Meiose – Nie ganz der Papa

Männer sind eigentlich überflüssig. Vermehren könnten sich die Frauen auch ohne sie. Aus jeder einzelnen Körperzelle kann theoretisch ein Mensch entstehen – so wie das Klonschaf Dolly aus einer Euterzelle seiner Mutter entstanden ist. Wozu also der Umstand? Die geschlechtliche Fortpflanzung, bei der mütterliche und väterliche Erbanlagen verschmelzen, erhöht die genetische Varianz einer Population. Anders ausgedrückt: Ohne sie wären wir alle eineiige Zwillinge.

Der Mensch ist diploid, besitzt also einen doppelten Chromosomensatz. Von jedem Chromosom erben wir eine Kopie von der Mutter und eine vom Vater – jene von der Mutter liegt in der unbefruchteten Eizelle, jene vom Vater bringt das befruchtende Spermium mit. Die Keimzellen – Spermium und Eizelle – sind also haploid, sie tragen nur einen einfachen Satz an Chromosomen. Der Vorgang, bei dem aus einer diploiden Vorläuferzelle vier haploide Keimzellen entstehen, nennt man Reifeteilung oder Meiose.

Bei der Meiose entstehen aus einer diploiden Vorläuferzelle vier haploide Gameten. Mütterliche und väterliche Erbanlagen werden dabei gemischt.
Bei der Meiose entstehen aus einer diploiden Vorläuferzelle vier haploide Gameten. Mütterliche und väterliche Erbanlagen werden dabei gemischt.

Die Meiose besteht aus zwei hintereinander geschalteten Zellteilungen. Zunächst wird das Erbgut verdoppelt. Danach besteht jedes Chromosom aus zwei Schwesterchromatiden. Dann werden die mütterlichen von den väterlichen Chromosomen getrennt: So wie sich bei der Mitose die Schwesterchromatiden in der Äquatorialebene der Zelle anlagern, liegen bei der Meiose die homologen Kopien der Chromosomen neben einander. Sie werden dann zu den gegenüber liegenden Polen der Zelle gezogen, und die Zelle teilt sich. Darauf folgt eine einfache mitotische Trennung der verbliebenen Schwesterchromatiden.

Im Unterschied zur einfachen Zellteilung sind die entstandenen Tochterzellen genetisch nicht identisch. Das liegt zum einen daran, dass sich die Chromosomen zufällig in der Äquatorialebene anordnen und sich ehemals mütterliche und väterliche Erbanlagen daher mischen. Alleine dadurch gibt es bei 46 Chromosomen 2116 unterschiedliche Gameten. Bei der Verschmelzung von Eizelle und Spermium multipliziert sich diese Zahl: 2116 mal 2116, also fast viereinhalb Millionen unterschiedliche Kinder sind allein aufgrund der zufälligen Verteilung der Chromosomen möglich.

Viel wichtiger ist jedoch, dass die Chromosomen einzelne Teile austauschen können. Während die homologen Paare vor ihrer Trennung neben einander liegen, kommt es zu Brüchen, die über Kreuz verwachsen. Durch diesen „Crossing-Over“ genannten Vorgang erhalten die Chromosomen Stücke des jeweils anderen Partners – und völlig neu kombinierte Chromosomen entstehen.

Nicht immer geschieht das fehlerfrei. Durch ungleiches Crossing-Over können Chromosomen Teile verlieren oder hinzu gewinnen. Fehlt dadurch ein wichtiges Gen, sind oft schwere Krankheiten die Folge. Zusätzliche oder neu zusammen gesetzte einzelne Gene können dagegen neue, wertvolle Eigenschaften hervor bringen. Gewinnt oder verliert ein Chromosom dagegen größere Abschnitte, ist das für ein entstehendes Kind meist tödlich.

Das gleiche gilt für den Fall, dass die homologen Chromosomen bei der Reifeteilung nicht richtig getrennt worden sind. Ein Kind, in dessen Erbgut ganze Chromosomen fehlen oder überzählig sind, entwickelt sich meist nicht bis zur Geburt. Eine bekannte Ausnahme ist das Down-Syndrom: Diese Krankheit geht auf ein zusätzliches Chromosom 21 zurück und wird daher auch Trisomie 21 genannt. Träger dieser Erbanlage sind zwar geistig behindert, können aber ein weitgehend normales Leben führen.

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