Besondere Zellteilung und Phasen der Meiose
Besondere Arten der Zellteilung
- Knospung (Gemmatio): Hierbei erfolgt eine asymmetrische Verteilung des zytoplasmatischen Materials. Die Tochterzelle entsteht als Knospe an einer Seite der Mutterzelle, wie es bei Hefen oder Schwämmen der Fall ist.
- Sporulation: Mehrere aufeinanderfolgende Mitosen erfolgen ohne Zytokinese, wodurch vielkernige Zellen gebildet werden, zum Beispiel bei Pilzen und Protozoen.
4. Meiose
Die Chromosomen verdichten sich, um besser sichtbar zu sein.
Meiose I
Etappen der Prophase I: Dies ist die komplexeste Stufe mit fünf Sub-Phasen:
- Leptotän: Die Chromosomen verdichten sich, bis sie unter dem Lichtmikroskop sichtbar werden. Jedes besteht aus zwei Chromatiden.
- Zygotän: Homologe Chromosomen paaren sich, bis sie auf ihrer gesamten Länge exakt aufeinander abgestimmt sind. Diese Kopplung wird als Synapsis bezeichnet und erfolgt durch eine Proteinstruktur namens synaptonemaler Komplex.
- Pachytän: Crossover (Austausch von Material zwischen Chromatiden der homologen Chromosomen) oder Gen-Rekombination findet statt.
- Diplotän: Homologe Chromosomen beginnen ihre Trennung, bleiben jedoch an den Chiasmata vereint.
- Diakinese: Die Chromosomen sind maximal kondensiert und die beiden Chromatiden sind bereits sichtbar. Jedes Paar Schwesterchromatiden ist am Zentromer verbunden, während je zwei homologe Chromosomen gemeinsam durch Chiasmata verbunden bleiben, die zwischen Nicht-Schwesterchromatiden auftreten. Der Nukleolus verschwindet, die Kernmembran löst sich auf und die Spindelfasern beginnen, Kinetochoren zu bilden.
Metaphase I
In der Äquatorialplatte sind Tetraden angeordnet, die durch Chiasmata verbunden sind. Die Zentromere sind auf gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet, aber die Kinetochoren der Chromatiden desselben Chromosoms sind verschmolzen und zum gleichen Pol orientiert.
Anaphase I
Da die beiden Kinetochoren miteinander verschmolzen sind, werden nicht die Chromatiden getrennt, sondern ganze Chromosomen. Jedes Chromosom eines Paares wandert zu einem Pol der Zelle.
Telophase I
Kernmembran und Nukleolus erscheinen wieder. Die kleinen Chromosomen unterliegen einer Dekondensation. Es entstehen zwei Tochterzellen mit der Hälfte der Chromosomen der ursprünglichen Mutterzelle und mit zwei Chromatiden pro Chromosom.
Meiose II
Zuvor gibt es nur eine kurze Interphase (Interkinese), in der keine DNA-Synthese stattfindet.
Prophase II
Die Kernmembran verschwindet, die Chromosomen kondensieren und der Spindelapparat bildet sich.
Metaphase II
Die Chromosomen befinden sich in der Äquatorialplatte. Jedes besteht aus zwei Chromatiden, die am Zentromer verbunden sind, und jedes hat einen zugehörigen Kinetochor.
Anaphase II
Die Zentromere werden getrennt, und jede Chromatide wandert zu den entgegengesetzten Polen.
Telophase II
Die Kernmembran wird gebildet und es entstehen vier Tochterzellen. Diese haploiden Zellen besitzen die Hälfte der Chromosomen der ursprünglichen Mutterzelle und sind genetisch verschieden.