- Zellteilung \(Meiose\)
- Zellteilung (Meiose)So groß die Bedeutung der Mitose für den gesamten Organismus ist, sie stellt für die meisten Zellen nur eine kurze Phase dar im Vergleich zu der Zeit, während der eine Zelle ihren Aufgaben nachkommt. An die Mitose schließen sich weitere Phasen an, in denen die neu gebildete Zelle sich entwickelt, ihre Funktionen erfüllt und sich erneut auf die Mitose vorbereitet. Diese verschiedenen Phasen werden als Zellzyklus bezeichnet.Im Anschluss an die Mitose beginnt die G1-Phase. Während dieses Zeitabschnitts wächst die Zelle zunächst und bildet (vor allem durch die Herstellung von Proteinen) all die Merkmale aus, die eine Zelle des entsprechenden Typs kennzeichnen. Im Anschluss daran geht sie ihren Aufgaben nach, bevor sie sich erneut zur Teilung vorbereitet.Auf die G1-Phase folgt die S-Phase. Das ist der Zeitabschnitt, während der die DNA-Replikation erfolgt. Danach beginnt die G2-Phase, während der die Zelle sich noch einmal für kurze Zeit »ausruht« bzw. sich vorbereitet, bevor die Mitose gestartet wird. Diese drei Phasen zusammen werden auch als Interphase bezeichnet.Die Meiose ist die zweite Form der Zellteilung - sie findet nur in den Geschlechtszellen (Eizelle und Samenzelle) statt. Bei dieser Form der Zellteilung wird der ursprüngliche (diploide) Chromosomensatz der Zelle (46 Chromosomen = 23 vom Vater, 23 von der Mutter ererbt) auf einen halben (haploiden) Chromosomensatz (23 Chromosomen) reduziert (Reduktionsteilung). Der Grund: Bei der Verschmelzung von Samen- und Eizelle muss die neue Zelle, aus der sich schließlich ein Kind entwickelt, wieder 46 Chromosomen enthalten. Die durch die Reduktionsteilung entstehenden reifen Geschlechtszellen werden als Gameten bezeichnet.Vor der eigentlichen Meiose verdoppelt sich sowohl das Erbgut der Eizelle als auch das der Samenzelle, sodass in jeder dieser unreifen Keimzellen 46 Chromosomen mit jeweils vier Chromatiden vorliegen. Die Teilung des Erbguts bis zum haploiden Chromosomensatz erfolgt bei der Meiose in zwei Schritten, der 1. und 2. Reifeteilung. Während der ersten Phase der 1. Reifeteilung, der Prophase, spiralisieren sich die Chromosomen und wandern in die Äquatorialebene der Zelle. Die Besonderheit: Die einander entsprechenden Chromosomen mütterlichen und väterlichen Ursprungs (homologe Chromosomen) ordnen sich parallel zueinander an, dabei können die Chromatiden sich überlagern. Durch Auseinanderziehen der Chromosomen durch die Mikrotubuli des Spindelapparats kann es nun passieren, dass an solchen Überlagerungsstellen die Chromatiden »zerbrechen« und diese Bruchstücke, die wieder »anwachsen«, zwischen den Chromatiden homologer Chromosomen ausgetauscht werden (Crossing-over). So vermischt sich das Erbgut mütterlichen und väterlichen Ursprungs (Rekombination von Genen). In den darauf folgenden Phasen der Meiose verteilt der Spindelapparat der Zelle die homologen Chromosomen auf zwei Zellkerne, die dann jeweils 23 Chromosomen mit je zwei Chromatiden enthalten.Nun folgt die 2. Reifeteilung der Meiose. Wie bei der Mitose werden nun durch den Spindelapparat die Chromatiden getrennt und erneut auf zwei Zellkerne verteilt. Die Folge: Jeder dieser Zellkerne besitzt letztlich nur den haploiden Chromosomensatz aus 23 einfachen Chromosomen. Die Meiose der männlichen Keimzelle unterscheidet sich von der der weiblichen Keimzelle ein wenig. Aus einer unreifen männlichen Keimzelle entstehen durch die Meiose vier Spermien mit einem haploiden Chromosomensatz (Spermatogenese). Aus der unreifen Eizelle der Frau entsteht jedoch nur eine reife Eizelle (Oogenese). Die »überschüssigen« Chromosomen werden auf drei an die Eizelle angehängte Polkörperchen verteilt. Die eigentliche Eizelle behält den Großteil des Zytoplasmas und einen haploiden Chromosomensatz. Bei der Verschmelzung mit einer Samenzelle gehen die Polkörperchen zugrunde. Im Anschluss an die Befruchtung, durch die die Eizelle wieder einen diploiden Chromosomensatz erhalten hat, beginnt sich die befruchtete Eizelle nach den Regeln der Mitose zu teilen, sodass sich aus dieser befruchteten Zelle der Fetus entwickelt.Alle Chromosomen unterscheiden sich voneinander. Deshalb kann durch Anfärbung der Chromosomen (Anfertigung eines Karyogramms) und mikroskopische Betrachtung beurteilt werden, ob Chromosomenschäden vorliegen, Chromosomen fehlen oder doppelt vorhanden sind. Ein Karyogramm wird während der Mitose angefertigt, denn nur wenn die Chromosomen spiralisiert sind, lassen sie sich mikroskopisch beurteilen. Besondere Bedeutung kommt dem Karyogramm bei der vorgeburtlichen Diagnostik zu.Siehe dazu auch: Zellteilung (Mitose)Erbkrankheiten: Die genetischen Ursachen
Universal-Lexikon. 2012.
