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Wie lange dauert jede der Phasen der Meiose?

Wie lange dauert jede der Phasen der Meiose?



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Für jede Phase der Meiose (d. h. Interphase, Prophase I,…) wollte ich die Zeit zwischen den einzelnen Phasen entweder in Prozent oder in Minuten wissen. Während ich jedoch den Zellzyklus für die Mitose wie im Bild (Originallink) finden konnte, konnte ich so etwas für die Meiose nicht finden. Weiß jemand etwas darüber?


Wenn Sie sich die Abbildung direkt über dem Bild ansehen, das Sie in dem von Ihnen geposteten Link gepostet haben, sehen Sie eine ganz andere Reihe von Figuren.

Es stellte sich heraus, dass die Zeit, die in verschiedenen Phasen des Zellzyklus verbracht wird, von Spezies, Zelltyp und Bedingungen abhängt, insbesondere vom Vorhandensein von zellzyklusregulierenden Signalen wie Cyclinen. Das kannst du auch in dem von dir geposteten Link nachlesen.

Meiose ist ähnlich vielfältig. Bei einem weiblichen Menschen beispielsweise beginnt die Oogonie mit der Meiose, während das Weibchen noch ein Fötus ist. Die Meiose wird dann in der Prophase 1 gestoppt. Ein weiteres Fortschreiten der Meiose erfolgt frühestens in der Pubertät. Die Spermatogenese bei einem männlichen Menschen erfolgt andererseits über einen Zeitraum von 64 Tagen. Da sich Eizellen etwa 13-50 Jahre in der Prophase 1 befinden, werden sie in jeder Phase einen sehr unterschiedlichen Zeitanteil verbringen. Sie können dies in Costanza Physiology, Kapitel 10 nachlesen.


MEIOSE

Die besondere Art von ZelleTeilung, bei der die Anzahl der Chromosomen in ‘engeren Zellen auf die Hälfte reduziert wird, verglichen mit der p. Mietzellen nennt man Meiose. Es findet nur in diploiden Zellen statt. Die Meiose findet bei Tieren zum Zeitpunkt der Gametenbildung statt. Aber es findet während der Sporenbildung in Pflanzen statt. Zwei aufeinanderfolgende Teilungen finden nach einer einzigen DNA-Replikation während der Meiose statt. So produziert jede diploide Zelle als Folge der Meiose vier haploide Zellen. Die beiden Divisionen sind Meiose ich und Meiose II.

(a) Die erste meiotische Teilung ist die Reduktionsteilung.

(b) Die zweite meiotische Teilung ist genau wie die Mitose.

Beide Unterteilungen können weiter in Unterstadien wie Prophase I unterteilt werden. Metaphase I, Anaphase ICH. Telophase ich und gleiche Namen werden auch für Meiose verwendet

Meiose I Prophase I

Dies ist eine sehr lange Phase. Die Chromosomen treten während der Meiose als homologe Paare auf. Sie unterscheidet sich also von der Prophase der Mitose. Chromosomen sind nicht in homologen Paaren angeordnet. Jede diploide Zelle besitzt zwei Chromosomen jedes Typs. Ein Mitglied dieses Paares stammt von jedem Elternteil durch die Verschmelzung männlicher und weiblicher Gameten. Die Chromosomen werden während der Interphase repliziert. Jedes Chromosom hat also zwei Chromatiden. Der Interphase der Meiose fehlt das Gi-Stadium. Die ähnlichen, aber nicht unbedingt identischen Chromosomen werden als homologe Chromosomen bezeichnet.

Prophase I besteht weiterhin aus den Foil-ONN i-Rigs-Stufen:

(ein)Leptoten (bandartig): Die Chromosomen werden kürzer und dicker. So werden sie sichtbar. Die Größe des Zellkerns nimmt zu und homologe Chromosomen rücken näher aneinander.

(B)Zygotene: (Paarung): Die Paarung homologer Chromosomen. beginnt während der Zygotene.. Es heißt Synapse. Es ist das erste wesentliche Phänomen der Meiose. Diese Paarung ist sehr spezifisch. Es findet eine exakte Punkt-zu-Punkt-Paarung statt. Aber diese Paarung hat keine

eindeutiger Stellenbesetzungspunkt. Jede gepaarte (aber nicht fusionierte) komplexe Struktur wird als bivalent oder tetrad bezeichnet.

Zwei ‘Schwester’-Chromatiden

einen fächern

homologes Chromosom

(C) Pachytän (Packen): Die Paarung der homologen Chromosomen ist abgeschlossen. Chromosomen werden immer dicker. Jedes Bivalent hat vier Chromatiden. Diese Chromatiden wickeln sich umeinander. Nicht-Schwesterchromatide homologer Chromosomen tauschen ihre Segmente durch Chiasmatenbildung beim Crossing-over aus. Der Austausch von Segmenten der Nicht-Schwesterchromatiden homologer Chromosomen wird als Crossing Over bezeichnet. Auf diese Weise findet eine Umgruppierung des genetischen Materials statt. Das Überkreuzen erzeugt eine 11lnk-Rekombination. Pachytene kann Tage, Wochen oder sogar Jahre dauern. Aber Leptoten und Zygoten können nur wenige Stunden dauern.

(d) Diplotän: Die gepaarten Chromosomen stoßen sich gegenseitig ab. Also bitten sie iii, sich voneinander zu trennen. Die homologen Chromosomen bleiben durch Chiasmata vereint. Die Trennung ist also nicht vollständig. Jedes Bivalent hat mindestens ein Chiasmata. Othemise können sich die Chromatiden voneinander trennen.

(e) Diakinese: . In dieser Phase erreicht die Verdichtung der Chromosomen ihr Maximum. Gleichzeitig ist die Trennung der homologen Chromosomen abgeschlossen. Aber dennoch sind sie an den Enden an einem Punkt vereint (nicht durch Chiasmata). Die Nukleolen verschwinden.

