Zellteilung: Verschiedene Arten der Zellteilung, die erkannt werden, wenn sich der Kern teilt

Zellteilung: Verschiedene Arten der Zellteilung, die erkannt werden, wenn sich der Zellkern teilt!

Zellteilung, Zellreproduktion oder Zellvermehrung ist der Prozess der Bildung von neuen oder Tochterzellen aus den bereits vorhandenen oder Mutterzellen.

Rudolof Virchow (1855, 1859) war der erste, der darauf hindeutete, dass neue Zellen aus der Teilung der bereits vorhandenen Zellen gebildet werden (jede Zelle stammt aus einer Zelle).

Eine Zelle teilt sich, wenn sie auf eine bestimmte maximale Größe angewachsen ist, die das Karyoplasma-Verhältnis stört. Die Zellteilung wird auch durch Mitogene kontrolliert. Mitogen ist ein Wirkstoff, der die Zellteilung auslöst. Das übliche pflanzliche Mitogen ist das Hormon Cytokinin.

Es sind verschiedene mitogene Substanzen bekannt, die beim Menschen bekannt sind, z. B. Lymphokine, Blutplättchen-Wachstumsfaktor (PDGF) usw. Der Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilungen wird als Erzeugungszeit bezeichnet. Die Reihe von Veränderungen, die das Wachstum und die Teilung einer Zelle betreffen, wird als Zellzyklus bezeichnet.

Je nach Art und Weise, wie sich der Kern teilt, werden vier verschiedene Arten von Zellteilungen unterschieden.

Diese sind:

(1) Direkte Kernteilung oder Amitosis

(2) Indirekte Kernteilung oder Mitose

(3) Reduktionsteilung oder Meiose und

(4) Freie Kernteilung.

1. Direkte Nuklearabteilung oder Amitosis:

Es ist eine einfache Methode der Zellteilung, die von Remak (1841, 1855) entdeckt wurde. In dieser Abteilung gibt es keine Unterscheidung zwischen Chromosomen und Spindel. Die nukleare Hülle degeneriert nicht. Der Kern verlängert sich und verengt sich in der Mitte, so dass zwei Tochterkerne entstehen.

Daran schließt sich eine zentripetale Verengung des Zytoplasmas zu zwei Tochterzellen an. Diese Art der Spaltung ist häufig in erkrankten Pflanzenteilen zu finden und in gesunden Teilen selten. Es findet sich jedoch in der Alge Chara, im Pilz, in der Hefe, in den Zellen des Endosperms und im Tapetum höherer Pflanzen.

Drei wichtige Merkmale dieser Unterteilung sind (a) es gibt keine ausgewogene Verteilung der Chromosomen zwischen den Tochterkernen; (b) es gibt keine regelmäßige Abfolge von Ereignissen und (c) es gibt keine Teilung des Zytoplasmas, die die Teilung des Zellkerns begleitet.

Laut einigen Autoren stellt die amitotische Teilung einen pathologischen Zustand der Zelle dar, der durch die Tatsache verstärkt wird, dass er in alten und sterilen Kulturen üblich ist. Anderen zufolge handelt es sich um einen Mechanismus, der für eine erhöhte Kernoberfläche sorgt und die physiologische Effizienz erhöht, eine Ansicht, die durch seine Häufigkeit in den Zellen von Nährstoffen wie Endosperm und Tapetum unterstützt wird.

2. Indirekte Kernteilung oder Mitose:

Mitose (Gk. Wifos-Thread oder Fibril) ist die Art der Teilung, bei der sich Chromosomen sowohl quantitativ als auch qualitativ in zwei Tochterkernen replizieren und gleichverteilt werden, so dass die Tochterzellen dieselbe Anzahl und Art von Chromosomen haben, in denen sie vorhanden sind die übergeordnete Zelle. Es wird daher auch Gleichungsaufteilung genannt.

Mitosen wurden erstmals von Strasburger (1870) in Pflanzenzellen, Boveri und Flemming (1879) in Tierzellen beobachtet. Der Begriff Mitose wurde von Flemming (1882) geprägt. Es ist die am weitesten verbreitete Methode der Teilung, die Wachstum in mehrzelligen Organismen bewirkt und die Population einzelliger Organismen erhöht.

