Mitose und Meiose leicht erklärt
Beide Vorgänge teilen Zellen, verfolgen aber völlig verschiedene Ziele. Die Mitose stellt zwei exakte Kopien her — sie ist die Teilung für Wachstum und Reparatur. Die Meiose stellt vier unterschiedliche Zellen mit halbem Chromosomensatz her — sie ist die Teilung für die Fortpflanzung. Wer sich diesen einen Unterschied merkt, hat den Kern des Themas schon verstanden.
Chromosom — verpackte DNA. Der Mensch hat 46, also 23 Paare.
Diploid (2n) — jedes Chromosom liegt doppelt vor, einmal von der Mutter, einmal vom Vater.
Haploid (n) — nur ein Satz. So sind Ei- und Samenzellen aufgebaut.
Chromatid — eine der beiden identischen Hälften eines verdoppelten Chromosoms.
Homologe Chromosomen — das mütterliche und das väterliche Exemplar desselben Chromosoms.
Crossing-over — Stückaustausch zwischen homologen Chromosomen in der Meiose.
Interphase — die Zeit zwischen zwei Teilungen. Hier wird die DNA verdoppelt.
Mitose: zweimal dasselbe
Vor jeder Teilung verdoppelt die Zelle ihre DNA. Jedes Chromosom besteht danach aus zwei identischen Chromatiden, die noch zusammenhängen. In der Mitose werden genau diese Chromatiden getrennt und auf zwei Tochterzellen verteilt. Das Ergebnis: zwei Zellen mit demselben Erbgut wie die Mutterzelle.
Der Ablauf läuft in vier benennbaren Abschnitten. In der Prophase verdichten sich die Chromosomen, bis sie im Mikroskop als X-Formen sichtbar werden, und die Kernhülle löst sich auf. In der Metaphase ordnen sich alle Chromosomen in einer Ebene in der Mitte an — diese Anordnung ist das sicherste Erkennungsmerkmal auf Prüfungsbildern. In der Anaphase ziehen Spindelfasern die Chromatiden zu den Polen. In der Telophase bilden sich zwei neue Zellkerne, und anschließend schnürt sich die Zelle durch.
| Mitose | Meiose | |
|---|---|---|
| Zahl der Teilungen | eine | zwei nacheinander |
| Tochterzellen | 2 | 4 |
| Chromosomensatz | 2n, bleibt gleich | n, wird halbiert |
| Erbgut | identisch | jedes Mal anders |
| Crossing-over | nein | ja, in der Prophase I |
| Wo im Körper | fast überall | nur in Hoden und Eierstöcken |
| Wozu | Wachstum, Reparatur, Ersatz | Keimzellen, Vielfalt |
Meiose: halbieren und mischen
Die Meiose hat zwei Aufgaben. Erstens muss sie den Chromosomensatz halbieren, sonst hätte ein Kind doppelt so viele Chromosomen wie seine Eltern. Zweitens sorgt sie dafür, dass keine zwei Keimzellen gleich sind.
In der ersten Reifeteilung werden nicht die Chromatiden getrennt, sondern die homologen Chromosomen — das mütterliche geht in die eine Zelle, das väterliche in die andere. Welches Exemplar wohin wandert, entscheidet sich für jedes der 23 Paare unabhängig. Allein daraus ergeben sich 223, also über acht Millionen verschiedene Kombinationen. Vorher findet außerdem das Crossing-over statt: Homologe Chromosomen legen sich aneinander und tauschen Stücke aus. Damit sind die Chromosomen selbst schon neu gemischt, und die Zahl der Möglichkeiten wird praktisch unbegrenzt.
Die zweite Reifeteilung läuft dann ab wie eine Mitose: Die Chromatiden werden getrennt. Aus zwei Zellen werden vier, jede mit einfachem Chromosomensatz.
Verteilung der 23 Paare: 223 = 8.388.608 Kombinationen
Ei- und Samenzelle zusammen: 223 · 223 ≈ 7 · 1013
Crossing-over kommt noch obendrauf — deshalb ist kein Geschwisterpaar gleich.
💬 Mia fragt Opa Theo
Warum reicht nicht einfach die Mitose? Dann wären doch alle Zellen gleich und alles wäre viel einfacher.
Für deinen eigenen Körper reicht sie ja auch. Aber stell dir vor, deine Eizelle hätte 46 Chromosomen und die Samenzelle auch — dann hätte das Kind 92, das Enkelkind 184. Nach ein paar Generationen wäre Schluss. Deshalb muss irgendwo halbiert werden.
Und das Mischen ist nur ein netter Nebeneffekt?
Im Gegenteil, das ist der zweite Hauptzweck. Wären alle Nachkommen gleich, könnte eine einzige Krankheit eine ganze Art auslöschen. Vielfalt ist eine Versicherung.
Mitose und Meiose I verwechselt. In der Mitose werden Chromatiden getrennt, in der Meiose I ganze Chromosomen.
Geglaubt, die DNA werde vor der zweiten Reifeteilung noch einmal verdoppelt. Sie wird nur einmal verdoppelt, vor der Meiose I.
Crossing-over in die Mitose gelegt. Es gehört ausschließlich in die Prophase I.
Chromosom und Chromatid gleichgesetzt. Ein verdoppeltes Chromosom besteht aus zwei Chromatiden, bleibt aber ein Chromosom.
Eine menschliche Zelle mit 46 Chromosomen durchläuft die Meiose. Wie viele Chromosomen und wie viele Chromatiden enthält eine Zelle jeweils vor der Meiose I, nach der Meiose I und nach der Meiose II?
Lösung anzeigen
Vor der Meiose I (nach der DNA-Verdopplung): 46 Chromosomen,
jedes aus 2 Chromatiden, also 92 Chromatiden.
Nach der Meiose I: Die homologen Chromosomen wurden getrennt, also
23 Chromosomen je Zelle — aber jedes besteht noch aus 2 Chromatiden, also
46 Chromatiden. Die Zelle ist bereits haploid, obwohl sie noch die
doppelte DNA-Menge eines fertigen Gameten enthält. Genau dieser Zwischenzustand wird
in Klausuren gern abgefragt.
Nach der Meiose II: Die Chromatiden wurden getrennt. 23 Chromosomen
aus je 1 Chromatid, also 23 Chromatiden. Das ist die fertige
Keimzelle.
Wenn bei der Meiose ein Chromosomenpaar nicht sauber getrennt wird, spricht man von einer Non-Disjunction. Die Keimzelle hat dann ein Chromosom zu viel oder zu wenig — die bekannteste Folge ist die Trisomie 21.