Die Meiose Art der Teilung der Zellteilung - erklärt!

Nützliche Hinweise zum Meiosetyp der Zellteilung!

Die Unterteilungen, bei denen die Anzahl der Chromosomen reduziert wird, werden als reduzierende oder meiotische Teilung und der Vorgang der Reduktionsteilung als Meiose bezeichnet. Im Jahr 1888 entdeckte Strasburger dieses Phänomen zum ersten Mal.

Es gibt zwei Phasen im Lebenszyklus niedrigerer und höherer Pflanzen - Sporophyten und Gametophyten. Der Sporophyt enthält die Anzahl der Chromosomen von 2n, während der Gametophyt eine Anzahl von Chromosomen besitzt. Wenn der Kern des Sporophyten 6 Chromosomen enthält, enthält sein Gametophytenkern nur 3 Chromosomen, dh die Hälfte der Anzahl der Chromosomen des Kerns des Sporophyten.

Mit dem Ergebnis der meiotischen Teilung (Meiose) werden aus einem Kern des Sporophyten vier Kerne des Gametophyten gebildet, und die Anzahl der Chromosomen für jeden Kern wird zur Hälfte der Anzahl der Chromosomen des Kerns des Sporophyten. In allen Pflanzen, die sexuell reproduziert werden, findet die Meiose statt.

Bild mit freundlicher Genehmigung: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Meiosis_diagram.jpg

Im Sporophyt bilden die Sporenmutterzellen die letzte Phase des Sporophysenstatus. Somit trägt jede Sporenmutterzelle eine Chromosomenanzahl von 2n. Jede Sporenmutterzelle teilt sich schließlich reduktiv und erzeugt vier haploide (n) Sporen. In dieser Abteilung wird die erste Abteilung als heterotypische Division bezeichnet. Die Anzahl der Chromosomen wird während dieser Teilung auf die Hälfte reduziert.

Auf die Division folgt unmittelbar eine andere gewöhnliche Division, die als homotypische Division bezeichnet wird. Die Spore bezeichnet den Beginn des gametophytischen Stadiums. Die Spore führt beim Keimen zum Gametophyten, der männliche und weibliche Gameten trägt. Die Anzahl der Chromosomen in den Gameten ist immer n.

Mit dem Ergebnis der Befruchtung oder Konjugation verschmelzen die Kerne männlicher und weiblicher Gameten miteinander und bilden Zygote oder Oospore. Die Oospore (2n) ist der Beginn des Sporophysenstadiums. Es trägt 2n Chromosomen. Die Oospore entwickelt sich zum Embryo und danach wird die junge Pflanze gebildet.

Die mitotische Spaltung geht kontinuierlich weiter und die Pflanze bleibt diploid (2n). Während der Sporenbildung tritt die Meiose auf, so dass die sporophytischen und gametophytischen Stadien der Pflanze 2n bzw. n Chromosomen in ihren Kernen tragen. Dies ist nur der Meiose zu verdanken, dass die Pflanzenarten eine bestimmte Anzahl von Chromosomen in ihren Kernen tragen.

Mechanismus der Meiose:

Es wird bereits erwähnt, dass sich der Mutterkern während der Meiose zweimal teilt, dh der heterotypischen Teilung folgt die homotypische Teilung. Die Anzahl der Chromosomen ist in der heterotypischen Teilung auf die Hälfte reduziert, während die homotypische Teilung mitotisch ist und hier die Anzahl der Chromosomen gleich bleibt. Der Mechanismus besteht aus vier wichtigen Phasen - Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.

Prophase:

Die Prophase der Meiose ist länger und besteht aus fünf verschiedenen Staaten - Leptotin, Zygoten, Pachyten, Diplotene und Diakinesis. Wenn Chromosomen zum ersten Mal auftauchen, handelt es sich um separate feine Fäden. Dies ist das Leptotin-Stadium.

Die homologen Mitglieder jedes Paares von Chromosomen verbinden sich dann eng nebeneinander, wobei entsprechende Loci (Chromosomen) aneinander haften, ein Vorgang, der als Paarung oder Synapsis bezeichnet wird; jedes assoziierte Paar ist zweiwertig; Dies ist die Zygotene-Phase.

Die Bivalente verkürzen und verdicken sich. Jedes einzelne Chromosom ist jetzt offensichtlich doppelt; daher besteht jedes zweiwertige aus vier Chromatiden; Dies ist die Pachytenstufe. Die zwei Chromatiden, die von einem Chromosom stammen, bleiben gepaart, trennen sich jedoch von den beiden anderen Chromatiden, die vom homologen Chromosom stammen. Dies ist die Diplotene-Phase, gefolgt von der Diakinese.

An bestimmten Stellen werden sie jedoch durch Austauschungen (Chiasmata) zwischen Chromatiden zusammengehalten, die aus homologen Chromosomen stammen. Chiasmen sind der sichtbare Ausdruck der Kreuzung von Genen. Es gibt normalerweise ein oder mehrere Chiasmen pro Chromosomenpaar pro Meiose.

