die homologen Chromosomen aneinander, wodurch es zur Rekombination von Genmaterial kommen kann. Für den weiteren Verlauf ist außerdem wichtig, dass die Kernhülle sich auflöst und der Spindelapparat sich bildet.
Du kannst die Prophase 1 noch weiter in die folgenden fünf Stadien unterteilen:
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Leptotän: Die DNA verdichtet sich zu Chromosomen (Kondensation). Sie sind unter dem Mikroskop als zwei Chromatiden mit einem Centromer zu erkennen.
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Zygotän: Es bilden sich homologe Chromosomenpaare aus jeweils einem väterlichen und einem mütterlichen Chromosom (Synapsis).
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Pachytän: Die Chromosomen kondensieren nun weiter und die Chromatiden der homologen Chromosomen überkreuzen sich. Dadurch kommt es zur Rekombination
, also dem Austausch von genetischen Informationen (Crossing-over
). Weil dabei immer andere, zufällige Abschnitte vertauscht werden, wird die genetische Vielfalt der Nachkommen vergrößert.
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Diplotän: Die homologen Chromosomenpaare trennen sich weitestgehend auf und bleiben nur noch an einigen Punkten verbunden. Diese Überkreuzungspunkte werden Chiasmata genannt.
- Diakinese: Im letzten Stadium der Prophase 1 lösen sich das Kernkörperchen (Nucleolus) und die Kernmembran auf. Außerdem bildet sich der Spindelapparat. Das ist ein Gerüst aus Mikrotubuli , welches für die folgenden Phasen notwendig ist.
Anaphase 1
Bei der Anaphase 1 werden die homologen Chromosomenpaare von den Spindelfasern getrennt und zu den Polen gezogen. Anders als bei der Mitose werden dabei nicht nur einzelne Chromatiden, sondern ganze Chromosomen zu den Polen gezogen. Da diese Verteilung zufällig erfolgt, entsteht eine gewisse „genetische Variabilität“.
Telophase 1
Die Meiose 1 schließt mit der Telophase 1 ab. Zuerst bildet sich eine Kernhülle um beide Chromosomensätze. Danach trennen sich die beiden entstandenen Tochterzellen in der sogenannten Cytokinese voneinander. Diese besitzen jetzt jeweils einen haploiden Chromosomensatz, der aus 2-Chromatid-Chromosomen besteht.
Merke: Das Erbgut der beiden entstehenden Tochterzellen ist unterschiedlich.
Prophase 2
Nach der Cytokinese startet die Meiose 2. Ihre Phasen ähneln den Phasen der Mitose. Hierbei hat die Mutterzelle allerdings nur einen haploiden Chromosomensatz. Das liegt daran, dass zwischen der Meiose 1 und der Meiose 2 keine Interphase stattfindet, das genetische Material also nicht verdoppelt wird.
In der Prophase 2 bildet sich in den beiden entstandenen Zellen jeweils ein neuer Spindelapparat aus.
Bedeutung Meiose
Die Meiose ist für die geschlechtliche Fortpflanzung sehr wichtig. Das liegt zum einen daran, dass sie für die Bildung haploider Geschlechtszellen (Gameten) verantwortlich ist. Zum anderen ist auch die Neukombination der genetischen Informationen von Bedeutung, um die genetische Vielfalt aller Organismen zu sichern.
Jedoch kann es passieren, dass bei der Meiose Fehler unterlaufen. Daraus können verschiedenste Krankheiten entstehen. Nachfolgend erklären wir dir beispielhaft zwei dieser Krankheiten.
Trisomie 21 Meiose
Die Krankheit Trisomie 21 wird auch oft als Down Syndrom bezeichnet. Diese sogenannte Chromosomenanomalie hat zwei mögliche Ursachen:
- Die homologen Chromosomen konnten während der Meiose 1 nicht getrennt werden
- Die Chromatiden konnten während der Meiose 2 nicht getrennt werden
So kann es passieren, dass Keimzellen entstehen, die das Chromosom 21 doppelt enthalten. Wenn dann bei der Befruchtung ein weiteres Chromosom 21 hinzukommt, enthält die befruchtete Eizelle (Zygote) drei dieser Chromosomen. Das nennst du auch trisome Zygote.
Klinefelter Syndrom Meiose
Das Klinefelter Syndrom ist eine Krankheit bei Männern, bei der die Geschlechtschromosomen anders als normal verteilt sind. Der übliche Chromosomensatz eines Mannes besteht aus XY-Chromosomen und der einer Frau aus XX-Chromosomen. Du kannst dir unter einem X-Chromosom ein Chromosom vorstellen, dass für die Ausbildung weiblicher Merkmale verantwortlich ist. Ein Y-Chromosom ist hingegen für die Ausbildung männlicher Merkmale zuständig.
Beim Klinefelter Syndrom besitzen Männer ein zusätzliches X-Chromosom (XXY). Dieses entsteht, wenn sich der XX-Chromosomensatz der Frau nicht ordnungsgemäß trennen konnte. Auf diese Weise können zwei X-Chromosomen bei der Zellteilung in die gleiche Tochterzelle gelangen.
Meiose Phasen Zusammenfassung
Im Folgenden haben wir dir die Meiose Phasen der Meiose 1 und Meiose 2 noch einmal zusammengefasst:
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Prophase 1: Chromosomen kondensieren, homologe Chromosomen lagern sich zusammen, Rekombination findet statt, Kernmembran löst sich auf und der Spindelapparat beginnt sich auszubilden
- Metaphase 1: Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an und der Spindelapparat bindet am Centromer der Chromosomen
- Anaphase 1: Homologe Chromosomen werden zu den Polen gezogen
- Telophase 1: Spindelapparat löst sich auf, Kernhülle bildet sich aus und Chromosomen entspiralisieren sich
- Cytokinese: Zellmembran bildet sich aus und zwei haploide Tochterzellen mit 2-Chromatid-Chromosomen entstehen
- Prophase 2: Chromosomen spiralisieren sich, Kernmembran löst sich wieder auf und der Spindelapparat bildet sich
- Metaphase 2: Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an und der Spindelapparat bindet am Centromer der Chromosomen
- Anaphase 2: Chromosomen werden zu Chromatiden getrennt und zu den Polen gezogen
- Telophase 2: Spindelapparat löst sich wieder auf, Kernhülle bildet sich aus und Chromosomen entspiralisieren sich
- Cytokinese: Zellmembran bildet sich aus und insgesamt vier haploide Tochterzellen mit 1-Chromatid-Chromosomen entstehen
Mitose und Meiose
Die Meiose ist nur eine von zwei Arten der Kernteilung. Die zweite Art ist die Mitose. Sie ist für die Vermehrung von Körperzellen zuständig. Die Besonderheit dabei ist, dass sich Tochterzellen bilden, die genetisch mit der Mutterzelle identisch sind.
Schau dir als nächstes unser Video „Mitose und Meiose im Vergleich “ an und finde heraus, wie sich die Kernteilung von Geschlechtszellen und Körperzellen unterscheidet!
