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Zuvor haben wir uns mit der Zellteilung beschäftigt und die
Mitose betrachtet. Jetzt wollen wir uns die Meiose der Zellteilung ansehen.
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Die Meiose dient der sexuellen Fortpflanzung
bei Eukaryoten. Am Ende dieser Vorlesung,
sollten Sie in der Lage sein, sich sicher mit den Vokabeln der
Chromosomen zu fühlen. Es ist besonders wichtig, wenn wir
die Meiose mit der Mitose vergleichen. Wir werden
werden auch in der Lage sein, die Unterscheidungsmerkmale der
Meiose zu erkennen. Was unterscheidet sie speziell von der
Mitose?
Einer der wichtigsten Faktoren
der sexuellen Fortpflanzung ist, dass
wir eine gewisse genetische Variation erhalten können, die
auf die evolutionäre Mechanismen einwirken kann.
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Als nächstes können wir die Meiose mit der Gametenbildung in Beziehung setzen.
Verstehen, wie sie mit der Produktion von Spermien und Eizellen zusammenhängt.
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Außerdem werden Sie in der Lage sein
zwischen Mitose, Meiose I und Meiose II unterscheiden
und einiger dieser Unterscheidungsmerkmale definieren zu können. Also,
lassen Sie uns damit beginnen, darüber nachzudenken, warum wir
Meiose überhaupt brauchen. Wir Menschen haben 46 Chromosomen.
23 Paare und jedes dieser Chromosomenpaare
muss sich trennen, um haploide Keimzellen
und Spermien zu bilden. Wir sind also diploid. Unsere Keimzellen,
Spermien und Eierzellen, sind haploid. Jedes von ihnen muss also
23 Chromosomen haben. Eines von jeder Kopie.
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Diploide Organismen haben also jeweils ein Paar Chromosomen.
Haploide Organismen haben einen haploiden Satz von jedem
dieser Chromosomen. Die Keimbahnzellen sind also die
Zellen, die zu Spermien und Eizellen werden.
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Die Keimbahnzellen selbst sind also eigentlich diploid.
Und Spermien und Eizellen werden haploid, nachdem der Prozess
der Meiose. Die sexuelle Fortpflanzung führt dazu, dass das
Spermien und das Ei sich gegenseitig befruchten.
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Und wieder zu einem diploiden Zustand in der
der Zygote werden. Wir haben also eine diploide Zygote,
die sich entwickeln wird und bei der die Zellteilung stattfinden wird. Und hier kommen
die Zellzykluskontrollen
ins Spiel. Schauen wir uns nun die 'Sprache
der Chromosomen' an. Dies ist besonders wichtig für uns
bevor wir verstehen können, was in der Meiose
vor sich geht. Noch wichtiger als das Wissen,
das während der Prophase, Metaphase, Anaphase usw passiert,
ist, daß wir verstehen
was mit den Chromosomen passiert. Also,
am besten ist es in einem Diagramm darzustellen und nicht
nur die einzelnen Phasen zu beschreiben.
Lassen Sie uns also einen kurzen Blick darauf werfen.
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Erinnern wir uns zunächst daran, dass wir jeweils zwei Kopien eines
jedes Chromosoms haben. Während der S-Phase werden diese Chromosomen
repliziert. Jedes Chromosom hat also eine
Kopie von sich selbst. Eine davon stammt ursprünglich von
dem Vater und eine stammt ursprünglich von
der Mutter. Und dann, während des Meioseprozesses,
werden die homologen Chromosomen, die repliziert werden, getrennt
und die Schwesterchromatiden werden die Meiose II.
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Wenn man also die Chromosomen-Sprache betrachtet, sind homologe Chromosomen
zwei von der gleichen Art. Sobald sie eine Replikation während der S-Phase durchlaufen haben,
können diese homologen Chromosomen
als replizierte homologe Chromosomen bezeichnet werden,
da sie jeweils eine identische Kopie haben. Nun, erinnern Sie sich
dass es eine kleine Einbuchtung einer dicht gepackte
DNA-Region gibt, die wir das Zentromer nennen. Das
Zentromer hat einige Kinetochor, die wie Griffe auf den Chromosomen wirken.
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Diese Kinetochor-Griffe werden in der Zelle benutzt um die Bewegung von Chromosomen während der Zellteilung zu unterstützen – um den Zellkern zu
den Schwesterchromatiden oder homologe Paare auseinander zu ziehen.
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Ab hier werden wir uns also ansehen, wie diese
Zellteilung von statten geht. Wann reduzieren wir eigentlich
die Chromosomenzahl? Das ist eine Frage, die man
im Kopf behalten halten sollte. Die Meiose hat zwei Kernteilungen
und nur eine DNA-Replikation. Also durchlaufen die
Keimbahnzellen den Zellzyklus immer und immer wieder und
produzieren immer mehr Keimbahnzellen. Sie wissen,
dass sie vielleicht eine Meiose durchlaufen können und
zu Spermien und Eizellen werden können. Aber sie durchlaufen die Mitose
bis sie reif sind. Zu einem bestimmten Zeitpunkt,
wird es eine Art von Zellsignal geben, das
den Keimbahnzellen mitteilt, dass sie diploid sind
und das es für sie an der Zeit ist, sich in vier Gametenzellen zu teilen. Und das ist der Punkt, den wir uns jetzt
noch genauer ansehen werden.
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In der Meiose I findet also die
Reduktionsteilung statt. Ich werde das einige Male wiederholen,
da es wirklich wichtig ist zu erkennen, dass
das der Übergang von diploid zu haploid ist.
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Nach der Meiose I haben wir in jeder entstehenden Zelle eine Kopie jedes unserer
Chromosomen.
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Also entweder landet aus der Meiose I in einer der entstehenden Zellen das Chromosom der Mutter oder das des Vaters.
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Während der Meiose II, nehmen wir diese getrennten homologen Chromosomen und spalten die
Schwesterchromatiden, so dass jede der entstehenden
Zelle eine Kopie des Chromosoms hat.
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Bei der Meiose I haben wir also unsere homologen Chromosomen. Sie
trennen sich. Und in Meiose II trennen sich die Schwesterchromatiden.
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Hier ist die Sprache also
besonders wichtig wird.