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Meiose

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Die Zelle: Meiose Abb. 1: Wie seine Eltern hat das Baby 46 Chromosomen (hier zum Nachweis)
Die Zelle: Meiose Abb. 1: Wie seine Eltern hat das Baby 46 Chromosomen (hier zum Nachweis)

Eine ganz besondere Form der Kernteilung ist die Meiose. Sie findet ausschließlich in den Keimdrüsen statt: bei Männern in den Hoden, bei Frauen in den Eierstöcken. Es entstehen vier erbungleiche haploide Zellen. Beim Menschen dementsprechend Zellen mit jeweils 23 Chromosomen. Diese Halbierung der Chromosomen ist ein notwendiger Schritt, denn bei der Befruchtung einer Eizelle durch ein Spermium werden die 23 Chromosomen von Mutter und Vater miteinander vermischt. Der entstehende Embryo hat wieder 46 Chromosomen (23 + 23 = 46). Würde die Meiose keine haploiden Zellen hervorbringen, würde mit jeder Generation die Chromosomenzahl zunehmen. Dank der Meiose bleibt die Chromosomenzahl innerhalb einer Art aber konstant (siehe Abb. 1).
Die Meiose läuft in zwei Teilungsschritten ab (1. und 2. Reifeteilung) und ist dabei in unterschiedliche Phasen aufgeteilt. Diese ähneln denen der Mitose stark.
Abbildung 2 und 3 zeigen vereinfacht die Abläufe bei der Meiose.
Die Zelle: Meiose Abb. 2: Meiose: 1. Reifeteilung
Die Zelle: Meiose Abb. 2: Meiose: 1. Reifeteilung

1. Reifeteilung - Trennung der homologen Chromosomen:

Prophase I:
In dieser ersten Phase der Mitose kommt es zunächst zur Paarung der homologen Chromosomenpaare (= Chromosomen mit gleicher Erbinformation). Der Mensch besitzt 23 homologe Chromosomenpaare. Die Chromatinfäden kondensieren und spiralisieren sich. Durch diesen Vorgang werden alle vier Chromatiden der einzelnen Chromosomen sichtbar. Zusammengefasst werden die vier Chromatiden der Zwei-Chromatid-Chromosomen als Tetrade bezeichnet. In der Prophase I kommt es außerdem langsam zur Auflösung der Kernmembran (= Kernhülle).
Metaphase I:
In der Metaphase I ordnen sich die Chromosomenpaare nun langsam in der Äquatorialebene an. Dieser Schritt ist nötig, da die Chromosomen zuvor ungeordnet in den Zellen vorlagen. Da sie sich im Folgenden allerdings gleichmäßig auf die Zellen verteilen müssen, wird mit diesem Vorgang Ordnung geschaffen.
Anaphase I:
Mit Hilfe des Spindelapparats werden die homologen Chromosomen an die entgegengesetzten Zellpole gezogen. An den Zellpolen befinden sich letztlich 23 Zwei-Chromatid-Chromosomen. Die Verteilung der Chromosomen von Vater und Mutter ist dabei willkürlich.
Telophase I:
Jetzt kommt es zu einer ersten Zellteilung. Die beiden entstehenden Tochterzellen besitzen ab diesem Zeitpunkt 23 Zwei-Chromatid-Chromosomen. Die Chromosomen entspiralisieren sich wieder.
Die Zelle: Meiose Abb. 3: Meiose: 2. Reifeteilung
Die Zelle: Meiose Abb. 3: Meiose: 2. Reifeteilung

2. Reifeteilung - Bildung von Gameten:

Prophase II:
Obwohl sich die Chromosomen gerade erst entspiralisiert haben, kommt es in dieser Phase zur erneuten Kondensation und Spiralisierung der Chromatinfäden.
Metaphase II:
Ähnlich wie in der Metaphase I ordnen sich nun die 23 Zwei-Chromatid-Chromosomen in der Äquatorialebene der Zelle an.
Anaphase II:
In dieser Phase trennen sich nun die Schwesterchromatiden entlang des Centromers. Ein-Chromatid-Chromosomen entstehen, die zu den Zellpolen wandern. An den Zellpolen befinden sich nun jeweils 23 Ein-Chromatid- Chromosomen (= haploider Satz).
Telophase II:
Sobald die Chromosomen die Zellpole erreicht haben, spricht man von der Telophase. In dieser letzten Phase der Meiose bildet sich der Zellkern neu. Die Chromosomen entspiralisieren sich wieder und liegen in Form von Chromatinfäden vor. In der Äquatorialebene bildet sich nach und nach eine Zellmembran aus, die später die Tochterzellen voneinander trennt. Insgesamt haben sich nun vier Tochterzellen mit einen haploiden Chromosomensatz gebildet.

Bei der Bildung von Gameten (= Keimzellen), d.h. den Eizellen bei Frauen und den Spermien bei Männern, gibt es im Resultat einen kleinen, aber bemerkenswerten Unterschied: Beim Mann entstehen während der 2. Reifeteilung der Meiose vier gleichartige, mobile haploide Spermien. Bei der Frau kommt es auf Grund einer ungleichen Verteilung des Cytoplasmas bzw. ungleichen Teilung der Zellen zur Bildung einer großen Eizelle und drei kleinen Polkörperchen. Die Polkörperchen können nicht zur Fortpflanzung verwendet werden und werden in der Regel nach einiger Zeit abgebaut.

Merksatz: Bei der Meiose werden haploide Spermien und Eizellen gebildet.

Die Zelle: Meiose Abb. 4: Spermatogenese und Oogenese im Vergleich
Die Zelle: Meiose Abb. 4: Spermatogenese und Oogenese im Vergleich

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