Mitose und Meiose

Es folgt eine Zusammenfassung und Gegenüberstellung der wesentlichen Aspekte der einzelnen Phasen der beiden wichtigsten Formen der Karyokinese.
Wichtig zum Verständnis ist das Wissen um die unterschiedlichen biologischen Funktionen der Mitose und der Meiose: Ziel der Mitose ist im wesentlichen eine informationsgetreue Verdopplung des diploiden Genoms zur (späteren) Verteilung auf zwei Tochterzellen, die dadurch genetisch identisch werden. Das Wesen der Meiose wird von zwei Aspekten dominiert, nämlich der Reduktion der Chromosomenzahl auf den haploiden Satz und der Rekombination der mütterlichen und väterlichen Gene. Das Ergebnis sind haploide Keimzellen und zwar zunächst prinzipiell vier, von denen nur jeweils zwei genetisch identisch sind.
Die Meiose besteht aus zwei Reifeteilungen. Die Gegenüberstellung berücksichtig nur die erste, da die zweite mechanistisch einer Mitose entspricht. Es laufen dann zwei Mitosen parallel mit je einem haploiden Tochterkern aus der ersten Reifeteilung.

Für weitere Informationen vgl. W. Gottschalk, Allgemeine Genetik 4. Auflage 1994, Georg Thieme Verlag.

Mitose Phase Meiose (1. Teilung)

Chromosomen kondensieren und werden als Fäden sichtbar. Später sind auch die Chromatiden erkennbar.
Der maximale Kondensationsgrad liegt unter dem der Prophase I der Meiose.
Prophase Leptotän
Chromosomen beginnen mit der Kondensation und werden sichtbar. Chromatiden sind nicht erkennbar.

Zygotän
Beginn der exakten Paarung der homologen Chromosomen. Paarung beginnt an den Enden.
Im Elektronenmikroskop ist die Bildung des synaptonemalen Komplexes erkennbar.

Pachytän
Parallelkonjugation (Synapse) vollendet. Gepaarte Chromosomen (Bivalente) sind Tetraden aus jeweils vier Chromatiden.
Am synaptonemalen Komplex findet noch nicht erkennbares crossing-over statt.

Diplotän
Beginn der Desynapse. Chiasmata werden als Chromatinbrücken zwischen den etwas auseinanderweichenden Homologen sichtbar.
Bei weiblichen Säugetieren schließt sich ein u. U. jahrzehntelanges Ruhestadium, das Diktyotän, an, in dem die Chromosomen etwas dekondensieren.

Diakinese
Der Kondensationsgrad der Chromosomen nimmt weiter stark zu und erreicht sein Maximum.
Die Chiasmata wandern zu den Chromosomenenden.

Der Übergang von Pro- zur Metaphase vollzieht sich bei Mitose und Meiose analog.
Pro-Meta-
phase
Auflösung der Kernmembran und der Nucleoli.
Bildung des Spindelapparates aus Mikrotubuli; ausgehend von den Polkappen bei höheren Pflanzen bzw. den Centriolen bei Tieren.

Die Chromosomen werden in der Äquatorialebene angeordnet. (Achtung: Im Mikroskop nur bei parallelem Blickwinkel gut erkennbar.)
Das Centromer ist einzige Kontaktstelle der Schwester-Chromatiden.
Metaphase
Die Bivalente werden in der Äquatorialebene angeordnet. (Achtung: Erscheint bei senkrechtem Blickwinkel flächig und ist dann schlecht zu identifizieren.)
Die Ausrichtung der am Centromer zusammengehaltenen Homologen zu den Zellpolen erfolgt zufällig.

Die Chromosomen werden geteilt.
Die Schwester-Chromatiden wandern zu den entgegengesetzten Zellpolen (dadurch exakte Kopie durch spätere semikonservative Replikation).
Anaphase
Die Bivalente werden geteilt.
Die homologen Chromosomen wandern zu den entgegengesetzten Zellpolen (dadurch Reduktion des Chromosomensatzes von 2n auf n).

