Mitose und Meiose

Zellen teilen und vermehren sich auf zwei Arten: Mitose und Meiose. Mitose ist ein Prozess der Zellteilung, der dazu führt, dass zwei genetisch identische Tochterzellen aus einer einzigen Elternzelle entstehen. Meiose, auf der anderen Seite ist die Teilung einer Keimzelle, die aus zwei Kernspaltungen besteht und zu vier Gameten oder Geschlechtszellen führt, von denen jede die Hälfte der Chromosomen der ursprünglichen Zelle besitzt.

Mitose wird von einzelligen Organismen zur Fortpflanzung verwendet; Es wird auch für das organische Wachstum von Geweben, Fasern und Membranen verwendet. Meiose tritt bei der sexuellen Fortpflanzung von Organismen auf. Die männlichen und weiblichen Geschlechtszellen (d. H. Ei und Sperma) sind das Endergebnis der Meiose; Sie kombinieren, um neue, genetisch unterschiedliche Nachkommen zu schaffen.

Vergleichstabelle

Vergleichstabelle Meiose gegen Mitose

	Meiose	Mitose
Art der Reproduktion	Sexual	Asexuell
Tritt auf in	Menschen, Tiere, Pflanzen, Pilze.	Alle Organismen.
Genetisch	Anders	Identisch
Überqueren	Ja, das Mischen von Chromosomen kann vorkommen.	Nein, ein Überschreiten kann nicht stattfinden.
Definition	Eine Art der zellulären Reproduktion, bei der die Anzahl der Chromosomen durch Trennung von homologen Chromosomen um die Hälfte reduziert wird, wodurch zwei haploide Zellen entstehen.	Ein Prozess der asexuellen Reproduktion, bei dem sich die Zelle in zwei Teile teilt, wobei eine Replik erzeugt wird, mit einer gleichen Anzahl von Chromosomen in jeder resultierenden diploiden Zelle.
Paarung von Homologen	Ja	Nein
Funktion	Genetische Vielfalt durch sexuelle Fortpflanzung.	Zelluläre Fortpflanzung und allgemeines Wachstum und Reparatur des Körpers.
Anzahl der Divisionen	2	1
Anzahl der produzierten Tochterzellen	4 haploide Zellen	2 diploide Zellen
Chromosomennummer	Um die Hälfte reduziert.	Bleibt das selbe.
Schritte	(Meiosis 1) Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I; (Meiosis 2) Prophase II, Metaphase II, Anaphase II und Telophase II.	Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase.
Karyokinese	Kommt in Interphase I vor.	Tritt in der Interphase auf.
Zytokinese	Kommt in Telophase I und in Telophase II vor.	Tritt in der Telophase auf.
Zentromere aufgeteilt	Die Zentromere trennen sich nicht während der Anaphase I, sondern während der Anaphase II.	Die Zentromere spalten sich während der Anaphase.
Schafft	Nur Sexzellen: weibliche Eizellen oder männliche Samenzellen.	Macht alles andere als Geschlechtszellen.
Entdeckt von	Oscar Hertwig	Walther Flemming

Inhalt: Mitose und Meiose

• 1 Unterschiede im Verwendungszweck
  • 1.1 Meiose und genetische Vielfalt
• 2 Mitose- und Meiosestufen
  • 2.1 Stufen der Mitose
  • 2.2 Stadien der Meiose
• 3 Referenzen

Unterschiede im Zweck

Obwohl beide Arten der Zellteilung in vielen Tieren, Pflanzen und Pilzen vorkommen, ist Mitose häufiger als Meiose und hat eine breitere Funktionsvielfalt. Die Mitose ist nicht nur für die ungeschlechtliche Fortpflanzung in einzelligen Organismen verantwortlich, sondern auch für das Wachstum und die Reparatur von Zellen in vielzelligen Organismen, wie zum Beispiel dem Menschen. Bei der Mitose macht eine Zelle einen exakten Klon von sich. Dieser Prozess steht hinter dem Wachstum von Kindern zu Erwachsenen, der Heilung von Schnittwunden und Prellungen und sogar dem Nachwachsen von Haut, Gliedmaßen und Anhängsel bei Tieren wie Geckos und Eidechsen.

Meiose ist eine spezifischere Art der Zellteilung (insbesondere von Keimzellen), bei der Gameten, entweder Eier oder Sperma, entstehen, die die Hälfte der Chromosomen enthalten, die in einer Elternzelle gefunden werden. Im Gegensatz zur Mitose mit ihren vielen Funktionen hat die Meiose einen engen, aber wichtigen Zweck: die Unterstützung der sexuellen Fortpflanzung. Es ist der Prozess, durch den Kinder verwandt werden können, sich aber dennoch von ihren beiden Eltern unterscheiden.