Mitose tritt bei der Bildung somatischer Körperzellen auf und wird daher oft als somatische Zellteilung bezeichnet. Die Standorte der mitotischen Zellteilung in einer Pflanze sind meri sterna tische Regionen wie Stammspitze, Wurzelspitze, Meristem Mercalem, laterales Meristem, Blumen, Früchte, Samen usw. Bei Tieren kommt die Mitose in der Embryonalentwicklung und in einigen Regionen mit eingeschränkter Wirkung vor reife Form wie Haut und Knochenmark.

Die Mitose besteht aus zwei Schritten - Karyokinese und Zytokinese. Karyokinese (Gk. Karyon-Kern, Kinesis-Bewegung): Sie wird auch als indirekte Kernteilung bezeichnet, da der Kern eine komplizierte Abfolge von Ereignissen durchläuft, bevor er zwei Tochterkerne bildet. Je nach Abschluss oder Beginn eines bestimmten Ereignisses wird die Mitose in vier Stufen (Prophasenmetaphase, Anaphase und Telophase) unterteilt.

1. Prophase (Gk. Pro-First, Phasis-Stadium):

Es wird oft in drei Teilstadien - früh, mittel und spät - untersucht. Die frühe Prophase wird durch das Auftreten der Chromosomen als dünne Fäden im Kern angezeigt. Das Wort Mitose ist ein Ausdruck dafür, dass dieses Phänomen immer deutlicher wird, wenn die Chromosomen zu kondensieren beginnen. Diese Kondensation erfolgt durch einen Vorgang des Faltens der Chtomatinfasern. Die Zelle wird nach und nach sphäroidisch, zurückziehbarer und viskoser.

Zu Beginn der Prophase haben tierische Zellen zwei Zentrosomen oder Zentriolpaare nahe beieinander. Die beiden beginnen sich auf die gegenüberliegenden Seiten zu verschieben. Beide Zentriolpaare strahlen feine mikroschlauchförmige Fibrillen aus, die Astralstrahlen genannt werden. Jede Gruppe von Astralstrahlen wird zusammen mit ihrem Zentriolpaar Aster genannt. Bei einem Astern sind die mikro-tubulären Astralstrahlen nicht mit Zentriolen verbunden, sondern mit perizentriolaren Satelliten.

In der frühen Prophase sind die Chromosomen im Kern gleichmäßig verteilt. In der mittleren Prophase werden sie peripher. Gleichzeitig verkürzen und verdicken sich die Chromosomen weiter, um eine charakteristische Form und Größe anzunehmen.

Jedes Chromosom scheint aus zwei Längsfäden zu bestehen, den sogenannten Chromatiden, auch Schwesterchromatiden genannt, und ist mittels Zentromer oder Kinetochor aneinander gebunden. Nukleolus oder Nukleoli sind an ein oder mehrere Chromosomen gebunden, sie erscheinen jedoch kleiner.

In der späten Prophase (auch Prometaphase genannt) treten feine Fasern um den Kern auf. Der Nucleolus oder Nucleoli degenerieren vollständig und die Kernhülle zerfällt in kleine Vesikel. Zu diesem Zeitpunkt liegen die beiden Astern (Zentriolpaare und ihre Astralstrahlen) im Bereich zukünftiger Spindelstangen.

Der Zentriol ist jedoch durch seine Abwesenheit in den Zellen höherer Pflanzen gekennzeichnet, aber die Spindelbildung und die Konvergenz der Spindeln an den beiden polaren Enden sind beide auffällig.

2. Meta-Phase (Gk. Meta-aher oder Second, Ptosis-Stadium):

Kurz nach dem Zerfall der Kernhülle erscheint im gesamten Nucleoplasma ein farbloser bipolarer Faserkörper, genannt Spindel, achromatischer Spindel- oder Spindelapparat. Die Spindelfasern konvergieren zu den beiden Enden, die Pole genannt werden.