Abb: Metaphase I der Meiose

Metaphase I

Die Kernmembran desorganisiert (verschwindet) zu Beginn dieser Phase. Spindelfasern stammen und die Kinetochorfasern. Sie heften sich an das Kinetochor des homologen Chromosoms von jedem

Pole. Sie ordnen die Bivalente am Äquator an. Die Schwesterchromatiden einzelner Chromosomen verhalten sich bivalent als eine Einheit.

Anaphase I •

Die Kinetochorfasern ziehen sich zusammen und die Spindel- oder Polfasern verlängern sich. Es zieht die einzelnen Chromosomen (jedes mit zwei Chromatiden) zu ihren jeweiligen Polen. Die Schwesterchromatiden werden nicht getrennt. Aber die Schwesterchromatiden werden in der Anaphase der Mitose getrennt. Jeder Pol erhält die Hälfte der Gesamtzahl der Chromosomen. Dies ist also eigentlich eine Reduktionsphase.

Telophase ich

Die Kernmembran reorganisiert sich um jeden Satz an zwei Polen. Die Nukleolen treten wieder auf. So werden zwei Kerne gebildet. Jeder Kern hat eine halbe Anzahl von Chromosomen. Die Teilung des Zytoplasmas teilt die Zelle in zwei Teile. Es beendet die erste meiotische Teilung. In dieser Phase dekondensieren die Chromosomen.

Nach der Telophase I gibt es in zwei Tochterzellen eine kleine Interphase. Während dieser Interphase findet jedoch keine Replikation der Chromosomen statt. Die Meiose II ist unterteilt in MI-Unterstufen. Die Unterstadien der Meiose sind genau wie das Stadium der M.teisis.

I. Prophase 11: Die Chromosomen comli Ise und mitotischer Apparat erscheint.

  1. Metaphase 11: Die Chromosomen sind am Äquator angeordnet.
  2. Anaphase II: Die Schwesterchromatiden der Chromosomen wandern in Richtung der Pole.
  3. Telophase I: Die Chromosomen dekondensieren. Es findet eine CVtokinese statt. So teilt sich jede Zelle und erregt vier haploide Tochterzellen.

Bedeutung der Meiose

1. Variationen: Während der Meiose finden zwei wesentliche Prozesse statt. Diese sind:

(ein)Überqueren: Die elterlichen Chromosomen tauschen beim Überkreuzen jeweils Segmente aus. Es führt zu einer großen Anzahl von Rekombinationen.

(B)Zufällige Auswahl an Chromosomen: Die Trennung der homologen Chromosomen ist während der Anaphase zufällig. Es gibt eine große Vielfalt an Gameten.

Beide Phänomene verursachen Variationen und Modifikationen in der

Genom. Diese Variationen sind die Grundlagen der Evolution. Auch diese Variationen machen jedes Individuum spezifisch. besonders und einzigartig in seinen Eigenschaften. Auch die Nachkommen ein und desselben Elternteils, d. h. Brüder und Schwestern, sind nicht identisch.

2. Konstante Chromosomenzahl in jeder Generation: Meiose findet während der Bildung von Geschlechtszellen (Gameten) und Sporen in Pflanzen statt. Dadurch wird die Anzahl der Chromosomen in jeder Gamete oder Spore auf die Hälfte reduziert. Die ursprüngliche Chromosomenzahl wird nach der Befruchtung wiederhergestellt. So wird die Chromosomenzahl von Generation zu Generation konstant gehalten. Die Chromosomenzahl verdoppelt sich nach jeder Generation ohne meio -is.


Was ist Meiose?

Die Meiose unterscheidet sich von der Mitose dadurch, dass 4 haploide Zellen das Endergebnis sind, während das Endergebnis der Mitose 2 diploide Zellen sind. Meiose gilt nur für Geschlechtszellen, nämlich die Keimbahnzellen, die in männlichen Hoden und im weiblichen Eierstock zu finden sind. Diese Keimbahnzellen in einem diploiden Organismus, wie einem Menschen, sind von Natur aus diploid. Diploid bedeutet, zwei Chromosomensätze zu besitzen, einen vom Mann und einen von der Frau. Haploide, bezieht sich andererseits auf Zellen, die nur einen Chromosomensatz enthalten. Der einzige Zweck der Meiose besteht darin, die Gameten&mdasheggs und Spermien&mdash zu produzieren, die jeweils genau die Hälfte der Chromosomenzahl der ursprünglichen Keimbahnzelle enthalten.

Die Erklärung des gesamten zellulären Lebenszyklus würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, aber vor Beginn der Meiose wird während der S-Phase der Interphase die gesamte DNA in den Keimbahnzellen repliziert, sodass jede Zelle zwei Kopien von identischen Genmaterial. Diese Repliken sind durch ein Zentromer gebunden und werden als Schwesterchromatiden bezeichnet. Sobald alle Chromosomen repliziert wurden, kann die Meiose beginnen!


Prophase I

Unmittelbar nach der Interphase beginnt die Prophase. Es gibt mehrere Ereignisse, die in der Prophase passieren. Bei den ersten Ereignissen verdichten sich die Chromosomen und heften sich an die Kernhülle der Zelle. Als nächstes kommt es zur Synapse, bei der sich ein Chromosomenpaar aneinander anordnet. Dabei entstehen Tetraden, die aus vier Chromatiden bestehen. Während dieser Phase kann es passieren, dass die Chromatiden verschoben und möglicherweise neu angeordnet werden.

Nach dem Überqueren beginnen die Chromosomen, dicker zu werden und sich von der Kernhülle zu lösen. Die Zentriolen werden sich dann entfernen und sowohl die Nukleolen als auch die Kernhülle beginnen sich aufzulösen. Dieser Vorgang ähnelt der Mitose.


