Lexikon der Biologie: Meiose
Meiosew [von griech. meiōsis = Verringerung, Verkleinerung; Adj. meiotisch], Meiosis, Reifeteilung, Reduktionsteilung, spezielle Form der Zellteilung (Cytokinese, Zelle) im Zuge der Differenzierung der Keimzellen (Gametogenese), deren Zweck es ist, das diploide, also aus je 1 mütterlichen und 1 väterlichen Chromosomensatz zusammengesetzte Genom (Diploidie) eines aus einem sexuellen Fortpflanzungsakt (Sexualität, sexuelle Fortpflanzung; Fortpflanzung) hervorgegangenen Organismus wieder auf den haploiden Bestand (Haploidie) zurückzuführen. Dies wird dadurch erreicht, daß in der Meiose ( vgl. Abb. ) 2 Zellteilungen ohne zwischengeschaltete S-Phase ( Mitose ) unmittelbar aufeinanderfolgen. Im 1. Schritt (Meiose I) werden – anders als in der Mitose – homologe, mütterliche und väterliche Paare bereits zuvor replizierter (Replikation) Geschwisterchromosomen (homologe Chromatidenpaare; homologe Chromosomen) insgesamt voneinander getrennt und zufallsmäßig auf die Tochterzellen verteilt (Präreduktion), erst im 2. Schritt (Meiose II) die einzelnen Geschwisterchromosomen (Chromatiden) selbst. Dies führt zwangsläufig zu Zellen mit nur noch je einem einzigen Exemplar jedes Chromosoms, eben zu haploiden Keimzellen (Gonen). Solche sind eine Voraussetzung dafür, daß bei weiteren sexuellen Fortpflanzungsakten die Zahl der Chromosomen nicht stetig zunimmt. Neben der Rückführung des Chromosomensatzes auf den haploiden Stand kommt der Meiose eine weitere wichtige Funktion zu, die genetische Umkombination von Genomen und damit die Erhöhung der genetischen Variabilität (genetische Flexibilität) einer Organismenart. Allein aus der Zufallsverteilung (Zufall) der homologen Chromosomenpaare in der Meiose I ergeben sich z.B. für die menschliche Keimzellentwicklung bei einem haploiden Genom von 23 Chromosomen 223 (= 8,4 Millionen!) verschiedene Kombinationsmöglichkeiten. Dieses ohnehin gewaltige Spektrum an möglichen neuen Allelkombinationen (Allel) nach einem einzigen Teilungsvorgang wird noch einmal ins Ungemessene erhöht durch programmierte Zufallsfehler im Verlauf von DNA-Reparaturprozessen (DNA-Reparatur) während der langandauernden Prophase des ersten meiotischen Teilungsschritts, wodurch es zum wechselseitigen Austausch mehr oder weniger großer DNA-Abschnitte zwischen einzelnen Chromatiden mütterlicher und väterlicher Chromatidenpaare kommen kann (Chiasma, Chromosomenpaarung, Crossing over). Auf diese Weise entstehen Chromatidenpaare unterschiedlicher Allelkombination. Namentlich diese 1. meiotische Prophase nimmt einen ungewöhnlich langen Zeitraum in Anspruch und kann durch längere Ruheperioden oder zeitweilige Rückkehr zu voller Transkriptionsaktivität (Transkription) der Chromosomen unterbrochen werden. So zieht sie sich in der Entwicklung der menschlichen Spermien (Spermatogenese) über mehrere Tage, bei der Entwicklung der Eizelle (Oogenese) über 12–50 Jahre hin. Während dieser Zeit entfaltet die zukünftige Eizelle ihr Maximum an Syntheseaktivität. – Das Phänomen der Meiose wurde bereits 1890 von O.W.A. Hertwig bei Untersuchungen zur Keimzellentwicklung beim Spulwurm beschrieben, der Begriff Meiose jedoch erst 1905 von den Genetikern J.B. Farmer und R.T. Moore geprägt. Zeitpunkt und Art der Determination von Zellen zur Meiose sind noch unbekannt. Anaphase, anaphase-promoting complex, Apomeiose, Äquationsteilung, asymmetrische Teilung, Austauschhäufigkeit, Beneden (E. van), Bivalent, Centromer, Centromerautoorientierung, Centromerkoorientierung, Chromatideninterferenz, Chromatin, Chromosomenschleifen, Chromosomentheorie der Vererbung, C-Meiose, Desynapsis, Disomie, egoistische Gene, Interkinese, Kongression, Mendelsche Regeln (Farbtafel), non-disjunction, Quadrivalente, Rekombination, Spindelapparat, synaptischer Komplex, Univalent, Weismann (A.F.L.), Zellkern; Meiose , Algen IV , Algen V , Chromosomen II .
P.E.
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Meiose
Eizell-Meiosen in besamten Eiern des Pferde-Spulwurms (Ascaris megalocephala); obere Zelle: am Zellrand Meiose I des Eizellkerns, in Zellmitte der bereits haploide, „wartende“ Spermienkern; untere Zelle: Meiose II, am oberen Zellrand der aus der Meiose I hervorgegangene abortive Tochterkern
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