In Tierzellen werden die Pole von Astern gebildet. Da es zwei Astern gibt, wird die Spindel der Tierzelle Amphiaster genannt. Im Gegensatz dazu wird die Spindel von Pflanzenzellen als Ansatral bezeichnet, da Zentriolen und Astern fehlen. Dies zeigt, dass Zentriolen und Astern für die Bildung der Spindel nicht unerlässlich sind.

Die Spindelfasern dringen jetzt in den zentralen Bereich ein und ihre Mikrotubuli erstrecken sich zwischen den Polen. Die Chromosomen haften durch ihre Kinetochoren an einigen Spindelfasern und oszillieren, bis sie in der Äquatorialebene radial orientiert sind und die Äquatorialplatte bilden.

Die Fasern der Spindel, die mit den Chromosomen verbunden sind, werden im Allgemeinen als Chromosomenfasern (diskontinuierliche Fasern oder traktile Fibrillen) bezeichnet. diejenigen, die sich ohne Unterbrechung von einem Pol zum anderen erstrecken, sind die Endlosfasern.

3. Anaphase (Gk. Ana-up, Phasis-Stadium):

Die Anaphase wird durch die Chromosomen markiert, die sich in zwei Gruppen von der Äquatorialplatte entfernen, wobei eine der beiden Chromatiden jedes ursprünglichen Chromosoms in jede Gruppe übergeht. Somit ist die Verteilung der Chromosomen in zwei Gruppen sowohl quantitativ als auch qualitativ genau gleich. Daher wird die Division als gleichwertig beschrieben.

Die zwei Gruppen bewegen sich zu den entgegengesetzten Polen der Spindel, die eine charakteristische Figur bilden, von zwei abstrahlenden Gruppen. Bei der polaren Wanderung der Chromosomen gehen die Zentromere voran, die Arme des Chromosoms folgen diesen, so dass das Chromosom gefaltet erscheint. Wenn die Chromosomen die Pole erreichen, verschwindet die Matrix, und die doppelte Natur jeder von ihnen, dh die Chromonomen, tritt wieder in Sicht.

Der genaue Mechanismus, der den Bewegungen der Chromosomen während der Anaphase zu den entgegengesetzten Polen zugrunde liegt, ist nicht ganz klar. Viele glauben, dass dies durch eine Kontraktion der Spindelfasern verursacht wird, aber es besteht auch die Ansicht, dass dies auf das Gleiten der Mikrofilamente zurückzuführen sein könnte.

4. Telophase (Gk-Telo-Ende, Phasis-Stadium):

Dieses Stadium ist umgekehrt zur Prophase. Während dieser Phase nimmt die zytoplasmatische Viskosität ab. Die beiden am Ende der Anaphase gebildeten Chromosomengruppen reorganisieren sich zu Kernen. Die Chromosomen verlängern sich und überlappen sich, um Chromatin zu bilden.

Die Nukleolo- oder Satellitenchromosomen produzieren Nukleoli, die miteinander verschmelzen können oder nicht. Nukleoplasma sammelt sich im Chromatinbereich. An der Außenseite erscheint eine Kernhülle, und so bilden sich an den Polen der Spindel zwei Tochterkerne.

In der Telophase verschwinden die Spindelfasern um die Pole. In Tierzellen werden auch die Astralstrahlen zurückgezogen. Die übrigen Spindelfasern bleiben während der Zellplattenmethode der Zytokinese bestehen, verschwinden jedoch dort, wo die Zytokinese durch Spaltung oder Einengung stattfindet.

Zytokinese (D-Phase):

Zytokinese (Gk. Kytos - hohle oder Zelle, Kinesis - Bewegung) ist die Aufteilung des Protoplasten einer Zelle in zwei Tochterzellen nach der Kernteilung oder Karyokinese, so dass jede Tochterzelle ihren eigenen Kern hat. Normalerweise beginnt es zur mittleren Anaphase und wird gleichzeitig mit der Telophase abgeschlossen. Die Zytokinese unterscheidet sich in tierischen und pflanzlichen Zellen.