Die Biologie der Sexualität

Zuallererst müssen wir uns mit Mitose und Meiose befassen. Diese beiden Begriffe beschreiben, wie sich der Zellkern einer Zelle teilt und seine DNA verteilt. Die im Zellkern enthaltene DNA (Erbgut) ist in eine Reihe von bandförmigen Einheiten, die Chromosomen genannt, unterteilt. Die Chromosomenzahl der meisten Organismen ist konstant. Während der Mitose werden die Chromosomen eines Kerns alle verdoppelt, so dass die beiden Kerne, die aus seiner Teilung resultieren, genetisch identisch sind. Die Mitose kann in einem diploiden Kern auftreten, dh in einem, der Chromosomenpaare enthält, die jeden seiner Eltern repräsentieren, oder in einem haploiden, der einen einzelnen Chromosomensatz enthält.

Die Meiose, oft als "Reduktionsteilung" bezeichnet, liefert vier Tochterkerne, wobei die Anzahl der Chromosomen auf die Hälfte der ursprünglichen Anzahl reduziert ist. Das Gesamtergebnis ist, dass aus einem diploiden Kern vier haploide Kerne werden. Obwohl jeder Tochterkern einen vollständigen Chromosomensatz enthält, stellen die Ereignisse während der Meiose sicher, dass jeder dieser Kerne genetisches Material beider Elternteile enthält und dass sich jeder Tochterkern genetisch von den anderen unterscheidet.

Es gibt mehrere gut illustrierte Diskussionen über Meiose und Mitose im Internet. Verwenden Sie Ihren Browser, um eine davon zu finden, wenn Sie dieses Thema im Detail untersuchen möchten.

Die sexuelle Fortpflanzung beinhaltet immer irgendwann im Lebenszyklus eines Organismus eine Meiose. Wann und wo Meiose auftritt, ist entscheidend für das Verständnis der Lebensgeschichte dieser Organismen. Drei Arten von Meiose werden allgemein anerkannt. Das sind 1) Gametangiale Meiose, 2) zygotische Meiose, und 3) sporische Meiose. Jeder Typ charakterisiert eine bestimmte Art von Lebensgeschichte.

    1. Haploider Thallus (Körper)
    2. Gameten, die durch mitotische Teilungen von zuvor haploiden Kernen produziert werden
    3. Gameten verschmelzen zu einer Zygote (diploides Produkt der Gametenfusion)
    4. Zygote teilt sich durch Meiose ohne dazwischenliegende mitotische Teilungen
    5. Produkte der Meiose entwickeln sich zu einer neuen haploiden Generation
    1. Diploider Thallus
    2. Gameten, die durch meiotische Teilungen von zuvor diploiden Zellen produziert werden
    3. Gameten verschmelzen zu einer Zygote (diploides Produkt der Gametenfusion)
    4. Zygote teilt sich durch Mitose ohne dazwischenliegende meiotische Teilungen
    5. Mitoseprodukte entwickeln sich zu einer neuen diploiden Generation
    1. Anfänglich haploide Thallus
    2. Gameten, die durch mitotische Teilungen bereits haploider Zellen produziert werden
    3. Gameten verschmelzen zu einer Zygote (diploides Produkt der Gametenfusion)
    4. Zygote teilt sich durch Mitose ohne dazwischenliegende meiotische Teilungen
    5. Produkte der Mitose entwickeln sich zu neuem diploiden Thallus
    6. Bestimmte Zellen des diploiden Thallus durchlaufen eine meiotische Teilung und entwickeln sich zu haploiden Sporen.
    7. Die haploiden Sporen entwickeln sich über die Mitose zu einer neuen haploiden Generation

Lebensgeschichten von eukaryotischen Organismen werden manchmal klassifiziert als haplobiontisch oder dilobiontisch. Diese Begriffe beziehen sich direkt auf den Zeitpunkt und den Ort der Meiose.

Haplobiontische Organismen haben entweder eine gametangiale oder zygotische Meiose. Sie noch nie eine sporische Meiose haben. Diese Organismen sind immer entweder diploid oder haploid und wechseln sich nie ab.

Diplobiontische Organismen haben eine sporische Meiose. Sie haben immer einen Generationswechsel.

DIKARYOTISCHE LEBENSGESCHICHTEN

    1. Haploider Thallus
    2. Gameten, die durch mitotische Teilungen von zuvor haploiden Zellen produziert werden
    3. Gameten bleiben innerhalb der Zellen gepaart, aber über einen längeren Zeitraum synchronisierter mitotischer Teilungen nicht fusioniert
    4. Gameten verschmelzen schließlich zu einer Zygote
    5. Zygote teilt sich durch Meiose ohne dazwischen liegende mitotische Teilungen
    6. Produkte der Meiose entwickeln sich zu einer neuen haploiden Generation

Die Embryo-Projekt-Enzyklopädie

Die Meiose, der Prozess, bei dem sich sexuell fortpflanzende Organismen Gameten (Geschlechtszellen) bilden, ist eine wesentliche Voraussetzung für die normale Bildung des Embryos. Als sich sexuell reproduzierende, diploide, vielzellige Eukaryoten verlassen sich Menschen auf die Meiose, um eine Reihe wichtiger Funktionen zu erfüllen, einschließlich der Förderung der genetischen Vielfalt und der Schaffung geeigneter Bedingungen für den Fortpflanzungserfolg. Die Hauptfunktion der Meiose ist jedoch die Reduktion der Ploidie (Chromosomenzahl) der Gameten von diploid (2n oder zwei Sätze von 23 Chromosomen) auf haploid (1n oder ein Satz von 23 Chromosomen). Während Teile der Meiose mitotischen Prozessen ähneln, führen die beiden Zellteilungssysteme zu deutlich unterschiedlichen Ergebnissen. Probleme während der Meiose können die Embryonalentwicklung stoppen und manchmal zu spontanen Fehlgeburten, genetischen Fehlern und Geburtsfehlern wie dem Down-Syndrom führen.

