Meiose: Phasen und Merkmale

Meiose ist eine spezialisierte Form der Zellteilung, die wiederkehrende Zellen wie Spermien, Eier oder Sporen von Pflanzen und Pilzen produziert.

Alle Zellen stammen von anderen Zellen aus dem Mechanismus der Zellteilung. Normalerweise erfordert dieser Prozess, dass eine Stammzelle in zwei oder mehr "Tochterzellen" aufgeteilt wird. Auf diese Weise gibt die Mutterzelle die genetische Information an die nächste Generation weiter.

In den neun Stadien der Meiose teilt sich eine Elternzelle in zwei Zellen und teilt sich dann erneut, um insgesamt vier Zellen zu bilden, die die Hälfte der ursprünglichen Menge des genetischen Materials enthalten.

Beim Menschen sind sie Sperma bei Männern und Eier bei Frauen, auch als Gameten oder Fortpflanzungszellen bekannt.

Während dieses Prozesses werden die Gene "gemischt" und die Anzahl der Chromosomen bleibt in der Mitte, was zu vier genetisch einzigartigen Zellen oder Gameten führt, mit der Hälfte der Anzahl der Chromosomen, die die Mutterzelle aufweist.

Meiose ist anders als Mitose. Bei der Mitose teilen sich die Zellen des Organismus, um identische Zellen zu produzieren, mit dem Ziel, beschädigte Zellen zu reparieren oder zu ersetzen. Beispielsweise werden Hautzellen in andere Hautzellen unterteilt.

Bei der Meiose ist es jedoch das Ziel, Geschlechtszellen oder Gameten zu erzeugen, die sich unterscheiden, da sie ein einzigartiges genetisches Material aufweisen.

Sperma und Eier unterscheiden sich von jeder anderen Zelle im Körper, da sie die Hälfte der Chromosomen oder des genetischen Materials enthalten.

Eine normale Zelle des menschlichen Körpers hat 46 Chromosomen und ein Gamete hat 23 Chromosomen. Wenn die Eizelle und das Sperma durch sexuelle Fortpflanzung verbunden werden, trägt jeder Gamet 23 Chromosomen bei und es werden 46 erhalten, die das vollständige genetische Material des späteren Embryos bilden.

Phasen / Stadien der Meiose

Der Meioseprozess besteht aus zwei Zellteilungen, von denen eine der anderen folgt. Daher wird gesagt, dass es eine Meiose I und eine Meiose II gibt. Die zweite Meiose findet nur in den diploiden Zellen statt, um nur haploide Zellen zu erhalten.

Die Zellteilungsstadien, die sowohl während der Meiose I als auch während der Meiose II stattfinden, sind jedoch dieselben: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Diese Phasen werden im Folgenden beschrieben (M, 2015).

Meiose I

Prophase I : Während dieser Phase kann das genetische Material leicht im Zellkern gesehen werden, verdichtet sich und nimmt die Form eines diploiden Chromosoms an. Hier führen die miteinander verbundenen Chromosomen eine genetische Rekombination durch.

Auch die Zellmembran verschwindet. Proteinmikrotubuli erscheinen und bewegen sich zu den Polen oder Enden der Zelle, wodurch ein Austausch von Teilen von DNA-Strängen und neuem genetischem Material ermöglicht wird, das zuvor nicht existierte.

Der Prozess der Kombination und des Austauschs zwischen den Teilen der DNA innerhalb der Zelle ermöglicht es, neue und unterschiedliche genetische Kombinationen zu erhalten und jede Zelle am Ende des Meioseprozesses eine einzigartige Zusammensetzung zu erhalten.

Metaphase I : Die Chromosomen in der Zelle sind symmetrisch auf die Pole der Zelle gerichtet. Eine Linie erscheint in der äquatorialen Zone oder in der Mitte der Zelle. Auf dieser Linie findet die Zellteilung statt.

Anaphase I : Es ist das dritte Stadium, das während des Meioseprozesses stattfindet. Während dieses Stadiums befinden sich die homologen Chromosomenpaare in entgegengesetzten Polen des zellulären Zytoplasmas. Zu diesem Zeitpunkt wird die Anzahl der Chromosomen in jeder Zelle um die Hälfte reduziert. Andererseits wird die Trennlinie in der Mitte der Zelle zu einer ausgeprägten Taille. Hier ist der Teilungsprozess fast abgeschlossen.

Telophase I : Dies ist das letzte Stadium des Meiose-I-Prozesses, in dem die Stammzelle ihre Teilung beendet und zwei Tochterzellen entstehen. Die Zellmembran erscheint in jeder der resultierenden Zellen wieder.

Während der Telophase verfügt jede der Tochterzellen über das notwendige genetische Material, um unabhängig zu sein. Auf die gleiche Weise wird, sobald der Zellteilungsprozess diese Stufe erreicht, der Funktionszustand angegeben, in dem die zweite Stufe des Meioseprozesses beginnt.

Meiose II

Sobald die erste meiotische Teilung endet, findet wieder eine kurze Grenzfläche statt und die resultierenden Zellen durchlaufen einen neuen Prozess, der als Meiose II bekannt ist.

Während dieser zweiten Stufe der Meiose findet der Replikationsprozess des genetischen Materials oder der DNA nicht statt, jedoch sind die Phasen der Zellteilung dieselben.

Prophase II : Das Erbgut oder Chromatin kondensiert wieder und die Chromosomen nehmen wieder eine sichtbare Form an. Jedes Chromosom besteht aus zwei Chromatiden, die durch ein Zentromer (Verbindungspunkt zwischen den Chromatiden) miteinander verbunden sind. Die mitotische Spindel und Trennlinie erscheinen wieder und die Zellmembran verschwindet.