Meiose und genetische Vielfalt

Die sexuelle Reproduktion nutzt den Prozess der Meiose, um die genetische Vielfalt zu erhöhen. Durch asexuelle Fortpflanzung (Mitose) gebildete Nachkommen sind genetisch identisch mit ihren Eltern, aber die Keimzellen, die während der Meiose erzeugt werden, unterscheiden sich von ihren Elternzellen. Einige Mutationen treten häufig während der Meiose auf. Außerdem haben Keimzellen nur einen Satz von Chromosomen, so dass zwei Keimzellen erforderlich sind, um einen vollständigen Satz genetischen Materials für die Nachkommenschaft herzustellen. Der Nachwuchs kann daher Gene von beiden Elternteilen und beiden Großelterngruppen erben.

Die genetische Vielfalt macht eine Bevölkerung widerstandsfähiger und an die Umwelt anpassungsfähig, was die Überlebenschancen und die Entwicklung langfristig erhöht.

Die Mitose als Fortpflanzungsform für einzellige Organismen entstand vor etwa 3,8 Milliarden Jahren. Man geht davon aus, dass Meiose vor rund 1,4 Milliarden Jahren aufgetaucht ist.

Mitose- und Meiosestadien

Zellen geben ungefähr 90% ihrer Existenz in einem Stadium aus, das als bekannt ist Interphase. Da Zellen in kleinen Zellen effizienter und zuverlässiger arbeiten, führen die meisten Zellen reguläre Stoffwechselaufgaben durch, teilen sich oder sterben, anstatt in der Interphase einfach größer zu werden. Zellen "bereiten" sich auf die Teilung vor, indem sie DNA replizieren und auf Protein basierende Zentriolen duplizieren. Wenn die Zellteilung beginnt, gehen die Zellen entweder mitotische oder meiotische Phasen ein.

Bei der Mitose besteht das Endprodukt aus zwei Zellen: der ursprünglichen Mutterzelle und einer neuen, genetisch identischen Tochterzelle. Meiose ist komplexer und durchläuft zusätzliche Phasen, um vier genetisch unterschiedliche haploide Zellen zu bilden, die dann das Potenzial haben, sich zu kombinieren und einen neuen, genetisch diversen diploiden Nachwuchs zu bilden.

Ein Diagramm, das die Unterschiede zwischen Meiose und Mitose zeigt. Bild vom OpenStax College.

Stufen der Mitose

Es gibt vier mitotische Phasen: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Pflanzenzellen haben eine zusätzliche Phase, die Präprophase, die vor der Prophase auftritt.

• Während der Mitotik Prophase, Die Kernmembran (manchmal auch "Hülle" genannt) löst sich auf. Das Chromatin von Interphase ist eng zusammengerollt und kondensiert, bis es zu Chromosomen wird. Diese Chromosomen bestehen aus zwei genetisch identischen Schwesterchromatiden, die durch ein Zentromer miteinander verbunden sind. Zentrosomen bewegen sich in entgegengesetzten Richtungen vom Kern weg und hinterlassen einen Spindelapparat.

• Im Metaphase, Motorproteine, die auf beiden Seiten der Chromosomen-Zentromere vorkommen, helfen dabei, die Chromosomen entsprechend der Zugkraft der gegenüberliegenden Zentrosomen zu bewegen, wobei sie schließlich in einer vertikalen Linie im Zentrum der Zelle angeordnet werden. Dies ist manchmal als das bekannt Metaphase-Platte oder Spindeläquator.

• Die Spindelfasern beginnen sich zu verkürzen Anaphase, die Schwesterchromatiden an ihren Zentromeren auseinanderziehen. Diese gespaltenen Chromosomen werden in Richtung der Zentrosomen gezogen, die sich an entgegengesetzten Enden der Zelle befinden, wodurch viele der Chromatiden kurz "V" -förmig erscheinen. Die zwei gespaltenen Teile der Zelle sind an diesem Punkt im Zellzyklus offiziell als "Tochterchromosomen" bekannt.

• Telophase ist die Endphase der mitotischen Zellteilung. Während der Telophase haften die Tochterchromosomen an ihren jeweiligen Enden der Stammzelle. Vorherige Phasen werden nur in umgekehrter Reihenfolge wiederholt. Die Spindelvorrichtung löst sich auf, und um die getrennten Tochterchromosomen bilden sich Kernmembranen. Innerhalb dieser neu gebildeten Kerne drehen sich die Chromosomen ab und kehren in einen Chromatinzustand zurück.