Der Prozess der Meiose wurde erstmals Mitte der 1870er Jahre von Oscar Hertwig beschrieben, der ihn bei der Arbeit mit Seeigeleiern beobachtete. Edouard Van Beneden ergänzte Hertwigs Beschreibungen und fügte seine Beobachtungen über die Bewegungen der einzelnen Chromosomen innerhalb der Keimzellen hinzu. Die Reduktionsrolle der Meiose wurde jedoch erst mit der Arbeit von August Weismann im Jahr 1890 erkannt und als wesentlich verstanden. Etwa zwanzig Jahre später, im Jahr 1911, untersuchte Thomas Hunt Morgan die Meiose in Drosophila, was es ihm ermöglichte, Beweise für das Cross-Over der Chromosomen vorzulegen.

Sowohl Männchen als auch Weibchen verwenden die Meiose, um ihre Gameten zu produzieren, obwohl es in bestimmten Stadien einige wesentliche Unterschiede zwischen den Geschlechtern gibt. Bei Frauen wird der Prozess der Meiose als Oogenese bezeichnet, da er Eizellen produziert und schließlich reife Eizellen (Eier) hervorbringt. Das männliche Gegenstück ist die Spermatogenese, die Produktion von Spermien. Während sie je nach Geschlecht zu unterschiedlichen Zeiten und an unterschiedlichen Orten auftreten, beginnen beide Prozesse die Meiose im Wesentlichen auf die gleiche Weise.

Meiose tritt in den Urkeimzellen auf, Zellen, die für die sexuelle Fortpflanzung bestimmt sind und von den normalen Körperzellen des Körpers getrennt sind. Zur Vorbereitung auf die Meiose durchläuft eine Keimzelle eine Interphase, in der die gesamte Zelle (einschließlich des im Zellkern enthaltenen Erbguts) repliziert wird. Um sich während der Interphase replizieren zu können, wird die DNA (Desoxyribonukleinsäure, Träger der Erbinformation und Entwicklungsanweisungen) in Form von Chromatin entwirrt. Während sich replizierende somatische Zellen der Interphase mit Mitose folgen, durchlaufen Keimzellen stattdessen eine Meiose. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist der Prozess in der Realität künstlich in Stufen und Schritte unterteilt, er ist kontinuierlich und die Schritte überschneiden sich im Allgemeinen an Übergängen.

Der zweistufige Prozess der Meiose beginnt mit der Meiose I, auch als Reduktionsteilung bekannt, da sie die diploide Chromosomenzahl in jeder Tochterzelle um die Hälfte reduziert. Dieser erste Schritt ist weiter in vier Hauptstadien unterteilt: Prophase I, Metaphase I, Anaphase I und Telophase I. Jedes Stadium wird durch die wichtigsten charakteristischen Ereignisse in seiner Zeitspanne identifiziert, die es der sich teilenden Zelle ermöglichen, bis zum Abschluss der Meiose fortzuschreiten. Die Prophase I nimmt insbesondere in der Oogenese den größten Zeitaufwand in Anspruch. Die sich teilende Zelle kann mehr als 90 Prozent der Meiose in Prophase I verbringen. Da dieser spezielle Schritt so viele Ereignisse umfasst, wird er weiter in sechs Unterstadien unterteilt, von denen die erste das Leptonema ist. Beim Leptonema beginnt das diffuse Chromatin, sich zu Chromosomen zu verdichten. Jedes dieser Chromosomen ist doppelsträngig, besteht aus zwei identischen Schwesterchromatiden, die von einem Zentromer zusammengehalten werden. Diese Anordnung wird später jedem Chromosom je nach Positionierung des Zentromers eine X-ähnliche Form verleihen. Leptonema ist auch der Punkt, an dem jedes Chromosom beginnt, nach seinem Homolog zu „suchen“ (das andere Chromosom der gleichen Form und Größe, das das gleiche genetische Material enthält).

Im nächsten Unterstadium, dem Zygonem, kommt es zu einer weiteren Verdichtung der Chromosomen. Die homologen Chromosomen (passende Chromosomen, eines aus jedem Satz) „finden“ einander und richten sich in einem Prozess aus, der als grobe Paarung bezeichnet wird. Wenn sie näher zusammenkommen, bildet sich zwischen jedem Paar doppelsträngiger Chromosomen eine Proteinverbindung, die als synaptonemaler Komplex bezeichnet wird.

Während Prophase I in die nächste Unterstufe, das Pachynema, übergeht, rücken die homologen Chromosomen noch näher zusammen, da der synaptonemale Komplex komplexer und entwickelter wird. Dieser Vorgang wird als Synapse bezeichnet, und die synapsierten Chromosomen werden als Tetrade bezeichnet. Die Tetrade besteht aus vier Chromatiden, die die beiden homologen Chromosomen bilden. Während des Pachynems und der nächsten Unterstufe, dem Diplonema, werden bestimmte Regionen synapsierter Chromosomen oft eng miteinander verbunden und tauschen in einem als Chiasma bezeichneten Prozess entsprechende Abschnitte der DNA aus. An diesem Punkt beginnen sich die Schwesterchromatiden, während sie noch an den Chiasmata assoziiert sind, voneinander zu trennen (obwohl sie immer noch fest am Zentromer gebunden sind, erzeugt dies die X-Form, die üblicherweise mit kondensierten Chromosomen assoziiert wird).

Die Kernmembran beginnt sich am Ende des Diplonemas aufzulösen und die Chromosomen vervollständigen ihre Kondensation in Vorbereitung auf die letzte Unterstufe der Prophase I, die Diakinese. Während dieses Teils terminalisieren die Chiasmata (bewegen sich zu den Enden ihrer jeweiligen Chromatiden) und driften weiter auseinander, wobei jede Chromatide nun als Ergebnis der Kreuzung neu erworbenes genetisches Material trägt. Gleichzeitig bewegen sich die Zentriolen, Paare zylindrischer mikrotubulärer Organellen, zu entgegengesetzten Polen und die Region, die sie enthält, wird zur Quelle für Spindelfasern. Diese Spindelfasern verankern sich am Kinetochor, einem Makromolekül, das die Interaktion zwischen ihnen und dem Chromosom während der nächsten Meiosestadien reguliert. Die Kinetochore sind am Zentromer jedes Chromosoms befestigt und helfen, die Chromosomen entlang einer dreidimensionalen Ebene in der Mitte der Zelle zu bewegen, die als Metaphaseplatte bezeichnet wird. Die Zelle bereitet sich nun auf die Metaphase I vor, den nächsten Schritt nach der Prophase I.

