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Meiose (interaktive Unterrichtseinheit)

Sehr schöne lichtmikroskopische Bilder der Stadien einer Meiose.

Meiose und ihre Bedeutung für die Vererbung

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Vergleich von Mitose und Meiose

ChemgaPedia: umfangreiche Enzyklopädie zur Chemie

Vergleich von Mitose und Meiose

PDF-Datei aus Biologie & Chemie

Die Meiose

Kernteilung bei Keimzellen

Einführung

Körperzellen enthalten einen doppelten Satz der Chromosomen,
je einen von der Mutter und vom Vater
2n = diploid
beim Mensch: n = 23 ➜ 46 Chromosomen

Das bedeutet, dass bei der Befruchtung der Eizelle durch das Spermium nur jeweils ein einfacher Satz an Chromosomen (n) von der Mutter und vom Vater zusammen kommen können, um eine diploide Zygote zu bilden, welche durch nachfolgende mitotische Teilungen immer wieder diploide Zellen hervorbringt.

Und das wiederum bedeutet, dass Spermium und Eizelle haploid (n) sein müssen!

Die Erzeugung von haploiden Keimzellen (Gameten) aus ursprünglich diploiden Zellen geschieht durch die Meiose.






Der Ablauf der Meiose

Reifeteilung I
    Reduktionsteilung: doppelter Chromosomensatz wird auf einen
    einfachen Chromosomensatz reduziert

Reifeteilung II
    Zwei-Chromatiden-Chromsomen werden getrennt,
    es entstehen Ein-Chromatid-Chromosomen

Sinn der Meiose - Neuverteilung des Erbmaterials

Interchromosomale Rekombination
Verteilung mütterlicher und väterlicher Chromosomen während der 1. Reifeteilung nach den „Zufallsprinzip“.
A und A' seien homologe Chromosomen
AA' BB' CC'         Keimzelle mit 3 Chromosomen (n = 3)

Kombinationsmöglichkeiten (2n)

ABC ABC' AB'C AB'C'
A'BC A'BC' A'B'C A'B'C'

Mensch 23 Chromosomenpaare ➜ 223 ➜ 8,4 Mio.


Intrachromosomale Rekombination

Crossing-over

Die Begriffe chromosomales Crossing-over (chromosomale Überkreuzung) bzw. chromosomale Rekombination bezeichnen in der Genetik einen Stückaustausch zwischen väterlichen und mütterlichen Chromosomen während der Entwicklung der Keimzellen, genauer während der Meiose. An die nachfolgende Generation werden also Chromosomen weitergegeben, die eine Mischung aus väterlichen und mütterlichen Abschnitten darstellen und dadurch eine große genetische Vielfalt ermöglichen.

Die lichtmikroskopisch sichtbare Folge dieser chromosomalen Rekombination sind Überkreuzungen zweier Chromatiden.

Beim Mensch ereignen sich durchschnittl. 1-3 Crossing-over pro Chromosomenpaar.

Ablauf

Vor der Meiose kommt es zunächst zu einer normalen Verdopplung der DNA, so dass alle Chromosomen mit zwei Chromatiden vorliegen. Während der Meiose lagern sich in der Prophase I die zwei homologen Chromosomen, also die sich jeweils entsprechenden mütterlichen und väterlichen, aneinander. Die entstehende Struktur wird als als Tetrade (da vier Chromatiden vorhanden sind) bezeichnet.

Zwei homologe Schwesterchromatiden können dann an der jeweils gleichen Stelle brechen. Die Bruchstellen in den Chromosomen werden dabei „über Kreuz“ (crossing over = Überkreuzung) wieder zusammengesetzt. Daher werden ganze Chromosomenbereiche zwischen zwei Chromosomen ausgetauscht. Am Ende sieht man im Mikroskop eine „Überkreuzung“ ein Chiasma (Mz. Chiasmata).

Im weiteren Verlauf der Meiose weichen die neu kombinierten homologen Zwei-Chromatiden-Chromosomen in Richtung der Zellpole auseinander, weil sie entlang des Spindelapparats dorthin wandern.

Hat ein Crossing-over stattgefunden, bleiben die Chromatiden an den Stellen des falsch verschmolzenen Bereichs jedoch etwas länger aneinander hängen, was im Lichtmikroskop als Chiasma (eine Figur entsprechend dem griechischen Chi) zu beobachten ist. Es entstehen Mosaikchromatiden, die sowohl väterliches als auch mütterliches Erbgut enthalten.

Das Crossing-over ist die Voraussetzung für die intrachromosomale Rekombination und sorgt mit dafür, dass neue Merkmalskombinationen bei den sich geschlechtlich fortpflanzenden Lebewesen entstehen.


Literatur: Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, 4. Aufl. 2002
Quelle: Wikipedia: Crossing-over


Genotypische Geschlechtsbestimmung beim Menschen


/ X Y
X XX XY
X XX XY


Meiose beim Mensch

Oogenese ist die unter 2 Reifeteilungen erfolgende Entwicklung der Oogonien zum reifen Ei. Die 1. Teilung beginnt bereits vor der Geburt, geht aber zunächst nur bis zur Prophase der ersten RT (bleibt vor der Metaphase stehen) und wird erst nach Erreichen der Follikelreife vollendet, wobei aus der großen diploiden Zelle (= primäre Oozyte = Ovocytus primarius) 2 unterschiedliche haploide Zellen hervorgehen, u. zwar die sekundäre Oozyte (= Ovocytus secundarius) u. das 1. Polkörperchen. Die anschließende 2. Reifeteilung setzt mit dem Eisprung (Ovulation) ein, wird aber nur im Falle einer Befruchtung vollendet (bei Nichtbefruchtung geht die Zelle zugrunde); sie führt zur Bildung des Reifeies u. eines weiteren, des sog. 2. Polkörperchens; parallel erfolgt separat die Teilung des 1. Polkörperchens in 2 Polkörperchen.


► Heranwachsen des Organismus


► Oogenese


► Spermatogenese


► Paarung