Tierische Zytokinese:

Der zentrale äquatoriale Teil der Spindel wird in eine dichte faserige und vesikuläre Struktur umgewandelt, die als "Körper" bezeichnet wird. Gleichzeitig sammeln sich Mikrofilamente im mittleren Bereich der Zelle unter der Zellmembran. Sie induzieren die Invaginierung der Zellmembran. Die Furche vertieft sich zentripetal und spaltet die Zelle in zwei Töchter, von denen jede einen Tochterkern hat. Die Methode ist als Spaltcytokinese bekannt.

Pflanzenzytokinese:

Es erfolgt durch zwei Methoden, Spaltung und Zellplatte.

1. Spaltmethode:

Sie findet normalerweise in einigen niedrigeren Anlagen statt. Cytoplasma wird in der Mitte einer Zentripetalverengung unterzogen, um zwei Tochterprotoplasten mit jeweils einem einzelnen Kern zu bilden. In der Furche zwischen den beiden Protoplasten werden Pektin-Hemicellulose und Cellulosemikofibrillen unter Bildung einer Doppelwand abgeschieden. Die Wandentwicklung ist wie die zytoplasmatische Spaltung zentripetal.

2. Zellplattenmethode:

Es ist eine übliche Methode der Zytokinese in Pflanzenzellen. In diesem Fall bleibt die Spindel für einige Zeit als Phragmoplast bekannt. Vom Golgi-Apparat produzierte kleine Vesikel sammeln sich am Äquator des Phragmoplasten. Die Membranen der Vesikel verschmelzen zu zwei Blättern, die eine Matrix oder einen Film einschließen.

Bald verfestigt sich der Film und bildet eine Zellplatte oder Mittellamelle. Sie wächst zentrifugal und kommt mit den Seitenwänden der Mutterzelle in Kontakt. Der Phragmoplast verschwindet jetzt. Der Tochterprotoplasten lagert Cellulose, Hemicellulose und Pektin auf beiden Seiten der Zellplatte ab. Sie bilden die Hauptwand.

Bedeutung der Mitose:

Jede Zelle teilt sich, so dass durch Mitose zwei Tochterzellen entstehen. Die beiden Tochterzellen sind in jeder Hinsicht ähnlich. Während der Mitose die genaue Längsaufteilung der Chromosomen in
Chromatiden finden statt, und die sorgfältige Verteilung der Chromatiden an Tochterzellen gewährleistet, dass die Tochterzellen qualitativ und quantitativ dieselbe genetische Konstitution haben wie die ursprüngliche Zelle, aus der sie entstanden sind.

Meiose:

Meiose (Gk. Meioum oder Meio-to-Lease) ist eine Doppelteilung, die in einer diploiden Zelle (oder einem Kern) auftritt und vier haploide Zellen (oder Kerne) hervorruft, die jeweils die Hälfte der Chromosomenzahl im Vergleich zur Stammzelle aufweisen . Der Begriff Meiose wurde 1905 von Farmer und Moore geprägt.

Es ist ein sehr komplizierter Prozess, der nur auf die Fortpflanzungszellen beschränkt ist. Bei der Meiose handelt es sich um zwei Abteilungen, von denen die erste eine Reduktion ist, während die zweite eine pädagogische ist. Die beiden Geschäftsbereiche wurden früher als heterotypisch bzw. homotypisch bezeichnet; jetzt aber werden sie als erste meiotische Abteilung und zweite meiotische Abteilung bezeichnet.

Vor der Meiose gibt es genau wie bei der Mitose eine Interphase - bestehend aus G ₁ -Phase, S-Phase und G ₂ -Phase. Bei der Meiose ist die G ₂ -Phase jedoch sehr kurz oder ganz abwesend, so dass die meiotische Teilung unmittelbar nach Abschluss der DNA-Synthese übernimmt. Wie die Mitose durchläuft es auch vier Phasen - Prophase, Metaphase, Anaphase und schließlich Telophase der beiden Abteilungen I und II.

Meiose I:

Prophase I:

Die erste meiotische Abteilung hat eine sehr langgestreckte Prophase. Es unterscheidet sich sehr von einer mitotischen Prophase. Ein Ereignis von Bedeutung und Unterscheidung ist, dass der Kern der Prophase I der Meiose eine entscheidende Zunahme des Kernvolumens darstellt. Es ist auf die Hydratation zurückzuführen, die siebenmal größer ist als bei Mitosen.

