Meiose – Phasen, Aufgaben, Definition und Ablauf

Erfahre, wie die Meiose die Bildung von Keimzellen steuert und den Chromosomensatz halbiert, um genetische Vielfalt zu schaffen. Die erste und zweite Reifeteilung sowie der Vergleich mit Mitose werden detailliert erklärt. Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

Inhaltsverzeichnis zum Thema Meiose

Das Quiz zum Thema: Meiose

Was ist die Meiose?

Frage 1 von 5

Welche Zellen entstehen nach der Meiose?

Frage 2 von 5

Welche Funktion hat die Meiose?

Frage 3 von 5

Was passiert während der Anaphase I der Meiose?

Frage 4 von 5

Warum ist die Meiose wichtig für die genetische Variabilität?

Frage 5 von 5

Meiose im Überblick

  • Einfach erklärt ist die Meiose eine Reifeteilung. Sie ist eine besondere Form der Kernteilung, die zur Bildung von Keimzellen führt.
  • Der Vorgang der Meiose gliedert sich in zwei Phasen (Meiose I und Meiose II). Ziel der Meiose ist die Reduzierung des diploiden (doppelten) Chromosomensatzes zum haploiden (einfachen) Chromosomensatz.

  • Funktion der Meiose ist die Bildung von Keimzellen. Die Meiose beim Mann führt zur Bildung von Spermien, bei der Frau werden durch die Meiose Eizellen gebildet.
  • Eine weitere Bedeutung der Meiose liegt in der Erhöhung der genetischen Variabilität durch die zufällige Neuverteilung der homologen Chromosomen und weitere Ereignisse, wie zum Beispiel Crossing-over.

Meiose: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Verlauf der Meiose

Bei der Meiose werden die Geschlechtszellen (Keimzellen) gebildet. Dabei wird der Chromosomensatz während der Meiose halbiert. Aus einer diploiden Zelle entstehen vier haploide Zellen. Die Meiose wird auch als Reifeteilung bezeichnet. Der Ablauf der Meiose gliedert sich in zwei Phasen (Meiose I und II), die jeweils aus vier Unterphasen bestehen. Die erste Reifeteilung gliedert sich in Prophase I, Metaphase I, Anaphase I und Telophase I. Diese Phase wird auch als Reduktionsteilung bezeichnet. Die homologen Chromosomen werden getrennt und zufällig auf die Tochterzellen verteilt. Homologe Chromosomen sind ein Chromosomenpaar gleicher Chromosomen, dabei stammt eines von der Mutter, das andere vom Vater. Durch diese Rekombination während der Meiose wird die genetische Variabilität erhöht. Die zweite Reifeteilung der Meiose ist eine normale Zellteilung (entspricht der Mitose) und ist in Prophase II, Metaphase II, Anaphase II und Telophase II aufgeteilt. Im Folgenden werden die Phasen der Meiose kurz erklärt.

Meiose – erste Reifeteilung

Phase Ablauf
Prophase I der Meiose
  • Die Chromosomen beginnen, sich zu verkürzen, und werden kompakter.
  • Ausgehend von den Polen der Zelle wird der Spindelapparat ausgebildet.
  • Die Kernmembran löst sich auf.
  • Die homologen Chromosomen ordnen sich parallel an. Jedes Chromosom besteht aus zwei Chromatiden. Ein homologes Chromosomenpaar besteht also aus vier Chromatiden und bildet eine sogenannte Tetrade.
Metaphase I der Meiose
  • Die Tetraden ordnen sich in der Mitte der Zelle, der Äquatorialebene an.
  • Der Spindelapparat heftet sich ans Centromer, das die Chromatiden zusammenhält.
  • Die Centromere der homologen Chromosomen weisen zu den entgegengesetzten Zellpolen.
Anaphase I der Meiose
  • Die homologen Chromosomen werden getrennt und auf die Zellpole verteilt.
  • An jedem Pol befindet sich ein einfacher, haploider Chromosomensatz mit Zwei-Chromatid-Chromosomen.
Telophase I der Meiose
  • Die Chromosomen werden von einer provisorischen Kernmembran eingeschlossen.
  • Die Zelle teilt sich.

Die Interphase der Meiose ist nach der ersten Reifeteilung nur kurz.

Meiose – zweite Reifeteilung

Die zweite Reifeteilung erfolgt unmittelbar nach der ersten. Sie ähnelt der normalen Mitose. Die Chromatiden der Zwei-Chromatid-Chromosomen werden in der Anaphase II der Meiose getrennt und auf die Tochterzellen verteilt. Der Chromosomensatz verändert sich nicht mehr.

Die Vorgänge der Meiose sind im folgenden Schema zur Meiose zusammengefasst:

Meiose Phasen

Als Ergebnis der Meiose entstehen aus einer diploiden Zelle vier haploide Zellen. Beim Mann werden vier Spermien während einer Meiose gebildet, bei der Frau eine Eizelle, die restlichen drei verkümmern.

Meiose und geschlechtliche Fortpflanzung

Die Meiose spielt im Zellzyklus von Geschlechtszellen eine entscheidende Rolle. Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt durch die Verschmelzung von zwei Geschlechtszellen während der Befruchtung. Dabei entsteht eine Zelle mit einem diploiden Chromosomensatz. Ohne Meiose würde sich bei jeder Befruchtung der Chromosomensatz verdoppeln. Außerdem wird durch Rekombination und Neuordnung der Erbanlagen während der Meiose bei der Fortpflanzung die genetische Variabilität erhöht. 

