Erste Reifeteilung | Zweite
Reifeteilung | Non-Disjunction | Spermatogenese,
Oogenese
Bei der Verschmelzung einer männlichen Keimzelle
(Spermium) mit einer weiblichen Keimzelle (Oozyte) entsteht eine
befruchtete Eizelle (Zygote). Damit sich die Anzahl der Chromosomen
nicht von Generation zu Generation verdoppelt, muss sie bei der
Keimzellreifung irgendwann um die Hälfte reduziert werden, und
zwar in geordneter Form, so dass sich jeweils die homologen
Chromosomen voneinander trennen und Zellen mit haploiden
Chromosomensätzen entstehen. Dies ist die Aufgabe der Meiose
(Reifeteilung).
Die Meiose besteht aus zwei Zellteilungen
In der Meiose I (1. Reifeteilung) werden homologe Chromosomen separiert, so dass zwei haploide Tochterzellen entstehen. Die Meiose I heisst wegen der Reduktion von diploid nach haploid auch Reduktionsteilung.
In der Meiose II (2. Reifeteilung) werden genau wie bei der Mitose die Chromatiden voneinander getrennt. Die Meiose II ist also eine Mitose ausgehend von einem haploiden Chromosomensatz.
Hinweis: Im Atelier koennen Sie sich das Video "Meiose" ansehen.
Vor der eigentlichen Teilung wird in der S-Phase des Zellzyklus die DNA repliziert. Die Chromosomen, welche nun aus zwei Chromatiden bestehen, verdichten sich in der besonders lange dauernden und aus verschiedenen Stadien bestehenden Prophase I. Im Unterschied zur Mitose paaren sich aber die homologen Chromosomen, d. h. sie ordnen sich parallel zueinander an, so dass entsprechende Genabschnitte exakt nebeneinander liegen. Man nennt diese Vierergruppe aus zwei mal zwei Chromatiden eine Tetrade. Die Chromatiden winden sich dann umeinander und scheinen sich an einigen Stellen zu überkreuzen. Man spricht deshalb von einem Chiasma. Ein Chiasma ist der morphologische Ausdruck für einen wichtigen Vorgang, den man Crossing-over oder homologe Rekombination nennt. Bei diesen Überkreuzungen werden nämlich Chromosomenstücke zwischen Nicht-Schwesterchromatiden ausgetauscht und damit das Genmaterial neu verteilt. Jedes Chromosom einer reifen Keimzelle wird also eine Mischung aus „mütterlichen" und „väterlichen" Genabschnitten sein.
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Verschiedene
Stadien der Prophase I
Die Mikrotubuli jeder Seite verbinden sich nun mit den Kinetochoren der Chromosomen, allerdings so, dass ein Chromosom mit dem einen Pol, sein Partnerchromosom mit dem andern in Verbindung steht. Nur so ist gewährleistet, dass sich in der Anaphase I die homologen Chromosomen voneinander trennen:
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 Lösung |
Wieviele Kombinationsmöglichkeiten gibt es bei der Verteilung der väterlichen und mütterlichen Chromosomen bei einem Organismus mit 4 Chromosomenpaaren? |
Die Zweite Reifeteilung (Meiose II)
Die bei der ersten Reifeteilung entstandenen Zellen haben einen haploiden Chromosomensatz. Jedes der 23 Chromosomen besteht aber noch aus zwei Chromatiden. Diese werden in der zweiten Reifeteilung voneinander getrennt. Die verschiedenen Phasen der Meiose II gleichen der Mitose, mit dem wichtigen Unterschied, dass die in der Anaphase II zu trennenden Chromatiden genetisch nicht identisch sind, dies als Folge des Crossing-over der Prophase I:
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Lösung |
Wieso ist die Meiose II soviel kürzer als die Meiose I ? |
Fällt die Trennung zwischen den homologen Chromosomen (1. Reifeteilung) bzw. die Trennung der Chromatiden (2. Reifeteilung) aus, gelangen beide Chromosomen bzw. beide Chromatiden in dieselbe Tochterzelle. Durch dieses Ereignis, welches man Non-Disjunction nennt, erhält eine Keimzelle 24, die andere nur 22 Chromosomen. So entstehen bei der Befruchtung Organismen mit 47 (Trisomie) bzw. mit 45 (Monosomie) Chromosomen.
Unten sind die beiden Reifeteilungen am Beispiel von Chromosom 12 schematisch gezeigt. Vergleichen Sie die Meiose mit der Mitose.
Syntax
der Sonderzeichen
Resultat: Vier haploide Keimzellen mit unterschiedlicher Erbinformation.
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Lösung |
Versuchen Sie, obige Darstellung auf eine Meiose mit zwei Chromosomenpaaren anzuwenden. Nehmen Sie als Beispiel die Chromosomen 2m/2w (grosses Chr.) und 19m/19w (kleines Chr.) und zeichnen Sie alle möglichen Kombinationen auf, die sich bei einem einmaligen Crossing-over zwischen 2m und 2w ergeben. |
Spermatogenese
und Oogenese beim Menschen
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Mitose |
Übungsaufgaben |
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