Metaphase II : Die Chromosomen in der Zelle sind in der Mitte der Zelle ausgerichtet, die sich auf der Äquatorlinie befindet. Von dort werden sie von mitotischen Spindeln oder Mikrotubuli an die Enden oder Pole der Zelle gezogen.

Anaphase II : Jedes Chromatid wird vom Zentromer getrennt und in Richtung eines der Pole der Zelle verschoben. Jeder Pol der Zelle muss die gleiche Anzahl von Chromatiden haben.

Telophase II : Während dieser Phase beendet jede Tochterzelle ihren Teilungsprozess und hinterlässt eine gleiche Anzahl von haploiden Chromatiden. Hier kehrt die Zellmembran in Form zurück und das Chromatin erscheint wieder. Die Teilung des Zytoplasmas der Zelle erfolgt durch einen neuen Prozess der Zytokinese, ähnlich dem, der in der ersten Stufe der meiotischen Teilung stattfindet.

Am Ende dieses Prozesses der meiotischen Teilung müssen vier Tochterzellen produziert werden, von denen jede die gleiche Menge genetischen Materials enthält, das sich aus der Hälfte der zu Beginn des Zellteilungsprozesses vorhandenen DNA-Stränge zusammensetzt. (Pädagogisch, 2016).

Merkmale der Meiose

Im Gegensatz zum Mitoseprozess, bei dem die Tochterzellen diploide Chromosomensätze aufweisen, weist während des Meioseprozesses jede resultierende Zelle schließlich nur einen Satz haploider Chromosomen auf, das heißt, einfach.

Auf diese Weise weisen die Chromosomen, die sich im Zellkern befinden, während der ersten Zellteilung zwei Chromatiden oder Einheiten vollständiger Chromosomen auf, die vollständig (ohne Teilung) und in gleicher Menge zu den Tochterzellen gelangen.

Während der zweiten Stufe der meiotischen Teilung teilen sich die resultierenden Zellen wieder, wobei auch die diploide Struktur von den Chromosomen getrennt wird und haploide Zellen entstehen.

Dieses Phänomen tritt in den Geschlechtszellen oder Gameten auf, da diese während des Fortpflanzungsprozesses der Befruchtung gepaart werden, wobei die Chromosomen diploid werden, sobald Eizelle und Sperma zusammenkommen.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Meiose ist, dass sie nur in den Organismen stattfindet, in denen der Prozess der sexuellen Fortpflanzung stattfindet.

Auf diese Weise wird Meiose auch als Gametogenese bezeichnet, da es sich um den Prozess handelt, durch den Gameten hergestellt werden, damit sie später am Fortpflanzungsprozess teilnehmen können.

Gametogenese

Gametogenese ist der Prozess, durch den diploide Zellen (solche, die eine vollständige Anzahl von Chromosomen gemäß den Merkmalen der Art aufweisen) einen Prozess der Zellteilung oder Meiose mit dem Ziel durchlaufen, haploide Zellen (solche, die eine vollständige Anzahl von Chromosomen aufweisen) zu produzieren haben die Hälfte der für die Art typischen Chromosomenzahl). Diese haploiden Zellen sind als Gameten bekannt.

Gameten sind ein einzigartiger und spezialisierter Zelltyp, der eine grundlegende Rolle im Fortpflanzungsprozess spielt.

Bei der männlichen Gametogenese wird der Meioseprozess als Spermatogenese bezeichnet, da dabei Spermien entstehen.

Bei Frauen wird dieser Vorgang als Oogenese bezeichnet, da dabei Eizellen gebildet werden (Handel, 1998).

Bedeutung der Meiose

Dank der Meiose ist das Fortbestehen von Arten möglich. Dank dieses Zellteilungsprozesses werden die Gameten (Eizellen und Spermien) produziert, die während des Fortpflanzungsprozesses notwendig sind.

Andererseits ist es dank des Prozesses der genetischen Rekombination, der während der Meiose stattfindet, möglich, dass es eine genetische Variabilität zwischen Mitgliedern derselben Art gibt.

Diese genetische Rekombination ermöglicht die Permutation bestimmter in der DNA von Individuen enthaltener Merkmale in Form von kleinen Stücken oder Chromatiden.

Dieser Prozess der genetischen Permutation wird zufällig ausgeführt und die Verteilung der genetischen Eigenschaften wird zufällig festgelegt.

Dies ermöglicht eine große Variabilität der Eigenschaften, die Individuen derselben Art erben können (Benavente & Volff, 2009).

Unterschiede zwischen Meiose und Mitose

Obwohl sowohl Meiose als auch Mitose Prozesse der Zellteilung sind, die in allen mehrzelligen Organismen stattfinden, weisen sie einige unterschiedliche Eigenschaften auf. Einige dieser Eigenschaften sind nachfolgend aufgeführt:

- Während der Mitose wird die Mutterzelle in zwei Tochterzellen und während der Meiose in vier geteilt.

- Mitose tritt bei asexuellen Organismen auf, Meiose dagegen nur bei Organismen mit sexueller Fortpflanzung.

- Während der Mitose haben Tochterzellen die gleiche Anzahl von Chromosomen wie die Mutterzelle, im Gegensatz zur Meiose, bei der in Tochterzellen nur die Hälfte der Chromosomen in der Mutterzelle vorhanden ist.

- Ziel der Mitose ist es, Zellen in mehrzelligen Organismen zu erzeugen und zur Reproduktion einzelliger Organismen beizutragen. Das Ziel der Meiose ist es, die notwendigen Gameten für die sexuelle Fortpflanzung zu schaffen.