Der Einfachheit halber wird die Prophase I in fünf Unterphasen unterteilt - Leptotin, Zygoten, Pachyten, Diplotene und Diakinese. Eine andere Unterphase, Preleptonemie genannt, wird manchmal vor dem Leptonem erkannt, in der Chromosomen aufgrund ihrer Dünnheit nicht unterschieden werden können, aber Geschlechtschromosomen (falls vorhanden) oft als heterochromatische Körper angesehen werden.

(i) Leptotene oder Leptonema (Gk. / Epfos-Slender, Tainia-Band, Nema-Thread):

Der Kern vergrößert sich und Chromosomen erscheinen in diesem Stadium als lange fadenähnliche Strukturen, die lose miteinander verwoben sind. Auf diesem fadenartigen Chromosom befinden sich perlenartige Strukturen, die als Chromomere bezeichnet werden, entlang der gesamten Länge der Chromosomen.

Die Chromosomen werden repliziert, aber die Chromatiden sind aufgrund des Vorhandenseins eines Nukleoproteinkerns zwischen ihnen nicht unterscheidbar. In vielen Tierzellen weisen die Chromosomen eine besondere Anordnung auf, die als Bonqet-Stadium bezeichnet wird. Hier konvergieren die Enden der Chromosomen zur Seite mit replizierten Zentrosomen oder Zentriolpaaren.

Eines der beiden Zentriolpaare beginnt sich auf die andere Seite zu bewegen und entwickelt Astralstrahlen aus den perizentriolaren Satelliten. Das Fehlen einer solchen Polarisation der Chromosomenenden in Pflanzen ist möglicherweise auf das Fehlen von Zentrosomen zurückzuführen. Bei bestimmten Pflanzen wie Lilium sind die Chromosomen jedoch auf einer Seite dicht verklumpt, wobei im restlichen Kern kein Chromatinmaterial zu sehen ist. Dieses Phänomen wird als Synchronisation bezeichnet.

(ii) Zygotene oder Zygonema:

In diesem Stadium kommen die homologen Chromosomen paarweise zusammen und nähern sich über ihre gesamte Länge an. Dieser Vorgang wird als Pairing oder Synapsis bezeichnet. Die Synapsis beginnt an einem oder mehreren Punkten und breitet sich dann über die gesamte Länge der Chromosomen aus.

Abhängig vom Ursprungsort der Paarung ist die Synapsis prozentrisch (von Zentromeren ausgehend und zu den Enden hin fortlaufend), preterminal (von Enden ausgehend und zu Zentromeren hingehend) und intermediär (an verschiedenen Stellen zwischen Zentromeren und Enden).

Es gibt zwei große Theorien, die versuchen, die Synapse zu erklären, die Precocity-Theorie und die Retardation-Theorie.

(i) Nach der von Darlington (1930) vorgebrachten Precocity-Theorie ist die Meiose eine Precocius-Mitose, weshalb die noch nicht duplizierten Chromosomen in die Prophase eintreten müssen. Dies ist für die Chromosomenpaarung verantwortlich. Neuere Arbeiten haben jedoch gezeigt, dass die DNA-Synthese während der meiotischen Interphase abgeschlossen und das Chromosom dupliziert ist. Daher ist die Precocity-Theorie nicht länger haltbar.

(ii) Die Retardationstheorie wurde von Sax und anderen vorgeschlagen. Es basiert auf einer These der Verlangsamung des Zellstoffwechsels während der meiotischen Prophase. Prophase I ist eine langgestreckte Phase, und diese verlängerte Zeit erlaubt das Abwickeln der Reliktspiralen der vorhergehenden Interphase und Telophase, so dass sich die Chromosomen vollständig abwickeln. Die partielle Paarung von Homologen in Zygotene wird also stark verbessert.

Stern und Hotta (1969) haben gezeigt, dass die premeiotische S-Phase im Gegensatz zur premitotischen keine vollständige Chromosomenreplikation beinhaltet. Etwa 0, 3% DNA, die eine signifikante Komponente bildet, repliziert sich nur bei etwa Zygoten und soll die Chromosomenpaarung kontrollieren.

