Meiose

Bedeutung der Meiose

Im Rahmen eines vielzelligen Organismus ist es notwendig, dass alle Zellen (um sich gegenseitig nicht als fremd zu erkennen) das gleiche erbliche Erbe haben.Dies wird durch Mitose erreicht, die Chromosomenteilung auf die Tochterzellen, bei der die "Gleichheit der genetischen" Informationen werden durch den DNA-Reduplizierungsmechanismus in einer Zellkontinuität sichergestellt, die von der Zygote bis zu den letzten Zellen des Organismus reicht, in der sogenannten somatischen Linie der Zellgenerationen.
Würde jedoch der gleiche Mechanismus bei der Generation der Nachkommen übernommen, würde die gesamte Art tendenziell aus genetisch gleichen Individuen bestehen.Ein solcher Mangel an genetischer Variabilität könnte leicht das Überleben der Art gefährden, wenn sich die Umweltbedingungen ändern. Daher ist es notwendig dass die Art im Zusammenhang mit der Variabilität des genetischen Materials, das sie zulässt, zu einer Neusortierung, einer Vermischung, nicht im Zusammenhang mit dem einzelnen Organismus, sondern beim Übergang von einer Generation zur anderen führen kann. Dies geschieht durch die Phänomene der Sexualität und den besonderen Zellteilungsmechanismus, der Meiose genannt wird.

Was ist Meiose?

Meiose tritt nur in Keimbahnzellen auf. Wenn eine lange Reihe von mitotischen Teilungen die Anzahl der verfügbaren Keimzellen ausreichend vervielfacht hat, treten diese in die Meiose ein und bereiten so die Gameten vor. Gameten, die in die Befruchtung übergehen, sammeln ihr chromosomales Material. Wenn die Gameten diploid wären, wie die anderen Zellen des Organismus, würde ihre Verschmelzung in der Zygote Kinder mit 4n-Erbe hervorbringen; diese würden 8n-Kinder geben und so weiter.
Um die Chromosomenzahl der Art konstant zu halten, müssen die Gameten haploid sein, also mit der Anzahl n statt 2n Chromosomen. Dies wird mit der Meiose erreicht.
Meiose kann als Aufeinanderfolge zweier mitotischer Teilungen verstanden werden, ohne dass eine Verdoppelung ineinander verschachtelt ist.
In jeder der beiden aufeinanderfolgenden Teilungen, die aus einer diploiden Keimzelle vier haploide Zellen hervorbringen, gibt es eine Abfolge von Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase und Zytodierese.
Besonders kompliziert ist jedoch die Prophase der ersten meiotischen Teilung, die zu einer Abfolge von Momenten führt, die die jeweiligen Namen Leptoten, Zygoten, Pachyten, Diploten und Diakinese annehmen.
Wir betrachten diese Momente nacheinander und folgen dem Verhalten eines einzelnen Chromosomenpaares.
Leptoten. Es ist der Beginn der Meiose, die Chromosomen beginnen sich zu sehen, noch nicht sehr spiralförmig.
Zygoten. Chromosomen werden deutlicher identifiziert und homologe Chromosomen nähern sich näher. (Erinnern Sie sich, dass die Filamente, die dazu neigen, sich parallel zueinander zu nähern, 4 sind: zwei Chromatiden für jedes der beiden homologen Chromosomen).
Pachytän. Die vier chromatidischen Filamente haften über die gesamte Länge, tauschen Striche durch Brechen und Schweißen aus.
Diplotän. Mit zunehmender Spiralisierung und damit Verdickung neigen die Chromosomen dazu, ihre eigene Individualität anzunehmen: Jedes Zentromer schließt sich einem Doppelstrang an.
Die Stellen, an denen der Austausch durch Brechen und Verschweißen stattfand (Chiasma), halten die Filamente (Chromoneme) noch in verschiedenen Abschnitten zusammen. Die vier Chromoneme, paarweise durch die Zentromere verbunden und unterschiedlich in den Chiasmen anhaftend, bilden die Tetroden.
Diacinese. Die Tetraden neigen dazu, sich am Äquator der Spindel anzuordnen, die Kernmembran ist verschwunden, die Trennung der Zentromere beginnt, dabei trennen sich die bereits in den Chiasmen vereinigten Chromosomen.
Nach der nächsten Metaphase wandern die beiden Zentromere (noch nicht verdoppelt) zu den entgegengesetzten Polen der Spindel.
Es folgen in rascher Folge die Anaphase, Telophase und Zytodierese der ersten Teilung und unmittelbar danach die zweite Teilung.
Während nach der Metaphase der ersten Teilung die Zentromere mit zwei Filamenten zu den Spindelpolen wanderten, wird in der zweiten Metaphase jedes Zentromer verdoppelt. Die beiden aus der ersten Teilung resultierenden Zellen erhielten n Zentromere mit 2n Filamenten, ihre anschließende Teilung führt jedoch zu 4 Zellen mit jeweils n Filamenten (dh zu diesem Zeitpunkt n Chromosomen).
Dieses allgemeine Schema erklärt drei verschiedene und parallele Phänomene:

1. die Reduktion des chromosomalen Kits vom diploiden (2n) des "Organismus" zum haploiden (n) des Gameten.
   
2. Die zufällige Zuordnung des einen oder anderen Chromosoms zu den Gameten, mütterlicher oder väterlicher Herkunft.
   
3. Der Austausch von genetischem Material zwischen homologen Chromosomen väterlichen und mütterlichen Ursprungs (mit Vermischung des genetischen Materials nicht nur auf der Ebene ganzer Chromosomen, sondern auch innerhalb der Chromosomen selbst).