Meiose

Meiose als Reduktionsteilung: Ablauf und Phasen

Die Meiose halbiert in zwei aufeinanderfolgenden Teilungen den Chromosomensatz: Meiose I trennt die homologen Chromosomen, Meiose II die Schwesterchromatiden.

Prüfungsrelevanz: relevant ✓ gelesen
Das Wichtigste in Kürze6 Punkte
  • Die Meiose (Reduktions- oder Reifeteilung) besteht aus Meiose I und II und halbiert die Chromosomenzahl pro Zelle.
  • Aus einer diploiden Zelle entstehen in der Regel vier haploide Tochterzellen, bei der Mitose dagegen zwei diploide.
  • Die Homologen paaren sich in der Prophase I, danach löst sich die Kernhülle auf.
  • In der Metaphase I setzen die Spindelfasern aus Mikrotubuli nur einseitig am Zwei-Chromatid-Chromosom an.
  • In der Anaphase I werden die homologen Chromosomen getrennt, in der Anaphase II die Schwesterchromatiden.
  • Nach Telophase I bestehen die Chromosomen aus zwei Chromatiden, nach Telophase II aus einer Chromatide.

Worum es geht

Die Meiose halbiert den Chromosomensatz und liefert so Keimzellen und Sporen. Sie ist die Grundlage der Vererbungsregeln. Sie erklärt auch, wie Fehlverteilungen von Chromosomen entstehen, etwa bei einer Trisomie.

Grundbegriffe

Für die Meiose braucht man zwei Zählweisen. Man zählt Chromosomensätze und man zählt Chromatiden je Chromosom.

📖 Definition: Diploid und haploid

Eine diploide Zelle (2n) enthält jedes Chromosom doppelt, als Paar homologer Chromosomen von Mutter und Vater. Eine haploide Zelle (n) enthält nur einen einfachen Satz. Beim Menschen sind das 46 beziehungsweise 23 Chromosomen.

Vor jeder Teilung verdoppelt die Zelle ihre DNA in der S-Phase. Danach besteht jedes Chromosom aus zwei identischen Schwesterchromatiden, die am Centromer zusammenhängen. Man spricht vom Zwei-Chromatid-Chromosom. Nach der Trennung bleibt je ein Ein-Chromatid-Chromosom.

Die Mitose trennt nur Schwesterchromatiden. Sie liefert zwei genetisch gleiche diploide Zellen. Die Meiose trennt zusätzlich die Homologen voneinander.

Reduktionsteilung

Die Meiose heißt auch Reduktionsteilung oder Reifeteilung. Sie verringert die Chromosomenzahl pro Zelle. Dazu folgen zwei Teilungen aufeinander, Meiose I und Meiose II, ohne erneute Replikation dazwischen.

Meiose I ist die eigentliche Reduktion. Aus einem diploiden Kern gehen zwei haploide Kerne hervor. Meiose II verläuft wie eine Mitose und verdoppelt die Zahl der Kerne noch einmal. Am Ende stehen aus einer diploiden Mutterzelle in der Regel vier haploide Tochterzellen.

Die Namen Reduktions- und Reifeteilung gehören allein zur Meiose. Der normale Zellzyklus mit Mitose erhält die Chromosomenzahl und ist daher keine Reduktionsteilung.

A Mitose

Eine Teilung, zwei Tochterzellen, Ploidie bleibt gleich (2n → 2n).

B Meiose

Zwei Teilungen, vier Tochterzellen, Ploidie halbiert (2n → n).

Phasen der Meiose I

In der Prophase I kondensieren die Chromosomen. Erst jetzt paaren sich die Homologen und bilden Bivalente, in der Interphase noch nicht. In diesen Paaren kann Crossing-over stattfinden. Gegen Ende der Prophase I löst sich die Kernhülle auf. Sie bleibt also nicht bis zum Ende der ersten Reifeteilung erhalten.

In der Metaphase I ordnen sich die Bivalente in der Äquatorialebene an. Die Spindelfasern bestehen aus Mikrotubuli, Bausteinen des Cytoskeletts. Anders als in der Mitose setzen sie an jedem Zwei-Chromatid-Chromosom nur von einer Seite an. Beide Kinetochoren eines Homologen zeigen zum selben Pol, wie die Abbildung zeigt.

Zwei Spindelschemata nebeneinander: links ein Bivalent mit einseitig angehefteten Homologen, rechts ein Einzelchromosom mit beidseitig angehefteten Chromatiden.

Anheftung der Spindelfasern in Metaphase I und Metaphase II im Vergleich.

In der Anaphase I zieht der Spindelapparat die Chromosomen zu den Polen der künftigen Tochterzellen. Getrennt werden dabei die homologen Chromosomen. Die Schwesterchromatiden bleiben am Centromer verbunden. Die Chromosomen bleiben kondensiert, denn entspiralisieren können sie sich erst in der Telophase.

🎯 Examensrelevant: Trennung in Anaphase I

Wird im Examen gerne gefragt: In der Anaphase I trennt der Spindelapparat die homologen Chromosomen, nicht die Schwesterchromatiden. Achte auch darauf, dass das Einordnen in die Äquatorialebene zur Metaphase gehört, nicht zur Anaphase.

Schematische Abfolge der Meiosephasen von einer diploiden Zelle mit zwei Chromosomenpaaren bis zu vier haploiden Zellen mit Ein-Chromatid-Chromosomen.

Ablauf der Meiose: Meiose I trennt die Homologen, Meiose II die Schwesterchromatiden.

Meiose II und Chromatidenzustand

Nach der Telophase I liegt jedes Chromosom nur noch einfach vor. Es besteht aber weiterhin aus zwei Chromatiden. Meiose II trennt nun wie eine Mitose diese Schwesterchromatiden, und zwar in der Anaphase II.

Zeitpunkt Chromosomensatz Chromatiden je Chromosom
Nach S-Phase, vor Meiose I diploid (2n) 2
Nach Telophase I haploid (n) 2
Nach Telophase II haploid (n) 1

Am Ende der Telophase II enthält jeder der vier Kerne einen haploiden Satz aus Ein-Chromatid-Chromosomen. Welche Organismen wo im Lebenszyklus meiotisch teilen, behandelt der Kernphasenwechsel.

💡 Merke

Meiose I trennt die Paare, Meiose II trennt die Schwestern.

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Aussage 1

Am Ende der Telophase I liegt jedes Chromosom einfach vor, besteht aber noch aus zwei Chromatiden.

Meiose I trennt nur die Homologen. Die Schwesterchromatiden bleiben bis zur Anaphase II verbunden.

Aussage 2

In der Anaphase I zieht der Spindelapparat die Schwesterchromatiden jedes Chromosoms zu entgegengesetzten Polen.

In der Anaphase I werden die homologen Chromosomen getrennt. Die Schwesterchromatiden trennen sich erst in der Anaphase II.

Aussage 3

Die homologen Chromosomen paaren sich schon während der Interphase zu Bivalenten.

Die Paarung der Homologen findet in der Prophase I statt, nicht in der Interphase.

Aussage 4

Bereits die Meiose I macht aus einem diploiden Kern zwei haploide Kerne.

Meiose I ist die eigentliche Reduktion. Meiose II verläuft wie eine Mitose und ändert die Ploidie nicht mehr.

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