Die physikalische Basis der Chromosomensynapsis liegt in Form eines synaptonemalen Komplexes vor (Moses, 1956). Komplette synaptonemale Komplexe sind bei Zygotene im Bereich der Paarung zu sehen. Bei Pachyten sind diese Komplexe noch auffälliger. Diese Komplexe wurden in einer Reihe von Organismen gefunden, darunter Tradescantia, Ratte, Taube usw.

Struktur des Synaptonemalkomplexes:

Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Zygotenkonfiguration von gepaarten Homologen zeigen einen linearen Komplex von drei lateralen parallelen Strängen, die durch weniger dichte Bereiche getrennt sind. Jedes der beiden äußersten Elemente stellt die axiale Komponente eines Homologen dar und wird Synaptomere genannt.

Das zentrale Element oder das synaptische Zentrum variiert in Größe und Dichte mit den Arten und kann in einigen Fällen ganz fehlen. Das zentrale Element ist nicht als fortlaufende Entität zu sehen. Es ist anwesend, wo die Chromosomen Synapsis durchgemacht haben. Manchmal treten unregelmäßige und geknickte Chromosomenfibrillen mit einer Dicke von 70-150 Å ⁰ radial aus axialen Elementen hervor.

Obwohl der Komplex möglicherweise nicht über die gesamte Länge des Bivalenten verläuft, ist er axial zum Bivalenten und nicht zum einzelnen Homolog. Zytochemische Studien haben gezeigt, dass die axialen Elemente reich an DNA, RNA und Proteinen sind, dass die zentralen Elemente jedoch hauptsächlich RNA, Protein und wenig DNA enthalten.

Im Jahr 1970 präsentierte King eine Hypothese, die als "Synaptomere Zygosome Hypothesis" für die Bildung eines Synaptonemakomplexes bekannt ist.

Funktion des Synaptonemalkomplexes:

1. Es gibt Belege dafür, dass der synaptonemale Komplex etwas mit der Überkreuzung zu tun hat: Zum Beispiel fehlt bei Drosophila-Männern der synaptonemale Komplex nicht, wenn keine Überkreuzung stattfindet. Es kann helfen, die Paarung der Chromosomen so lange aufrechtzuerhalten, dass ein Crossover stattfindet.

2. Der Synaptonemalkomplex wurde als Proteingerüst interpretiert, das die korrekte Ausrichtung der homologen Chromosomen ermöglicht.

Eine weitere Klasse wichtiger Strukturen, die mit gepaarten Pachyten-Chromosomen assoziiert sind, sind "Rekombinationsknoten", von denen angenommen wird, dass sie an der meiotischen Rekombination beteiligt sind. Bei Drosophila-Weibchen wurden zwei Arten von Rekombinationsknoten, kugelförmig (größer) und ellipsoid (kleiner), beschrieben.

(iii) Pachytene oder Pachynema:

Sobald homologe Chromosomen bei Zygotene eine Paarung durchlaufen haben, tritt die Zelle in das Stadium von Pachyten ein, wo die Chromosomen verkürzt und zusammengerollt werden. Die Chromosomen erscheinen als verdickte fadenartige Strukturen, in der Anzahl haploide. Jeder Faden hat jedoch zwei eng miteinander verbundene homologe Chromosomen.

Diese Paare homologer Chromosomen werden Bivalente genannt. Jedes Chromosom in einem zweiwertigen Zustand hat zu diesem Zeitpunkt zwei Chromatiden, weshalb ein zweiwertiger Wirkstoff tatsächlich aus vier Chromatiden besteht und Tetrad genannt wird. In diesem Stadium wird das Überkreuzen oder Austauschen von Chromatidsegmenten bewirkt. Der Nukleolus bleibt bestehen.

(iv) Diplotene oder Diplonema:

Bei Diplotene findet eine weitere Verdickung und Verkürzung der Chromosomen statt. Homologe Chromosomen beginnen sich voneinander zu trennen. Die Trennung beginnt bei Zentromeren und wandert zu den Enden hin, eine Art Trennung, die als Terminisierung bekannt ist.

