Genom - von der Evolution zur Manipulation (4)

Was "vorher" und "nachher" passiert oder: Von der Meiose zur Zygote

Ein weiteres Grundprinzip allen Lebens ist Vermehrung. Einziger Lebenszweck aller Lebewesen. Ziel ist Arterhaltung. Ausgenommen hat sich nur der Mensch.

Meiose = Reifeteilung

Damit das Genom der Kinder gleich viel Chromosomen hat wie jener der Eltern, darf in den Keimzellen (Eizelle und Spermium) nur jeweils ein halber Chromosomensatz vorhanden sein.

1. Reifeteilung

Jedes Chromosom besteht aus zwei Chromatiden die kondensieren, diesmal aber nur inkomplett. Auch die Zentriole bleiben an ihrem Ort dem Zellkern nahe und die Kernhülle löst sich auch nicht sofort auf. Die Chromosomenfäden orientieren sich mit ihren Enden zum Zentriol hin und bilden auf diese Weise U-förmige Schleifen, die an ein Bukett erinnern (Bukettstadium). Die homologen mütterlichen und väterlichen Chromosomenpaare "kuscheln" sich immer enger einander. Diese Paarung ist äußerst präzise und in weiblichen Keimzellen bleibt dieser Zustand bis zum Zeitpunkt des Eisprunges arretiert (200 Tage bei Amphibien bis Jahrzehnte bei langlebigen Lebewesen).

Die Chromosomen verkürzen sich weiter und es kommt zum "Crossing over": So können väterliche und mütterliche Genbruchstücke gegenseitig ausgetauscht werden (Rekombination). Danach lockern sie wieder ihre enge Bindung (nur an einigen Brücken = Chiasma werden sie noch zusammen gehalten) und kondensieren sich maximal.

Wie es weiter geht, kennen wir bereits von der Mitose: Die Kernhülle löst sich auf, Zentriolen wandern zu den beiden Zellpolen, ein Spindelapparat bildet sich, der die Chromosomen in der Äquatorebene organisiert und die homologen Chromosomen werden getrennt. Das Ergebnis ist, dass nur mehr ein einfacher Chromosomensatz an jedem Zellpol versammelt ist (haploid aber aus zwei Chromatiden).

Dann kommt es zur Zellteilung, wobei männliche Geschlechtszellen sich ziemlich mittig, die weiblich aber völlig exzentrisch zerschnüren in eine große reifende Eizelle und in eine winzige Plasmaknospe (Polkörper). Es sind also zwei Tochterzellen mit einem haploiden Chromosomensatz entstanden. Und dann geht es gleich weiter zur

2. Reifeteilung

Im Gegensatz zur Mitose hat sich vor der Zellteilung keine neue Kernhülle gebildet. Es geht gleich weiter mit der Ausbildung einer neuen Spindel, die Chromosomen werden nochmals in der Äquatorialebene angeordnet und nun werden die beiden haploiden Chromatiden auseinander gezogen. Da Ergebnis ist ein haploider Chromosomensatz, aber nur mehr mit einem Chromatid. Wieder erfolgt eine Zellteilung, wobei sich die männliche Keimzelle nochmals in zwei gleich große Tochterzellen zerschnürt (bei der Eizelle passiert das erst nach der Befruchtung).

Zeugung

Wenn´s "passiert" ist, schwimmen die haploiden Spermien mit ihren sehr beweglichen Geißeln Richtung Eizelle. Das schnellste gewinnt. Damit danach nicht noch weitere Spermien andocken können, depolarisiert die Eizelle schnell ihre Zellmembran. Somit haben die anderen Pech. Die Eizelle holt nun noch schnell den zweiten Teil der Meiose nach, d.h. sie schnürt wieder exzentrisch einen Polkörper ab und ist dann wie das Spermium haploid mit nur einfachem Chromatid. Das erste Polkörperchen zerteilt sich übrigens auch noch einmal und alle drei Polkörper gehen danach zugrunde.

Befruchtung

Die männlichen und weiblichen haploiden Ein-Chromatid-Chromosomen replizieren sich jeweils wieder zu haploiden Zwei-Chromatid-Chromosomen und es entsteht ein neuer vollständiger diploider Zwei-Chromatid-Chromosomensatz. Damit ist der Vorgang der Zeugung abgeschlossen. Es hat sich eine neue Zelle (Zygote) gebildet, die das Erbgut beider Elternteile in sich trägt. Einen Tag später beginnt sie sich zu teilen, nach drei Tagen sind es dann schon 12 oder 16 Zellen und nochmals zwei bis drei Tage später nistet sich das Zellagglomerat in die Gebärmutterschleimhaut ein oder entwickelt sich in einem Ei .

Was dabei letztlich raus kommen kann, hat ein gewisser Mendel durch viel Beobachtung entdeckt. Davon beim nächsten Mal......

Fortsetzung folgt