Wanderung beendet, Bildung zweier neuer Kernmembranen und der Nucleoli.
Entspiralisierung der Chromosomen. Ergebnis sind zwei neue, genetisch identische, diploide Interphase-Kerne mit Einchromatid-Chromosomen, die in der anschließenden Interphase ergänzt werden.
Telophase
Wanderung beendet, Bildung zweier neuer Kernmembranen und der Nucleoli.
Ergebnis sind zwei haploide, genetisch nicht identische Vorkerne, die nach Durchlaufen eines kurzen Ruhestadiums, der Interkinese, in die 2. meiotische Teilung eintreten (s. Einleitung).

Mitose	Phase	Meiose (1. Teilung)
Chromosomen kondensieren und werden als Fäden sichtbar. Später sind auch die Chromatiden erkennbar. Der maximale Kondensationsgrad liegt unter dem der Prophase I der Meiose.	Prophase	Leptotän	Chromosomen beginnen mit der Kondensation und werden sichtbar. Chromatiden sind nicht erkennbar.
Zygotän	Beginn der exakten Paarung der homologen Chromosomen. Paarung beginnt an den Enden. Im Elektronenmikroskop ist die Bildung des synaptonemalen Komplexes erkennbar.
Pachytän	Parallelkonjugation (Synapse) vollendet. Gepaarte Chromosomen (Bivalente) sind Tetraden aus jeweils vier Chromatiden. Am synaptonemalen Komplex findet noch nicht erkennbares crossing-over statt.
Diplotän	Beginn der Desynapse. Chiasmata werden als Chromatinbrücken zwischen den etwas auseinanderweichenden Homologen sichtbar. Bei weiblichen Säugetieren schließt sich ein u. U. jahrzehntelanges Ruhestadium, das Diktyotän, an, in dem die Chromosomen etwas dekondensieren.
Diakinese	Der Kondensationsgrad der Chromosomen nimmt weiter stark zu und erreicht sein Maximum. Die Chiasmata wandern zu den Chromosomenenden.
Der Übergang von Pro- zur Metaphase vollzieht sich bei Mitose und Meiose analog.	Pro-Meta- phase	Auflösung der Kernmembran und der Nucleoli. Bildung des Spindelapparates aus Mikrotubuli; ausgehend von den Polkappen bei höheren Pflanzen bzw. den Centriolen bei Tieren.
Die Chromosomen werden in der Äquatorialebene angeordnet. (Achtung: Im Mikroskop nur bei parallelem Blickwinkel gut erkennbar.) Das Centromer ist einzige Kontaktstelle der Schwester-Chromatiden.	Metaphase	Die Bivalente werden in der Äquatorialebene angeordnet. (Achtung: Erscheint bei senkrechtem Blickwinkel flächig und ist dann schlecht zu identifizieren.) Die Ausrichtung der am Centromer zusammengehaltenen Homologen zu den Zellpolen erfolgt zufällig.
Die Chromosomen werden geteilt. Die Schwester-Chromatiden wandern zu den entgegengesetzten Zellpolen (dadurch exakte Kopie durch spätere semikonservative Replikation).	Anaphase	Die Bivalente werden geteilt. Die homologen Chromosomen wandern zu den entgegengesetzten Zellpolen (dadurch Reduktion des Chromosomensatzes von 2n auf n).
Wanderung beendet, Bildung zweier neuer Kernmembranen und der Nucleoli. Entspiralisierung der Chromosomen. Ergebnis sind zwei neue, genetisch identische, diploide Interphase-Kerne mit Einchromatid-Chromosomen, die in der anschließenden Interphase ergänzt werden.	Telophase	Wanderung beendet, Bildung zweier neuer Kernmembranen und der Nucleoli. Ergebnis sind zwei haploide, genetisch nicht identische Vorkerne, die nach Durchlaufen eines kurzen Ruhestadiums, der Interkinese, in die 2. meiotische Teilung eintreten (s. Einleitung).

16. August 1998