Aufgrund dieser Trennung wird die doppelte Natur einer zweiwertigen Substanz deutlich und daher der Name Diplotene. Homologe Chromosomen werden jetzt nur an bestimmten Punkten der Länge zusammengehalten. Solche Berührungspunkte zwischen homologen Chromosomen werden als Chiasmen bezeichnet und stellen den Ort der Kreuzung dar. Wenn eine Terminisierung auftritt, bewegen sich diese Chiasmen zu den Enden der Chromosomen. Die Anzahl der Chiasmen pro Bivalenz hängt normalerweise von der Länge der Chromosomen ab. Diese können terminal oder interstitial sein.

(v) Diakinese:

Der einzige Unterschied zwischen Diplotene und Diakinesis ist der stärker kontrahierte Zustand der Bivalente bei Diakinesis. Nucleolus kann zu diesem Zeitpunkt nicht gesehen werden. Aufgrund weiterer Terminierung und Kontraktion erscheinen Bivalente als abgerundete Körper und gleichmäßig in der gesamten Zelle verteilt. Die nukleare Hülle zerfällt ebenfalls.

Metaphase I:

Das Ende der Prophase ist durch das Verschwinden der Kernmembran und das Auftreten von Spindelfasern gekennzeichnet. Die Diakinese-Bivalente ziehen sich noch weiter zusammen und beginnen sich mit der Entwicklungsspindel zu verbinden.

Die Chromosomen ordnen sich auf der Äquatorialplatte aufgrund der als Kongression bekannten Bewegung an, aber die Meiose I unterscheidet sich von der mitotischen Metaphase durch die beiden Zentromere jeder zweiwertigen. Die Zentromere sind nicht gespalten und liegen ziemlich weit voneinander entfernt, einer über der Äquatorialplatte und der andere darunter.

Anaphase I:

Die Bewegung von Chromosomen einer zweiwertigen von Äquatorialplatte zu Polen stellt die Anaphase I dar. Während sie in der mitotischen Anaphase eine Gleichungsaufteilung ist, teilt sich das Zentromer der Länge nach und zwei Schwesterchromatiden gehen in zwei verschiedene Pole über, im Fall der Anaphase I der Meiose eine Reduktion oder disjunktionaler Teilung, da sich die Schwesterchromatiden nicht trennen, sondern zum selben Pol gehen.

Die getrennten Chromosomen oder Univalente werden auch als Dyaden bezeichnet. Nach der Anaphase I hat jeder Pol eine haploide Anzahl von Chromosomen. Dadurch wird die Chromosomenzahl reduziert. Die meiotische Unterteilung wird aufgrund dieser Verringerung der Chromosomenzahl auch als Reduktionsteilung bezeichnet.

Telophase I:

Die polaren Chromosomengruppen ordnen sich in haploiden oder dyadischen Kernen an. Die Chromosomen verlängern sich. Ein Nukleolus wird vom Satellitenchromosom gebildet. Es folgt das Auftreten von Nukleoplasma und Kernhülle. Die länglichen Chromosomen bleiben normalerweise gerade und treten nicht in die Interphase ein. In einigen Fällen fehlt die Telophase vollständig und die Anaphasechromosomen gelangen direkt in die Metaphase der homotypischen Teilung.

Auf die erste meiotische Teilung, die in der ersten Telophase abgeschlossen ist, kann eine Zytokinese folgen, die zu einer Dyade führt. Eine solche Aufteilung wird als aufeinanderfolgende Aufteilung bezeichnet. Die Zytokinese kann jedoch bis zum Ende der zweiten Teilung verschoben werden, wenn aufgrund der gleichzeitigen Teilung vier Zellen gebildet werden.

Bedeutung der Meiose I:

1. Es trennt die homologen Chromosomen und reduziert die Chromosomenzahl auf die Hälfte. Dies ist wichtig für die sexuelle Fortpflanzung.

2. Die Kreuzung erfolgt während dieser Teilung. Es führt neue Kombinationen von Genen oder Rekombinationen ein, die zu Variationen führen.