Während der Metaphase I beenden die Tetraden die Ausrichtung entlang der Metaphaseplatte, obwohl die Ausrichtung der Chromosomen, aus denen sie bestehen, zufällig ist. Die Chromosomen sind an der Spitze vollständig kondensiert und fest mit den Spindelfasern verbunden, um den nächsten Schritt, die Anaphase I, vorzubereiten. tatsächlich ein Chromosom oder zwei Schwesterchromatiden, die am Zentromer befestigt sind). Unter der Annahme, dass keine Nicht-Disjunktion (Versagen der Chromosomentrennung) auftritt, wird die Hälfte der Chromosomen in der Zelle zu einem Pol manövriert, während der Rest zum entgegengesetzten Pol gezogen wird. Auf diese Migration der Chromosomen folgt der letzte (und kurze) Schritt der Meiose I, die Telophase I, die gekoppelt mit der Zytokinese (physikalische Trennung der gesamten Mutterzelle) zwei Tochterzellen hervorbringt. Jede dieser Tochterzellen enthält 23 Dyaden, die zusammen 46 Monaden oder einzelsträngige Chromosomen ergeben.

Meiose II folgt ohne weitere Replikation des genetischen Materials. Die Chromosomen lösen sich am Ende der Meiose I kurzzeitig auf, und zu Beginn der Meiose II müssen sie sich in ihren neu geschaffenen Zellen zu Chromosomen umformen. Auf dieses kurze Prophase-II-Stadium [isEmbeddedIn] folgt die Metaphase II, in der die Chromosomen zur Metaphase-Platte wandern. Während der Anaphase II ziehen die Spindelfasern die Chromosomen wieder zu entgegengesetzten Polen der Zelle auseinander, diesmal werden jedoch die Schwesterchromatiden gespalten, anstatt die Paare der homologen Chromosomen wie im ersten meiotischen Schritt. Eine zweite Runde von Telophase (diesmal Telophase II genannt) und Zytokinese spaltet jede Tochterzelle weiter in zwei neue Zellen. Jede dieser Zellen hat 23 einzelsträngige Chromosomen, was jede Zelle haploid macht (sie besitzt 1N-Chromosomen).

Wie bereits erwähnt, folgen Spermien und Eizellen während der Meiose ungefähr dem gleichen Muster, wenn auch mit einer Reihe wichtiger Unterschiede. Die Spermatogenese folgt dem Muster der Meiose genauer als die Oogenese, vor allem, weil sie, sobald sie beginnt (männliche Männer beginnen mit der Pubertät im frühen Teenageralter mit der Produktion von Spermien), ein kontinuierlicher Prozess ist, der vier Gameten pro Spermatozyten produziert (die männliche Keimzelle, die Eintritt in die Meiose). Abgesehen von Mutationen und Fehlern sind diese Spermien bis auf ihre individuelle, einzigartige genetische Belastung identisch. Sie enthalten jeweils die gleiche Menge an Zytoplasma und werden von peitschenartigen Geißeln angetrieben.

Bei Frauen beginnen Oogenese und Meiose, während sich das Individuum noch im Mutterleib befindet. Die primären Eizellen durchlaufen, analog zu den Spermatozyten des Männchens, im Mutterleib die Meiose I bis zum Diplonema, und dann wird ihr Fortschreiten gestoppt. Sobald das Weibchen die Pubertät erreicht, werden kleine Gelege dieser arretierten Eizellen bis zur Metaphase II fortschreiten und auf die Befruchtung warten, damit sie den gesamten meiotischen Prozess abschließen können. Eine Eizelle produziert jedoch nur ein Ei statt vier wie das Sperma. Dies lässt sich durch die Platzierung der Metaphasenplatte in der sich teilenden weiblichen Keimzelle erklären. Statt wie bei der Spermatogenese quer durch die Zellmitte zu liegen, liegt die Metaphasenplatte am Rand der sich teilenden Zelle, obwohl weiterhin eine gleichmäßige Verteilung des Erbgutes gegeben ist. Dies führt zu einer grob ungleichen Verteilung des Zytoplasmas und der assoziierten Organellen, sobald die Zelle Zytokinese durchläuft. Diese erste Teilung produziert eine große Zelle und eine kleine Zelle. Die große Zelle, die sekundäre Eizelle, enthält den größten Teil des Zytoplasmas der Elternzelle und enthält auch die Hälfte des genetischen Materials dieser Zelle. Die kleine Zelle, die als erster Polkörper bezeichnet wird, enthält fast kein Zytoplasma, bindet aber immer noch die andere Hälfte des genetischen Materials. Dieser Vorgang wiederholt sich in der Meiose II, wodurch das Ei und ein zusätzlicher Polkörper entstehen.

Diese Unterschiede in der Meiose spiegeln die Rollen jeder der Geschlechtszellen wider. Spermien müssen agil und sehr beweglich sein, um die Möglichkeit zu haben, die Eizelle zu befruchten – und dies ist ihr einziger Zweck. Aus diesem Grund tragen sie kaum Zellorganellen (mit Ausnahme von Mitochondrienpackungen, die ihre schnelle Bewegung antreiben), meist nur DNA. Das Ei hingegen ist „verantwortlich“, die notwendigen Strukturen und das Umfeld bereitzustellen, um die Zellteilung nach der Befruchtung zu unterstützen. Aus diesem Grund wird in jeder Meioserunde nur ein einziges, gut angereichertes Ei produziert.