Man unterscheidet zwischen der intrachromosomalen und der interchromosomalen Rekombination während der Meiose. Bei der interchromosomalen Rekombination kommt es in der Anaphase I zu einer zufälligen Verteilung der homologen Chromosomen, die von den Zugfasern des Spindelapparats an den Rand der Zelle gezogen werden. Dadurch werden die Chromosomenpaare neu kombiniert und können nun aus väterlichen und mütterlichen Chromosomen bestehen. Bei der intrachromosomalen Rekombination kommt es während der Prophase I zum Crossing-over. Dabei legen sich die Chromatiden übereinander und es kann zu einem Bruch von Teilabschnitten kommen, die anschließend mit Teilen des anderen Chromatids wieder geschlossen werden. Dadurch kommt es zu einem partiellen Austausch der Chromosomen von väterlichen und mütterlichen Chromosomen. Fehler bei der Meiose können also schwerwiegende Folgen haben.

Die Dauer der Meiose hängt davon ab, ob Eizellen oder Spermien gebildet werden. Eine Meiose beim Mann dauert rund einen Monat. Bei Frauen findet die erste Reifeteilung der Meiose mit Bildung der Eizellen bereits im Mutterleib oder kurz nach der Geburt statt. Die zweite Reifeteilung beginnt erst mit der Ovulation (Eisprung) und wird nach der Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium beendet. Deshalb kann eine Meiose bei Frauen mehrere Jahrzehnte dauern. Weitere Unterschiede in der Spermatogenese und Oogenese sind:

Spermatogenese Oogenese
Von der Pubertät bis ins hohe Alter werden kontinuierlich neue Spermien in den Hoden gebildet. Dabei entstehen pro Meiose jeweils vier funktionsfähige Spermien. Vor der Geburt werden die Urkeimzellen gebildet. Von diesem Vorrat aus gelangen zwischen Pubertät und Wechseljahren Eizellen in die Reifungsphase. Es entsteht eine funktionsfähige Eizelle und drei kleinere Polkörperchen.

Mitose und Meiose im Vergleich

Der Unterschied zwischen Mitose und Meiose lässt sich wie folgt zusammenfassen:

Die Mitose ist die Kernteilung. Sie besteht aus vier Phasen. Aus einer Zelle entstehen zwei identische Tochterkerne mit einem diploiden Chromosomensatz. Die Meiose ist die Reifeteilung. Aus einer Zelle entstehen in zwei Reifeteilungen mit jeweils vier Phasen vier genetisch nicht identische Tochterkerne mit einem haploiden Chromosomensatz.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Meiose

Die Meiose ist eine Reifeteilung. Sie ist eine besondere Form der Kernteilung, die zur Bildung von Keimzellen führt.

In zwei Phasen (Meiose I und Meiose II) wird der diploide Chromosomensatz zum haploiden reduziert und die Geschlechtszellen werden gebildet. Außerdem erfolgt die Rekombination und Neuordnung von Erbanlagen.

Durch den Vorgang der Meiose werden die Geschlechtszellen gebildet und die genetische Variabilität wird erhöht. 

Beim Mann werden von der Pubertät bis ins hohe Alter kontinuierlich neue Spermien in den Hoden gebildet. Bei der Frau werden vor der Geburt die Urkeimzellen gebildet. Von diesem Vorrat aus gelangen zwischen Pubertät und Wechseljahren Eizellen in die Reifungsphase.

Die Meiose läuft in den Geschlechtszellen ab.

In der Anaphase I werden die homologen Chromosomen getrennt. Hier entscheidet sich also auch, welche Zelle ein X-Chromosom und welche Zelle ein Y-Chromosom erhält.

Die Dauer der Meiose hängt davon ab, ob Eizellen oder Spermien gebildet werden. Eine Meiose beim Mann dauert rund einen Monat. Bei Frauen findet die erste Reifeteilung der Meiose mit Bildung der Eizellen bereits im Mutterleib oder kurz nach der Geburt statt. Die zweite Reifeteilung beginnt erst mit der Ovulation (Eisprung) und wird nach der Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium beendet.

Ohne Meiose würde sich bei jeder Befruchtung der Chromosomensatz verdoppeln. Außerdem wird durch Rekombination und Neuordnung der Erbanlagen während der Meiose bei der Fortpflanzung die genetische Variabilität erhöht. 

Durch die Rekombination während der Meiose werden die Erbanlagen neu kombiniert. Dadurch erhöht sich die genetische Variabilität. Dadurch entstehen Spermien und Eizellen, die genetisch einzigartig sind.

Bei der Frau entsteht eine befruchtungsfähige Eizelle, die restlichen drei Zellen (Polkörperchen) verkümmern.

Durch die zufällige Neuverteilung der homologen Chromosomen und durch Crossing-over während der ersten Reifeteilung werden sie neu kombiniert.

Bei der Mitose entstehen aus einer Zelle zwei identische Tochterkerne mit einem diploiden Chromosomensatz.  

Die Meiose ist die Reifeteilung. Aus einer Zelle entstehen in zwei Reifeteilungen vier genetisch nicht identische Tochterkerne mit einem haploiden Chromosomensatz.

Es kann vorkommen, dass während der Meiose diverse Fehler passieren. Der bekannteste dieser Fehler sind die Trisomien. Man spricht von Trisomien, wenn bei der Meiose I die homologen Chromosomen nicht getrennt werden können oder wenn die Chromatiden in der Meiose II nicht getrennt werden.

Bei der Frau entsteht eine befruchtungsfähige Eizelle, die restlichen drei Zellen (Polkörperchen) verkümmern.

Bei der Bildung von Geschlechtszellen tritt die Meiose auf.

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