• Ein abschließender Prozess-Cytokinese-wird für die Tochter benötigt Chromosomen Tochter werden Zellen. Zytokinese ist nicht Teil des Zellteilungsprozesses, markiert jedoch das Ende des Zellzyklus und ist der Prozess, durch den sich die Tochterchromosomen in zwei neue, einzigartige Zellen trennen. Dank der Mitose sind diese beiden neuen Zellen genetisch identisch mit ihrer ursprünglichen Elternzelle; Sie betreten jetzt ihre eigenen individuellen Interphasen.

Stadien der Meiose

Es gibt zwei primäre Meiosestadien, in denen die Zellteilung auftritt: Meiose 1 und Meiose 2. Beide Primärstadien haben vier eigene Stadien. Meiose 1 hat Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1 und Telophase 1, während Meiose 2 Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2 und Telophase 2 aufweist. Cytokinese spielt auch bei der Meiose eine Rolle. Wie bei der Mitose ist dies jedoch ein separater Prozess von der Meiose selbst, und die Zytokinese zeigt sich an einem anderen Punkt in der Teilung.

Meiose I vs. Meiose II

Für eine detailliertere Erklärung siehe Meiosis 1 vs. Meiosis 2.

Bei der Meiose 1 teilt sich eine Keimzelle in zwei haploide Zellen (halbiert die Anzahl der Chromosomen im Prozess), und der Hauptfokus liegt auf dem Austausch von ähnlichem genetischem Material (z. B. einem Haargen; siehe auch Genotyp vs. Phänotyp). Bei der Meiose 2, die der Mitose ziemlich ähnlich ist, teilen sich die beiden diploiden Zellen weiter in vier haploide Zellen auf.

Stadien der Meiose I

• Die erste meiotische Phase ist Prophase 1. Da sich bei der Mitose die Kernmembran auflöst, entwickeln sich aus dem Chromatin Chromosomen, und die Zentrosomen werden auseinandergedrückt, wodurch der Spindelapparat entsteht. Homologe (ähnliche) Chromosomen von beiden Elternpaaren paaren sich und tauschen DNA in einem als Crossover bekannten Prozess aus. Dies führt zu genetischer Vielfalt. Diese gepaarten Chromosomen - zwei von jedem Elternteil - werden Tetraden genannt.

• Im Metaphase 1, Einige der Spindelfasern haften an den Zentromeren der Chromosomen. Die Fasern ziehen die Tetraden entlang der Zellmitte in eine vertikale Linie.

• Anaphase 1 ist, wenn die Tetraden voneinander weggezogen werden, wobei die Hälfte der Paare zu einer Seite der Zelle und die andere Hälfte zur gegenüberliegenden Seite geht. Es ist wichtig zu verstehen, dass sich in diesem Prozess ganze Chromosomen bewegen, nicht Chromatiden, wie dies bei Mitosen der Fall ist.

• Irgendwann zwischen dem Ende von Anaphase 1 und den Entwicklungen von Telophase 1, Zytokinese beginnt, die Zelle in zwei Tochterzellen aufzuteilen. In der Telophase 1 löst sich der Spindelapparat auf, und um die Chromosomen entwickeln sich Kernmembranen, die sich jetzt auf gegenüberliegenden Seiten der Stammzelle bzw. der neuen Zellen befinden.

Stadien der Meiose II

• Im Prophase 2, Zentrosomen bilden und schieben sich in den beiden neuen Zellen auseinander. Ein Spindelapparat entwickelt sich und die Kernmembranen der Zellen lösen sich auf.

• Spindelfasern verbinden sich mit Chromosomenzentromeren in Metaphase 2 und die Chromosomen entlang des Zelläquators ausrichten.

• Während Anaphase 2, Die Zentromere der Chromosomen brechen, und die Spindelfasern ziehen die Chromatiden auseinander. Die zwei getrennten Teile der Zellen sind an dieser Stelle offiziell als "Schwesterchromosomen" bekannt.

• Wie in Telophase 1, Telophase 2 wird durch Zytokinese unterstützt, die beide Zellen noch einmal spaltet, was zu vier haploiden Zellen führt, die Gameten genannt werden. In diesen Zellen entwickeln sich Kernmembranen, die wiederum in ihre eigenen Interphasen gelangen.

Verweise

• Mitose - Encyclopædia Britannica
• Meiosis - Encyclopædia Britannica
• Mitose - Crashkurs Biologie - Youtube
• Meiose - Crashkurs Biologie - Youtube
• Wie sich Zellen teilen - PBS (Siehe auch interaktive Flash-Animation)
• Lernprogramm für Zellzyklus und Mitose - Hartnell College Biology
• Zellteilung, Mitose und Meiose - Biologie an der University of Illinois-Chicago
• Mitose und Meiose - Das Biologie-Web
• Die selbst gemachte Schönheit der Centriole - Nautilus
• Wikipedia: Zellteilung
• Wikipedia: Meiosis
• Wikipedia: Mitose