Meiose ist ein Prozess, der in der einen oder anderen Form bei allen sich sexuell fortpflanzenden Organismen konserviert wird. Dies bedeutet, dass der Prozess die Fortpflanzungsfähigkeiten in einer Vielzahl von Organismen zu fördern scheint und auf den gemeinsamen Evolutionsweg für jene Organismen hinweist, die sich sexuell reproduzieren. Es ist von entscheidender Bedeutung für die Erhaltung der genetischen Integrität und die Steigerung der Vielfalt. Da der Mensch diploide (2N) Organismen sind, kann es katastrophale Auswirkungen haben, wenn die Ploidie vor der Befruchtung nicht halbiert wird. Aus diesem Grund überleben nur sehr ausgewählte Arten von abnormaler Ploidie (und dies mit auffälligen Defekten), die meisten Kombinationen mit abnormaler Ploidie schaffen es nie auf die Welt. Die korrekte Reduzierung der Chromosomenzahl stellt sicher, dass nach der Befruchtung die richtige Menge an genetischem Material in der befruchteten Eizelle und schließlich in der daraus resultierenden Person hergestellt wird.


Meiose I

1. Zwischenphase:

  • Die DNA in der Zelle wird kopiert, was zu zwei identischen vollständigen Chromosomensätzen führt.
  • Außerhalb des Kerns befinden sich zwei Zentrosomen, die jeweils ein Paar Zentriolen enthalten, diese Strukturen sind für den Prozess der Zellteilung entscheidend.
  • Während der Interphase erstrecken sich Mikrotubuli von diesen Zentrosomen.

2. Prophase I:

  • Die kopierten Chromosomen kondensieren zu X-förmigen Strukturen, die unter dem Mikroskop leicht zu erkennen sind.
  • Jedes Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden, die identische genetische Informationen enthalten.
  • Die Chromosomen paaren sich so, dass beide Kopien von Chromosom 1 zusammen sind, beide Kopien von Chromosom 2 zusammen sind und so weiter.
  • Die Chromosomenpaare können dann DNA-Stücke in einem Prozess austauschen, der als Rekombination oder Crossing-Over bezeichnet wird.
  • Am Ende der Prophase I löst sich die Membran um den Zellkern auf und setzt die Chromosomen frei.
  • Die meiotische Spindel, bestehend aus Mikrotubuli und anderen Proteinen, erstreckt sich über die Zelle zwischen den Zentriolen.

3. Metaphase I:

  • Die Chromosomenpaare reihen sich entlang der Mitte (Äquator) der Zelle nebeneinander auf.
  • Die Zentriolen befinden sich jetzt an entgegengesetzten Polen der Zelle, von denen die meiotischen Spindeln ausgehen.
  • Die meiotischen Spindelfasern heften sich an ein Chromosom jedes Paares.

4. Anaphase I:

  • Das Chromosomenpaar wird dann von der meiotischen Spindel auseinandergezogen, die ein Chromosom zu einem Pol der Zelle und das andere Chromosom zum gegenüberliegenden Pol zieht.
  • Bei der Meiose I bleiben die Schwesterchromatiden zusammen. Dies unterscheidet sich von dem, was bei Mitose und Meiose II passiert.

5. Telophase I und Zytokinese:

  • Die Chromosomen vollenden ihre Bewegung zu den entgegengesetzten Polen der Zelle.
  • An jedem Pol der Zelle sammelt sich ein vollständiger Chromosomensatz.
  • Um jeden Chromosomensatz bildet sich eine Membran, um zwei neue Kerne zu bilden.
  • Die einzelne Zelle kneift dann in der Mitte zusammen, um zwei separate Tochterzellen zu bilden, die jeweils einen vollständigen Chromosomensatz innerhalb eines Zellkerns enthalten. Dieser Vorgang wird als Zytokinese bezeichnet.

Wie lange dauert jede der Phasen der Meiose? - Biologie

Lebende Organismen bilden ständig neue Zellen. Sie bilden neue Zellen, um zu wachsen und auch alte tote Zellen zu ersetzen. Der Prozess, durch den neue Zellen gebildet werden, wird Zellteilung genannt. Die Zellteilung findet ständig statt. Im durchschnittlichen menschlichen Körper finden täglich etwa zwei Billionen Zellteilungen statt!

Arten der Zellteilung

Es gibt drei Haupttypen der Zellteilung: binäre Spaltung, Mitose und Meiose. Die binäre Spaltung wird von einfachen Organismen wie Bakterien verwendet. Komplexere Organismen gewinnen entweder durch Mitose oder Meiose neue Zellen.

Mitose wird verwendet, wenn eine Zelle in exakte Kopien ihrer selbst repliziert werden muss. Alles in der Zelle wird dupliziert. Die beiden neuen Zellen haben dieselbe DNA, dieselben Funktionen und denselben genetischen Code. Die ursprüngliche Zelle wird Mutterzelle genannt und die beiden neuen Zellen werden Tochterzellen genannt. Der vollständige Prozess oder Zyklus der Mitose wird unten ausführlicher beschrieben.

Beispiele für Zellen, die durch Mitose produziert werden, umfassen Zellen im menschlichen Körper für Haut, Blut und Muskeln.

Zellzyklus für Mitose

    Prophase - Während dieser Phase kondensiert das Chromatin zu Chromosomen und die Kernmembran und der Nukleolus brechen zusammen.

Meiose wird verwendet, wenn es Zeit für den gesamten Organismus ist, sich zu reproduzieren. Es gibt zwei Hauptunterschiede zwischen Mitose und Meiose. Erstens hat der Meiose-Prozess zwei Unterteilungen. Wenn die Meiose abgeschlossen ist, produziert eine einzelne Zelle vier neue Zellen statt nur zwei. Der zweite Unterschied besteht darin, dass die neuen Zellen nur die Hälfte der DNA der ursprünglichen Zelle haben. Dies ist wichtig für das Leben auf der Erde, da es neue genetische Kombinationen ermöglicht, die eine Vielfalt im Leben hervorbringen.

Beispiele für Zellen, die eine Meiose durchlaufen, umfassen Zellen, die bei der sexuellen Fortpflanzung verwendet werden, die Gameten genannt werden.