3. Es gibt eine zufällige Verteilung der väterlichen und mütterlichen Chromosomen in Tochterzellen. Es ist eine Art unabhängiges Sortiment und produziert Variationen.

4. Aufgrund von Disjunktionsstörungen treten chromosomale und genomatische Mutationen auf.

5. Meiose I induziert die Zellen zur Bildung von Sporen oder Gameten.

Meiose II:

Sie ist kürzer als die typische mitotische Teilung aufgrund der Verkürzung der Prophase dieser Teilung. Die Division behält die Anzahl der am Ende der Reduktionsteilung erzeugten Chromosomen bei. Man spricht daher von homotypischer oder gleichartiger Division. Obwohl Meiosis II der Mitose ähnelt, handelt es sich nicht um Mitose, da sie immer in haploiden Zellen auftritt.

Die Metaphase der Meiose II ist leicht von der Metaphase der gewöhnlichen Mitose zu unterscheiden, indem sie erstens feststellt, dass die Chromosomenzahl die Hälfte der somatischen Zahl ist, und zweitens, dass die Chromatiden nicht über ihre gesamte Länge gebunden sind, sondern nur an den Zentromeren.

Bei der Prophase II sind die Chromosomen bereits doppelt, wobei jedes zwei Schwesterchromatiden mit einem einzigen funktionellen Zentromer aufweist. Diese Chromosomen ordnen sich während der Metaphase II bald auf der Metaphasenplatte an. Das Zentromer spaltet sich dann und zwei Chromatiden, die jetzt als Chromosomen bezeichnet werden können, gehen während der Anaphase II zu zwei Polen.

Die vier Chromosomengruppen ordnen sich während der Telophase II zu haploiden Kernen an. Die Chromosomen verlängern sich nun zu Chromatin und es wird auch ein Nukleolus erzeugt. Darauf folgt die Bildung von Nukleoplasma und einer Kernhülle. Die Spindelfasern entarten normalerweise während der Telophase II.

Auf Telophase II folgt die Zytokinese.

Bedeutung der Meiose:

1. Meiose ist der Prozess, der die Aufrechterhaltung einer konstanten Anzahl von Chromosomen von Generation zu Generation in einer Spezies sicherstellt.

2. Das Überkreuzen und Austauschen von Segmenten ermöglicht den Austausch und die Kombination von elterlichen Merkmalen in der Nachkommenschaft, und es besteht die Möglichkeit einer erblichen Veränderung.

Arten von Meiose:

Die Zellen, in denen die Meiose stattfindet, werden Meiozyten genannt. Bei Tieren gibt es zwei Arten von Meiozyten: Spermatozyten und Oozyten. In höheren Pflanzen werden Meiozyten in Mikrosporozyten und Makrosporozyten unterschieden. Je nach Stadium, in dem die Meiose auftritt, gibt es drei Arten von Gattungen, Gameten, Zygoten und Sporen.

1. Gametic Meiosis:

Meiose tritt bei den meisten Tieren während der Gametenbildung (Gametogenese) auf. Es wird als gametische Meiose bezeichnet. Wenn zwei Gameten in der Befruchtung verschmelzen, entsteht die diploide Zygote. Gametische Meiose führt zum diplontischen Lebenszyklus.

2. Zygotische Meiose:

In einigen niedrigeren Pflanzen tritt Meiose in der Zygote auf und die sich ergebenden Organismen sind haploide. Man spricht von zygotischer Meiose. Organismen mit zygotischer Meiose haben einen haplontischen Lebenszyklus.

3. Sporische Meiose:

In Pflanzen tritt Meiose im Allgemeinen zum Zeitpunkt der Sporogenese auf (Formulierung von Sporen oder Mikrosporen und Metagaskoren). Man spricht von sporischer Meiose oder intermediärer Meiose. Sporen erzeugen eine neue gametophytische Phase im Lebenszyklus. Gameten werden von Gametophyten gebildet. Aufgrund des Vorhandenseins von zwei unterschiedlichen mehrzelligen Phasen (diploide und haploide) ist der Lebenszyklus von Pflanzen diplohaplontisch.