In einem Chiasma sind zwei Chromatiden, eines von jedem der ursprünglichen Chromosomen, an entsprechenden Stellen offensichtlich gebrochen; und die gebrochenen Enden eines Chromatids sind mit den gebrochenen Enden des anderen verschmolzen. Wenn es mehr als ein Chiasma in einer einzigen zweiwertigen Gruppe gibt, können sie unterschiedliche Chromatidenpaare enthalten, jedoch immer eines von jedem der ursprünglichen Chromosomen.

Da jedes der beiden Chromosomen, aus denen das zweiwertige Chromosom besteht, in zwei Chromatiden gespalten wird, ist das zweiwertige Chromosom tatsächlich eine Vierfachstruktur und wird als Tetrad-Chromosom bezeichnet.

Nach der Bildung von Tetrad-Chromosomen hat der Kern nur die Hälfte der Anzahl an Chromosomen, die in gewöhnlichen vegetativen Zellen gefunden werden. Die nachfolgenden Ereignisse in dieser und der nächsten Abteilung verteilen eine der Chromatiden der Tetrade auf jede der vier Zellen.

Metaphase:

Bei der Metaphase wird jedes Tetrad-Chromosom längs in zwei Tochterchromosomen getrennt, die zu entgegengesetzten Polen gehen. Jedes dieser Chromosomen ist jedoch bereits in zwei Chromatiden gespalten. Bei der Metaphase der zweiten Reduktionseinheit sind diese Chromatiden voneinander getrennt. Wir können jetzt sehen, warum es zwei Reduktionsabteilungen gibt.

Dies hängt damit zusammen, dass die Chromosomen, die in der Prophase der ersten meiotischen Division gebildet werden, vierfach sind und dass es zwei Divisionen bedarf, um sie in ihre Chromatiden aufzuteilen. Am Ende der zweiten Reduktionsteilung wurde nicht nur jedes Chromosom auf ein einzelnes Chromatid reduziert, sondern die Gesamtzahl der Chromosomen ist auch haploid (n).

Anaphase:

Bei einer Anaphase gehen zwei der vier Chromatiden von jedem zweiwertigen zu einem Pol der Spindel und die anderen beiden zu dem anderen Pol. Die Chromatiden gehen paarweise vor, da der Spindelaufsatz jedes Originalchromosoms noch nicht dupliziert wurde, so dass zwei Chromatiden an diesem Punkt vereint sind.

Aufgrund der Wirkungen von Chiasmata leiten sich die vereinigten Chromatiden jedoch normalerweise nicht über ihre gesamte Länge vom selben Chromosom ab, sondern sind Mischungen von einem oder mehreren Stücken aus jedem der ursprünglichen Chromosomen. Es ist eine Frage des Zufalls und ziemlich unbeeinflusst durch das Verhalten anderer Bivalente, welche Spindelbefestigung mit ihren Chromatiden zu welchem ​​Pol der Spindel geht.

Telophase:

Nach der Anaphase kann es eine kurze Telophase und eine Ruhephase geben, oder die zweite meiotische Abteilung kann sofort folgen, üblicherweise in beiden Tochterzellen, die durch die erste Abteilung gebildet werden. Es ist wie eine Mitose, mit der Ausnahme, dass sie nur mit der Hälfte der normalen Anzahl von Chromosomen in die Prophase eintritt, die bereits vor der vorherigen Prophase in zwei Chromatiden unterteilt war. Die zwei Chromatiden trennen sich an der Anaphase, eine geht zu jeder Tochterzelle.

Auch hier ist die Verteilung der Chromatiden zufällig, nur dass die beiden Chromosomen jeweils zu entgegengesetzten Polen gehen müssen. Von dieser zufälligen Verteilung der Chromatiden an beiden Anaphasen hängt das Gesetz des unabhängigen Sortiments ab.

Jede Tochterzelle erhält daher letztendlich nur die haploide Anzahl von Chromosomen. Die Reduktion von der diploiden Zahl der ursprünglichen Zelle auf die haploide Zahl der vier Produkte ist eine der Grundlagen der genetischen Segregation.

Bedeutung der Meiose:

Während des Befruchtungsprozesses kommen der männliche Kern und der Eikern zusammen und der Inhalt der beiden Kerne wird von einer einzigen Kernmembran eingeschlossen, von der ein Teil vom männlichen Kern und ein Teil vom Eikern stammt. Auf diese Weise werden die Chromosomen, die sich im männlichen Kern befanden, zu denen hinzugefügt, die sich im Eikern befanden. Das befruchtete Ei enthält somit die Chromosomen sowohl des Eikerns als auch des männlichen Kerns.

Wenn die gleiche Anzahl von Chromosomen, die in den vegetativen Kernen gefunden werden, in die Ei- und Spermienkerne gelangt, würde das befruchtete Ei jeder Generation doppelt so viele Chromosomen enthalten wie die Kerne der vorhergehenden Generation. Dieses Ergebnis wird durch zwei aufeinanderfolgende Einteilungen im Lebenszyklus verhindert, in denen die Anzahl der Chromosomen auf die Hälfte (Meiose) der in den normalen vegetativen Kernen gefundenen Zahl reduziert wird.

Die Charakteristika der Spezies werden durch Gene bestimmt, die auf den Chromosomen vorhanden sind. Um die Charakteristika der Spezies festzustellen, ist es wichtig, dass die Anzahl der Chromosomen fest bleibt, und dies ist nur durch Meiose möglich.