Diploide und Haploide

Die aus der Mitose entstehenden Zellen werden als diploide bezeichnet, weil sie zwei vollständige Chromosomensätze haben.

Die aus der Meiose hervorgegangenen Zellen werden als haploide bezeichnet, weil sie nur die Hälfte der Chromosomenzahl der ursprünglichen Zelle haben.

Einfache Organismen wie Bakterien durchlaufen eine Art der Zellteilung, die als binäre Spaltung bezeichnet wird. Zuerst repliziert die DNA und die Zelle wächst auf das Doppelte ihrer normalen Größe. Dann wandern die doppelten DNA-Stränge zu den gegenüberliegenden Seiten der Zelle. Als nächstes "quetscht" sich die Zellwand in der Mitte ab und bildet zwei separate Zellen.


Wie ich unterrichte — Biologie

Anmerkung der Redaktion: Erstsemester, Studieninteressierte (und einige ihrer Eltern) fragen sich und machen sich Sorgen, wie sie den akademischen Übergang von der High School zum College bewältigen werden. In einer Reihe von Geschichten spricht UDaily mit Professoren der University of Delaware, die Kurse unterrichten, die normalerweise von Studenten während ihres ersten Jahres auf dem Campus belegt werden. In dieser Geschichte erklärt Associate Professor Oyenike (Nike) Olabisi, wie sie Biologie unterrichtet.

Stellen Sie sich vor, Sie sehen das Fahndungsfoto eines entflohenen Gefangenen in den Abendnachrichten. Stellen Sie sich jetzt vor, wie Sie diese Person am nächsten Tag in einem Lebensmittelgeschäft entdecken. Was ist dein erster Schritt? Sie registrieren natürlich Gefahr. Sie rufen die Polizei. Sie schützen andere, indem Sie anderen Käufern Signale geben.

Dies ist eine der Metaphern, die Oyenike (Nike) Olabisi, außerordentliche Professorin für Biologie an der University of Delaware, in ihrer Lehre über mRNA, ein Molekül im Körper, das Anweisungen zur Proteinherstellung für Zellen vermittelt, verwendet. Bei Impfungen gegen das Coronavirus (COVID-19) enthält synthetische mRNA, die in einen Arm injiziert wird, den Bauplan, der für die Produktion von Coronavirus-Spike-Proteinen benötigt wird – mit anderen Worten: Sie enthält das Fahndungsfoto der Krankheit. Sollte eine geimpfte Person beispielsweise in einem Lebensmittelgeschäft mit COVID-19 in Kontakt kommen, kann der Körper diese Proteine ​​​​als gefährlich erkennen. Die Immunantwort wird ausgelöst. Umliegende Zellen werden vor Schaden geschützt.

Natürlich muss Nike Olabisi (ausgesprochen Nee-kay O-la-bee-see) die aktuelle Pandemie Amerikas überhaupt nicht in ihren Lehrplan aufnehmen. Sie könnte einfach die Grundlagen der mRNA so erklären, wie sie in Ihrem typischen Lehrbuch beschrieben werden, in all ihrer proteinkodierenden Pracht. Aber die Verbindung fremder oder abstrakter Konzepte mit aktuellen Ereignissen ist eine Möglichkeit, die Aufmerksamkeit einer Klasse auf sich zu ziehen.

„Für viele meiner Schüler ist der Kampf: ‚Warum sollte mich das interessieren‘?“ sagte Olabisi. „Deshalb ist es für mein Kursdesign und meine Philosophie von zentraler Bedeutung, dass ich ihnen helfe, die Relevanz des Gelernten zu erkennen – nicht nur für ihr Leben, sondern für die Gesellschaft.“

Der Kurs „Principles of Biology“ (BISC 104) von Olabisi wird von vielen Studienanfängern besucht, einschließlich derjenigen, die Musik, Grundschulpädagogik oder Mode-Merchandising studieren. Übersetzung: Dies sind nicht unbedingt Menschen, die durch Photosynthese oder Froschsektion gereizt werden. Oder zumindest erkennen sie es nicht, bis Olabisi diese biologischen Konzepte mit ihren wahren Leidenschaften verbindet.

Betrachten Sie die Soziologiestudenten, die mehr in soziale Gerechtigkeit investiert haben als in Genetik. Zu ihrer angenehmen Überraschung gelingt es diesem Kurs, beides zu verbinden. Jedes Semester befragt Olabisi ihre Klasse, wenn es um die technischen Aspekte von Phänotypen und Genotypen geht: Ist Rasse eine biologische Tatsache oder nur ein soziales Konstrukt? Die Mehrheit, sagte sie, stimme für ersteres. Dann verwendet der Professor Beweise, um dieser Position zu widersprechen: Es gibt kein Gen oder eine Gruppe von Genen, die allen Schwarzen oder Weißen gemeinsam sind. Anders gesagt, anders aussehen bedeutet nicht, dass Menschen tatsächlich sind sind ganz anders, zumindest nicht im eigentlichen genetischen Sinne. Tatsächlich, so Olabisi, findet man bei Pinguinen – diesen flugunfähigen Wasservögeln, die scheinbar nicht zu unterscheiden sind – mehr genetische Variation als bei Menschen.

„Das Letzte, was ich will, ist, meine Schüler einfach mit Fakten, Fakten, Fakten zu bombardieren“, sagte Olabisi und bemerkte, dass dies eine allgemeine Erfahrung (und eine Abzweigung) für Biologiestudenten in einigen High School-Klassenzimmern ist. „Stattdessen versuche ich, diese Informationen zu einem größeren Bild zu verbinden.“

Nehmen Sie den Prozess der Meiose, eine Art der Zellteilung, die zur Bildung von Eiern und Spermien führt, die für die sexuelle Fortpflanzung erforderlich sind. Ein Hauptfach der öffentlichen Ordnung, das in dieser Einführungsklasse nur eingeschrieben ist, um eine wissenschaftliche Anforderung zu erfüllen, kann ausfallen, wenn es nur mit den technischen Phasen dieses Prozesses und dem dazugehörigen Vokabular konfrontiert wird, Wörter, die in einem Gedicht von Lewis Carroll zu Hause klingen würden. (Astern! Centromere! Homologe Chromosomen und Schwesterchromatiden!) Aber Olabisi bezieht diesen Prozess auf gesellschaftliche Fragen. Dinge, die bei der Meiose schief gehen, führen zu Erkrankungen wie dem Down-Syndrom, und je länger eine Frau die Geburt eines Babys verzögert, desto größer ist die Chance, ein Kind mit dieser Art von Störung zur Welt zu bringen.

