Meiose

Bedeutung der Meiose

Innerhalb eines mehrzelligen Organismus ist es notwendig, dass alle Zellen (um sich nicht als fremd zu erkennen) dasselbe Erbgut haben. Dies wird durch Mitose erreicht, bei der die Chromosomen zwischen den Tochterzellen aufgeteilt werden, wobei die Gleichheit der genetischen Information durch den DNA-Reduktionsmechanismus gewährleistet wird, und zwar in einer zellulären Kontinuität, die von der Zygote bis zu den letzten Zellen des Körpers reicht Man nennt es die somatische Linie der zellulären Generationen.

Wenn jedoch derselbe Mechanismus bei der Erzeugung von Nachkommen angewendet würde, würde die gesamte Spezies dazu tendieren, sich aus genetisch gleichen Individuen zusammenzusetzen. Solch ein Mangel an genetischer Variabilität könnte leicht das Überleben der Spezies gefährden, indem sich die Umweltbedingungen ändern. Daher ist es notwendig, dass die Art im Kontext der Variabilität des genetischen Materials, das sie zulässt, nicht innerhalb des einzelnen Organismus, sondern beim Übergang von einer Generation zur anderen eine Neuordnung, eine Vermischung, hervorruft. Die Phänomene der Sexualität und der besondere Mechanismus der Zellteilung, genannt Meiose, liefern dies.

Was ist Meiose?

Meiose tritt nur in Keimbahnzellen auf . Wenn eine lange Reihe von mitotischen Teilungen die Anzahl der verfügbaren Keimzellen ausreichend multipliziert hat, treten diese in die Meiose ein und bereiten so die Gameten vor. Die in der Befruchtung verschmolzenen Gameten sammeln ihr chromosomales Material. Wenn die Gameten diploid wären, wie die anderen Zellen des Körpers, würde ihre Verschmelzung in der Zygote Kindern mit 4n Erbe geben; diese würden Kindern 8n und so weiter geben.

Um die Anzahl der Chromosomen der Art konstant zu halten, müssen die Gameten haploide sein, dh mit der Nummer n anstelle von 2n Chromosomen. Dies wird mit Meiose erreicht.

Unter Meiose kann die Aufeinanderfolge zweier mitotischer Teilungen verstanden werden, ohne dass eine Reduplikation interkaliert.

In jeder der beiden aufeinanderfolgenden Unterteilungen, die aus einer diploiden Keimzelle stammen, befinden sich vier haploide Zellen, die nacheinander Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase und Zytodierese bilden.

Die Prophase der ersten meiotischen Division ist jedoch besonders kompliziert, was zu einer Abfolge von Momenten führt, die den jeweiligen Namen Leptotin, Zigotin, Pachiten, Diplotin und Diacinesi tragen.

Wir betrachten diese Momente nacheinander und folgen dabei dem Verhalten eines einzelnen Chromosomenpaares.

Leptotin . Es ist der Beginn der Meiose. Die Chromosomen beginnen zu sehen, immer noch nicht sehr spiralförmig.

Zigotene . Chromosomen werden klarer identifiziert und homologe Chromosomen nähern sich. (Denken Sie daran, dass die Filamente, die sich parallel zueinander annähern, 4: zwei Chromatiden für jedes der beiden homologen Chromosomen sind.)

Pachitene . Die vier Chromatidfilamente haften über die gesamte Länge und tauschen Abschnitte zum Brechen und Schweißen aus.

Diplotene . Mit zunehmender Spiralisierung und damit zunehmender Verdickung nehmen die Chromosomen in der Regel ihre eigene Individualität an: Jedes Centromer kombiniert einen Doppelstrang.

Die Stellen, an denen der Austausch aufgrund von Bruch und Schweißen (Chiasma) stattfand, halten die Filamente (Chromoneme) in verschiedenen Abschnitten zusammen. Die vier Chromoneme, die paarweise durch die Zentromere verbunden und in den Chiasmen unterschiedlich anhaftend sind, bilden die Tetroden.

Diacinese . Die Tetraden neigen dazu, sich am Äquator der Spindel zu platzieren; die Kernmembran ist verschwunden; Die Trennung der Zentromere beginnt. Dabei trennen sich die bereits im Chiasmus vereinigten Chromosomen.

Nach der anschließenden Metaphase wandern die beiden Zentromere (noch nicht gespalten) zu den entgegengesetzten Polen der Spindel.

Anaphase, Telophase und Cytodierese der ersten Division folgen in rascher Folge und unmittelbar nach der zweiten Division.

Während nach der Metaphase der ersten Division die Zentromere zu den Polen der Spindel wanderten und zwei Filamente zogen, spaltete sich in der zweiten Metaphase jedes Zentromer. Die beiden aus der ersten Teilung resultierenden Zellen hatten n Zentromere mit 2n Filamenten erhalten, aber ihre anschließende Teilung ergab 4 Zellen mit jeweils n Filamenten (dh zu diesem Zeitpunkt n Chromosomen).

Dieses allgemeine Schema erklärt drei verschiedene und parallele Phänomene:

1. die Reduktion des Chromosomensatzes vom Diploid (2n) des Organismus zum Haploiden (n) des Gameten.

2. Die zufällige Zuordnung des einen oder anderen Chromosoms zu einem Gameten mütterlichen oder väterlichen Ursprungs.

3. Der Austausch von genetischem Material zwischen homologen Chromosomen väterlichen und mütterlichen Ursprungs (mit Vermischung des genetischen Materials nicht nur auf der Ebene ganzer Chromosomen, sondern auch innerhalb der Chromosomen selbst).

Herausgegeben von: Lorenzo Boscariol