Meiose – Phasen, Aufgaben, Definition und Ablauf

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.

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

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:

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.

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:

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.