Meiose und Mitose?
Hallo,
ich schreibe demnächst eine Biologie Klausur und hänge mich irgendwie an zwei Punkten während der Mitose und Meiose:
- Wie kann es sein, dass trotz der Verdopplung des genetischen Materials in der S-Phase zwei haploide Zellen entstehen während der Meiose I zwei haploide und während der Mitose entstehen zwei diploide Zellen? Das macht für mich irgendwie keinen Sinn, weil man bei beiden Teilungen ja dieselbe Ausgangsmenge von genetischen Material hat.
- Und wie kann es dann in der Meiose II sein, dass ohne Verdopplung der Chromosomen aus jeweils einer haploiden Zelle zwei haploide Zellen entstehen?
Ich stehe da total aufm Schlauch haha
Danke für eure Hilfe :)
2 Antworten
Wie kann es sein, dass trotz der Verdopplung des genetischen Materials in der S-Phase zwei haploide Zellen entstehen während der Meiose I zwei haploide und während der Mitose entstehen zwei diploide Zellen?
Das ist gar nicht so schwer.
Die AusgangslageSchauen wir uns mal die Ausgangslage an. Normale somatische Zellen sind diploid. Das heißt, jedes Chromosom ist doppelt vorhanden, als Paar sozusagen. Die Chromosomen, die je ein Paar bilden, heißen auch homologe Chromosomen. Beim Menschen z. B. besteht der einfache (haploide) Chromosomensatz aus 23 Chromosomen. Ein diploider Chromosomensatz besteht folglich aus 23 Paaren, insgesamt also 46 Chromosomen. Jedes dieser Chromosomen besteht aus einem Chromatid. Wir nennen diese Form auch Einchromatid-Chromosom (1CC). Eine gewöhnliche Körperzelle hat also 46 Chromosomen, die 23 Paare bilden und alle 1CC sind.
Die DNA muss verdoppelt werdenNun will die Zelle sich teilen. Die beiden Tochterzellen sollen später beide jeweils die vollständige Erbinformation haben. Ziel ist also, dass jede Tochterzelle wieder den ganzen diploiden Chromosomensatz aus 46 1CC hat. Dafür muss die Mutterzelle ihre Erbinformation natürlich erst mal verdoppeln. Wie macht sie das? Ganz einfach: indem aus jedem 1CC ein Zweichromatid-Chromosom (2CC) wird. Das heißt, dass zu jedem Chromatid ein identisches Schwesterchromatid gebildet wird. Beide sind am Centromer miteinander verbunden. Jedes Chromosom besitzt damit nun die doppelte Menge an Erbinformation, aber (!) obwohl jedes Chromosom nun aus zwei Chromatiden besteht, ist jedes trotzdem weiterhin nur ein Chromosom. Diese Zweichromatid-Chromosomen heißen auch Metaphasechromosomen, weil ihre Bildung hier abgeschlossen ist.
In der Metaphase haben wir also als Zwischenergebnis nach der Verdopplung einen weiterhin diploiden Chromosomensatz aus 46 Chromosomen in 23 Paaren, mit dem einzigen Unterschied, dass jedes Chromosom ein 2CC geworden ist.
Die MitoseWir schauen uns jetzt erst mal die Mitose an. Der Einfachheit halber schauen wir uns mal nur ein einzelnes Chromosomenpaar an. Zur Erinnerung: unser Paar besteht aus zwei 2CC, die sich in der Äquatorialebene anordnen. In der Mitose werden die Schwesterchromatiden der beiden Chromosomen nun voneinander getrennt und auf die Tochterkerne aufgeteilt. Das heißt also, dass das eine Chromosom des Paars getrennt wird und ein Chromatid erhält der eine Tochterkern, das Schwesterchromatid erhält der andere Kern. Mit dem zweiten Chromosom des Paares passiert dasselbe: auch dessen Chromatiden werden getrennt und auf die Tochterkerne aufgeteilt. Somit hat jede Tochterzelle nun wieder ein Chromosomenpaar, bei dem beide Chromosomen aus einem Chromatid bestehen. Der Ausgangszustand ist wieder hergestellt.
Die Meiose IIn der Meiose ist das etwas anders. Bis zu dem Punkt, wo die Chromosomen sich in der Äquatorialebene anordnen, ist der Vorgang noch identisch. In der Meiose I werden die Chromatiden der 2CC nun aber nicht getrennt. Stattdessen geht von jedem homologen Chromosomenpaar ein ganzes 2CC auf eine Tochterzelle und das andere 2CC auf die andere. Damit hat jede Tochterzelle vom ursprünglichen Chromosomenpaar nur noch ein Chromosom, das zwar ein 2CC ist, aber eben trotzdem nur ein Chromosom. Aus dem diploiden Chromosomensatz ist ein haploider Chromosomensatz geworden. Jede Tochterzelle hat als Endergebnis der Meiose I beim Menschen somit 23 2CC.
Und wie kann es dann in der Meiose II sein, dass ohne Verdopplung der Chromosomen aus jeweils einer haploiden Zelle zwei haploide Zellen entstehen?
Weil nun in der Meiose II eine zweite Teilung erfolgt, die diesmal genauso wie in der Mitose abläuft. Die Chromosomen nach der Meiose I sind quasi schon verdoppelt, denn es sind ja 2CCs. In der Meiose II werden die Chromatiden nun getrennt und auf die Tochterzelle aufgeteilt. Aus jedem 2CC werden also zwei 1CCs, die auf die Tochterzellen aufgeteilt werden. Am Ende der Meiose II sind somit aus ursprünglich einer einzigen diploiden Zelle vier haploide Zellen mit 23 ICCs geworden.
Moin,
das ist ganz einfach: du beachtest zwei Dinge nicht. Erstens kommt es bei der Meiose I (im Gegensatz zur Mitose) zu einer Tetradenbildung.
In der Meiose I paaren sich doch die homologen Chromosomen. Dadurch werden später in der Metaphase I (der Meiose) beim Menschen 23 Chromosomenpaare auf der Äquatorialebene angeordnet.
In der Metaphase einer Mitose ordnen sich dagegen 46 einzelne Chromosomen auf der Äquatorialebene an.
So kommt es, dass am Ende der Meiose I 23 Chromosomen in einer Tochterzelle landen (haploider Chromosomensatz) und am Ender einer Mitose 46 (diploider Satz).
Zweitens musst du genauer zwischen Ein-Chromatid- und Zwei-Chromatid-Chromosomen unterscheiden.
Am Ende der Meiose I befinden sich in den beiden Tochterzellen 23 Chromosomen (haploider Chromosomensatz) im Zwei-Chromatid-Stadium (X-förmige Chromosomen). In der Meiose II werden aus diesen zwei Zellen mit 23 Zwei-Chromatid-Chromosomen schließlich vier Zellen mit Ein-Chromatid-Chromosomen...
In der Mitose liegen dagegen am Ende zwei Tochterzellen mit 46 Ein-Chromatid-Chromosomen (diploider Chromosomensatz) vor...
Ein Ein-Chromatid-Chromosom sieht wie ein V aus (>). In der S-Phase wird das Ein-Chromatid-Chromosom zu einem Zwei-Chromatid-Chromosom, das dann eine X-förmige Gestalt hat (><). Das entspricht daher einer Verdoppelung des Erbguts.
Ist dir das jetzt alles klarer geworden?
LG von der Waterkant
Ah das macht Sinn. Vielen lieben Dank :)