Die Zelle: Reifeteilung – Meiose: Die Phasen der Meiose

In jeder Körperzelle haben Leonie und Ron 46 Chromosomen. 23 davon kommen von der Mutter und 23 von ihrem Vater. Aber auch Leonies und Rons Vater Bernd und ihre Mutter Claudia haben in jeder ihrer Körperzellen 46 Chromosomen. Wie kommt es dann, dass die Kinder nicht die doppelte Chromosomenzahl, also 92 besitzen? Und die nachfolgende Generation hätte dann 184 Chromosomen. Der Zellkern würde von Generation zu Generation wachsen. Das macht er aber nicht. Es muss also ein Schritt eingebaut werden, um die Chromosomenzahl zu halbieren. Das geschieht bei der sogenannten Meiose. Weil sich die Chromosomenzahl in diesem Vorgang verringert, wird sie auch als Reduktionsteilung bezeichnet. Diese Reduktionsteilung findet in den Eierstöcken der Frau beziehungsweise in den Hoden des Mannes statt. Dabei entwickeln sich die Ei- und Spermienzellen aus einer sogenannten Mutterzelle. Im Zellkern der Eizellenmutterzelle und der Spermienmutterzelle befinden sich 46 Chromosomen, geordnet in 23 homologe Chromosomenpaare. Diese sieht man hier im Karyogramm. Da sich in der Zelle von jedem Chromosom zwei befinden, spricht man auch von einem doppelten Chromosomensatz. In der Fachsprache wird dieser als diploid bezeichnet. Das Erbgut, das ursprünglich vom Vater stammt ist blau markiert, die mütterlichen Chromosomen sind rot. Die Meiose läuft sowohl beim Mann als auch bei der Frau in zwei aufeinanderfolgenden Zellteilungen ab: In der Prophase I der Meiose löst sich zunächst die Kernmembran auf und gibt die Chromosomen frei. Die freien Chromosomen finden ihren jeweiligen Partner und legen sich nebeneinander. Die Zentriolen wandern gleichzeitig zu den Polen der Zelle und bilden Fasern aus, den Spindelapparat. Dieser dockt schließlich am Zentromer der Chromosomen an. In der Metaphase I werden die Chromosomenpaare in die Mitte der Zelle gezogen. Auf der sogenannten Äquatorialebene liegen sie in zwei Reihen angeordnet, wie bei einer Perlenschnur. Dabei bilden die homologen, also gleichartigen Chromosomen immer ein Paar. Anschließend werden in der Anaphase I der Meiose die Chromosomen zu den beiden Polen der Zelle gezogen. Dabei werden die homologen Chromosomen getrennt. Eins wandert nach rechts, eins nach links. Die Verteilung der Chromosomen auf die beiden neu entstehenden Zellen ist dabei völlig zufällig. Während der Telophase I der Meiose bildet sich in der Mitte der Zelle eine neue Zellmembran und die Zelle teilt sich. In jeder der neu entstandenen Zellen befindet sich jetzt der einfache, also haploide Chromosomensatz. Bei der Meiose wird also während der ersten Reifeteilung der doppelte Chromosomensatz auf die Hälfte reduziert. Deshalb nennt man sie auch Reduktionsteilung. Die entstandenen haploiden Zellen teilen sich bei der zweiten Reifeteilung erneut. Dieser Vorgang entspricht dem einer Mitose. Die Chromosomen werden dabei am Zentromer getrennt. Endprodukte der Meiose sind vier Zellen mit jeweils 23 Chromosomen. Diese bestehen nur aus einem Chromatid. Aus diesen Zellen werden die Ei- beziehungsweise Spermienzellen gebildet. Zwei dieser vier Zellen besitzen jeweils identische Chromosomen. Nach dem Ende der Meiose lösen sich die Chromosomen auf und bilden die normale Form der DNA aus. Schauen wir uns die Chromosomenausstattung der beiden unterschiedlichen Zellen im Karyogramm an. Es wird deutlich, dass jedes Chromosomen jetzt nur noch einfach vorhanden ist. Außerdem liegen sie als Einchromatidchromosen vor. Die mütterlichen und väterlichen Chromosomen werden per Zufallsprinzip auf die neuen Zellen verteilt. Dadurch entstehen zwei Zellen, die sich stark unterscheiden. Besonders deutlich wird dies am 23. Chromosomenpaar, dem Geschlechtschromosomen. In der linken Zelle befindet sich nur ein X, in der rechten Zelle ein Y-Chromosomen. Je nachdem welche dieser beiden Spermienzellen später eine Eizelle befruchtet, entsteht entweder ein Mädchen oder ein Junge. Denn ein Mädchen besitzt als Geschlechtschromosom zwei X- Chromosomen, Jungen hingegen haben ein X- und ein Y-Chromosom.