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Meiose, ein Thema, welches in der Schule Kopfzerbrechen bereitet. Wir kennen das Problem! Unser Versprechen: Am Ende dieses Artikels weißt du nicht nur was die Meiose ist, sondern auch was diploid, haploid, homolog etc. bedeutet!
Los geht’s!
Meiose Definition
Die Meiose dient der Fortpflanzungsfähigkeit eukaryotischer Lebewesen. Dabei teilt sich eine Körperzelle in vier Keimzellen auf. Diese Keimzellen reifen zu Gameten (Geschlechtszellen): Beim Mann werden Spermien gebildet, während bei der Frau eine Eizelle entsteht.
Meiose: Chromosomen Aufbau und Funktion
Bevor wir auf die Phasen der Meiose eingehen erklären wir erst einmal, was es mit den Chromosomen auf sich hat.
Chromosomen sind Träger der DNA.
In unseren Körperzellen befinden sich 46 Chromosomen. Unsere Körperzellen sind außerdem diploid. Man spricht von einem doppelten Chromosomensatz. Das bedeutet, dass jedes Chromosom in zweifacher Ausführung vorhanden ist. Dabei stammt ein Chromosom von der Mutter, das andere vom Vater.
Von unseren 46 Chromosomen gehören also immer 2 zusammen: Wir haben folglich 23 Chromosomenpaare, auch homologe Chromosomen genannt. Jedes dieser Chromosomenpaare besteht, soweit gerade keine Teilung stattfindet, aus zwei 1-Chromatid-Chromosomen.
Die DNA in den homologen Chromosomenpaaren ist nicht identisch!
Die Chromosomenpaare sind der Abfolge ihrer Genorte aber gleich: Sie codieren an einer bestimmten Stelle auf dem Chromosom für dasselbe Merkmal, was aber unterschiedliche Ausprägungen (=Allele) haben kann.
Meiose – Phasen und Ablauf
Meiose 1 Ablauf
Interphase
Bevor die Meiose 1 startet, verdoppelt sich die DNA innerhalb der Chromosomen. Das bedeutet, dass die 1-Chromatid-Chromosomen zu 2-Chromatid-Chromosomen werden. Diese werden auch Schwesterchromatiden genannt. Die DNA der Schwesterchromatiden ist identisch.
Prophase 1
Die DNA-Stränge kondensieren, wodurch die Chromosomen zum Vorschein kommen. Es paaren sich jeweils die aus 2-Chromatid-Chromosomen bestehenden homologen Chromosomenpaare von Vater und Mutter. Man spricht auch von Tetraden.
Die Chromosomenpaare tauschen untereinander DNA aus – dieser Vorgang wird als Crossing-Over bezeichnet und stellt die genetische Vielfalt sicher (siehe: Evolutionsfaktoren).
An den Polen der Zelle bildet sich außerdem der Spindelapparat.
Metaphase 1
Die homologen Chromosomenpaare ordnen sich in der Mitte der Zelle, auf der Äquatorialebene an.
Anaphase 1
Der Spindelapparat zieht die 2-Chromatid-Chromosomen der homologen Chromosomenpaare auf jeweils eine Seite.
Telophase 1
Die DNA dekondensiert und der Spindelapparat löst sich wieder auf. Danach findet die Cytokinese statt, im Zuge welcher sich die Körperzelle in zwei Tochterzellen aufteilt.
Meiose 1 Ergebnis
Aus der diploiden (doppelter Chromosomensatz) Körperzelle (46 Chromosomen) mit 2-Chromatid-Chromosomen werden:
Zwei haploide (einfacher Chromosomensatz) Tochterzellen (23 Chromosomen) mit 2-Chromatid-Chromosomen.
Meiose 2 Ablauf
Die Meiose 2 ist der Meiose 1 sehr ähnlich. Allerdings ist die Mutterzelle nun nicht mehr die diploide Körperzelle, sondern die in der Meiose 1 entstandene Tochterzelle. Folglich werden hier die 2-Chromatid-Chromosomen der haploiden Tochterzelle voneinander getrennt.
Prophase 2
Die DNA kondensiert sich wieder, auch der Spindelapparat bildet sich wieder aus.
Metaphase 2
Die 2-Chromatid-Chromosomen ordnen sich in der Mitte der Zelle, auf der Äquatorialebene an.
Anaphase 2
Der Spindelapparat zieht jeweils ein Chromatid der 2-Chromatid-Chromosomen auf jeweils eine Seite.
Telophase 2
Die DNA dekondensiert und der Spindelapparat löst sich wieder auf. Danach findet die Cytokinese statt, im Zuge welcher sich die haploiden Mutterzellen in je zwei Tochterzellen aufteilen.