„Sie könnten morgen Senator werden“, sagte Olabisi. „Und Sie können an Gesprächen beteiligt sein, die den bezahlten Elternurlaub oder Fragen rund um Frauen am Arbeitsplatz und den Wunsch, eine Familie zu gründen, gestalten. Dieses Wissen kann Ihnen also helfen, sich besser in Ihre Wähler einzufühlen.“

Dieser große Fokus ist neu für viele, die in der High School Biologie damit verbracht haben, sich esoterische Definitionen für Pilze und Flagellum zu merken. Aus diesem Grund ermutigt Olabisi ihre Schüler, sich mit ihr in Verbindung zu setzen, um Lerntipps und -strategien außerhalb des Unterrichts zu erhalten: „Es ist nicht ich gegen euch“, sagte sie in ihrem Kurs über die Blue Hens. “It is all of us in this together, collaborating to build a community of learners.”

One member of this community is Jayla Alphonso, a first-year elementary education major who enrolled in the course in fall of 2020. At first, she said, she was a person “who was never really into science, so I was, like: ‘Ugh, Why do I have to do this’?” But once she took Olabisi up on her offer for additional help, her viewpoint began to change. Not only did she learn effective strategies for comprehending that aforementioned meiosis process (Olabisi encouraged her to draw it out, which made all the difference), she discovered an unexpected perk: a potential mentor for the long-term.

“There are not many teachers who look like me, as an African American,” said Alphonso, who ended the semester with an A. “And she really encouraged me as an education major, always giving me tips on keeping up with my studies. She is someone I could see myself keeping in touch with.”

Olabisi’s accessibility also made an impression on Cory Mengden, a junior chemistry major. During one interaction, he contested a mark on an exam, explaining in detail his rationale behind one answer in particular, and Olabisi awarded him the extra point. Another conversation did not result in any extra credit, but it did “spark a nice back-and-forth that helped me better understand the topic,” Mengden said. “She’s a receptive, engaging professor.”

While some academics in the scientific community might pride themselves on “weeding out the mediocre students in year one,” Olabisi said, she approaches teaching differently: with faith in the ability of her students to grow in their capacity for scientific thought. She helps them as much as she can in this effort by, for example, scheduling quizzes on the same day every week to aid a class in establishing a time management routine. She also allows students to drop their lowest exam grade.

“I’m not saying biology will be easy or that there won’t be failures along the way,” Olabisi said. “But a growth mindset means knowing that you can learn from failure, that it doesn’t define you as smart or not. Come talk to me about what’s working, what’s not working and how to improve. Because just like you can build muscles in the gym, you can build knowledge.”

Fair warning: Students who adopt this growth mindset in Olabisi’s class just might grow a little more than expected. At least, this was the case for Rafeala Dougherty, a first-year student who took the course in the fall of 2020.

“When I started, I was majoring in elementary education,” Dougherty said. “It was one of those courses I had to take to meet the University’s breadth requirement. But then I realized I was more excited by — and interested in — this subject than any other. In the end, taking Professor Olabisi’s class, I switched my major to biology.”

Support for Academic Success

The University of Delaware empowers all Blue Hens with the skills and strategies they need to succeed.

UD students in any major are encouraged to take advantage of a range of peer tutoring services, as well as comprehensive skill-building resources offered by the Office of Academic Enrichment (OAE). Most services are available free of charge. To learn more, visit the OAE website. Students may also utilize the Blue Hen SUCCESS platform to connect with their academic advisor or access additional resources on Advising Central.

For UD’s community of educators, the Center for Teaching and Assessment of Learning (CTAL) offers programs, workshops and confidential consultations to support faculty as they develop and achieve their pedagogical goals. UD instructors at every stage of their career are invited to explore online and contact [email protected]

How I Teach — Series

Schreiben: In the second story in the How I Teach series, Délice Williams, associate director of composition and assistant professor of English, explains how she teaches an introductory writing class called, "English 110 - Seminar in Composition," which is the only course required for every UD undergraduate.

Business: In the third story in the How I Teach series, Associate Professor Julia Belyavsky Bayuk explains how she teaches Basics of Business, an introductory course designed to help first-year students choose their path.

Infinitesimalrechnung: In the fourth story in the How I Teach series, Dawn Berk, an associate professor and founding director of UD’s Mathematical Sciences Learning Laboratory, explains how she teaches math to retain the human element and enhance conceptual understanding.


Why is meiosis important?

Proper &ldquochromosomal segregation,&rdquo or the separation of sister chromatids during meiosis I and II is essential for generating healthy sperm and egg cells, and by extension, healthy embryos. If chromosomes fail to segregate completely, it's called nondisjunction and can result in the formation of gametes that have missing or extra chromosomes, according to "Molecular Biology of the Cell, 4th edition."

When gametes with abnormal chromosome numbers fertilize, most of the resulting embryos don't survive. However, not all chromosomal abnormalities are fatal to the embryo. For example, Down syndrome occurs as a result of having an extra copy of chromosome 21. And, people with Klinefelter syndrome are genetically male but have an extra X chromosome.

The most significant impact of meiosis is that it generates genetic diversity, and that's a major advantage for species survival.

"Shuffling the genetic information allows you to find new combinations which will perhaps be more fit in the real world," Hoyt said.


Schau das Video: Meiose på Dansk (August 2022).