Meiose 2 Ergebnis
Aus den zwei haploiden (einfacher Chromosomensatz) Tochterzellen (23 Chromosomen) mit 2-Chromatid-Chromosomen werden:
Vier haploide (einfacher Chromosomensatz) Keimzellen (23 Chromosomen) mit 1-Chromatid-Chromosomen.
Rekombination
Während der Meiose findet auch die Rekombination statt, welche die genetische Vielfalt ermöglicht.
Während dieses Vorgangs wird das Erbgut hier vermischt und zufällig angeordnet, sodass Tochterzellen sich genetisch unterscheiden.
Hierbei gibt es 2 Arten, der Rekombination:
Intrachromosomale Rekombination
Diese Art der Rekombination wird auch Crossing Over genannt.
Hier passiert ein stückweiser Austausch innerhalb eines homologen Chromosomenpaars, während der Prophase 1.
Interchromosomale Rekombination
Diese Art der Rekombination findet während der Anaphase 1 statt, während welcher sich die Chromosomen sich zufällig an die Zellpole verteilen.
Meiose Unterschied Mann und Frau
Der Ablauf verläuft bei beiden Geschlechtern gleich. Jedoch differenzieren sich die Keimzellen innerhalb unterschiedlicher Reifungsprozesse: Beim Mann findet die Spermatogenese statt, aus den 4 Keimzellen entstehen 4 Spermien. Bei der Frau findet die Oogenese statt, hier entsteht nur 1 Eizelle.
Meiose und Mitose Vergleich
Obwohl sich die beiden Vorgänge in ihren Verläufen ähneln, erfüllen sie im Grunde sehr unterschiedliche Funktionen. (siehe: Mitose).
Vorallem wegen ihrer ähnlichen Namen und auch Vorgänge werden diese beiden daher oft verwechselt.
Die wichtigsten Unterschiede haben wir für euch hier herausgearbeitet.
Meiose | Mitose |
Dient der Fortpflanzung | Dient dem Wachstum und der Reparatur |
Aus einer diploiden Körperzelle werden 4 haploide Keimzellen | Aus einer diploiden Körperzelle werden 2 diploide Körperzellen |
Die Tochterzellen unterscheiden sich in ihrem Erbgut von der Mutterzelle | Die Tochterzellen tragen dasselbe Erbgut wie die Mutterzelle |
Besteht aus 2 Kernteilungen (Meiose 1 und Meiose 2) | Besteht aus 1 Kernteilung |
Meiose – FAQ
Was ist die Mitose und Meiose?
Mitose und Meiose sind Zellteilungsprozesse. Bei der Mitose wird eine Körperzelle in zwei Körperzellen aufgeteilt. Bei der Meiose wird eine Körperzelle in vier Keimzellen aufgeteilt. Die Meiose dient der Fortpflanzung.
Was ist die Aufgabe der Meiose?
Bei der Meiose werden Keimzellen gebildet, mithilfe welcher sich eine Art fortpflanzen kann. Bei der Frau werden Keimzellen zu Eizellen, während beim Mann Spermien entstehen. Befruchtet ein Spermium eine Eizelle, verschmilzt das Erbgut der beiden Keimzellen.
Was passiert in der Prophase?
Zuerst kondensieren die DNA-Stränge, wodurch die Chromosomen zum Vorschein kommen. Anschließen paaren sich die homologen Chromosomenpaare (je 1 von jedem Elternteil). Dabei kommt es zum Crossing-Over, bei welchem die Chromosomenpaare DNA austauschen.
Was passiert in den Phasen der Meiose?
In der Interphase verdoppelt sich die DNA in den Chromosomen. In der Prophase tauschen die homologen Chromosomenpaare DNA aus. In den weiteren Phasen der Meiose 1 (Metaphase, Anaphase, Telophase) werden die homologen Chromosomenpaaren voneinander getrennt und in zwei Tochterzellen aufgeteilt.
Die Phasen der Meiose 2 laufen genauso ab wie bei der Meiose 1. Nur werden hier nicht die homologen Chromosomen voneinander getrennt, sondern die Chromatiden der 2-Chromatid-Chromosomen. Das Ergebnis sind vier haploide Keimzellen.
Quiz
Willst du dein Verständnis testen? Dann versuch dich an dem Quiz!
In der ersten Frage können mehrere Antworten richtig sein.
Ergebnisse
#1. Was trifft auf Chromosomen in unseren Körperzellen zu?
Wählen Sie alle zutreffenden:
#2. Was bedeutet diploid?
#3. Tragen homologe Chromosomenpaare dasselbe Erbgut?
Homologe Chromosomenpaare codieren für dasselbe Gen oder Merkmal, tragen aber nicht dasselbe Erbgut! Sie haben unterschiedliche Informationen für dasselbe Merkmal, z. B. könnte ein Chromosom die Information für blaue Augenfarbe enthalten, das andere die Information für braune Augenfarbe.