Meiose

Schematisch overzicht van de meiose met voor de duidelijkheid echter maar twee paar chromosomen

De meiose of reductiedeling is een tweedelig delingsproces dat voortplantingscellen produceert: namelijk eicellen en zaadcellen/stuifmeelkorrels bij planten en dieren, en sporen bij schimmels, mossen en varens. De homologe chromosomenparen zullen daardoor niet meer samen voorkomen in de moedercel. Wat genetisch van vader en van moeder is zal volgens toeval over de dochtercellen verdeeld worden

De moedercel is diploïd en bevat homologe chromosomen. De dochtercellen bevatten slechts 1 chromosoom van elk homoloog paar en worden haploïd genoemd.

Inhoud

[bewerk] Interfase

Het verloop is nagenoeg gelijk aan die van de mitose. De eerste groeifase, de syntheseperiode en de tweede groeifase kunnen we als volgt samenvatten.
-Er is DNA-replicatie: iedere chromatidedraad gaat zich kopiëren tot 2 chromatidedraden.
-Aanmaak van grote hoeveelheden H₁-histonen (eiwitten).
-De chromatidedraden gaan zich verder spiraliseren en condenseren tot chromosomen.
-Verdubbeling van het centrosoom (centriolenpaar) en membraanvermeerdering.
-De homologe chromosonen zoeken elkaar op en kunnen in junctie gaan: crossing-over of genetische uitwisseling.

[bewerk] Verloop van de meiose

[bewerk] Eerste meiotische deling

Profase I

Op te delen in de volgende fasen:
- Leptoteen: chromosomen hier voor het eerst zichtbaar
- Zygoteen: homologe chromosomen verschijnen naast elkaar, ze wisselen DNA uit: genregulatie (m.b.v. Crossing-Over)
- Pachyteen: homologe chromosoomparen condenseren verder en worden dikker en korter
- Diploteen: twee chromatiden per chromosoom zichtbaar => tetraede beeld
- Diakinesis: loskomen van de homologe chromosomen, eerst nabij het centromeer, dan verder naar perifeer

De kernmembraan en nucleoli verdwijnen, er wordt een spoelfiguur aangelegd en de chromosomen worden duidelijk zichtbaar. Ze bewegen zich naar het evenaarsvlak toe tussen de twee centriolenparen. De verspreiding van het chromosoom van vader en moeder gebeurt willekeurig.

Metafase I

De chromosomen leggen zich nu niet elk apart in het evenaarsvlak, zoals bij de mitose, maar per homoloog paar. Het zijn dus twee zusterchromatiden die aan de spoeldraden worden vastgehecht.

Anafase I

De homologe chromosomen worden nu, elk met hun twee zusterchromatiden, van elkaar weggetrokken. Het aantal chromosomen wordt gehalveerd.

Telofase I

De cel gaat zich insnoeren. Er zijn nu twee dochtercellen ontstaan die ieder een haploïd aantal chromosomen bezitten, telkens bestaande uit twee zusterchromatiden.

[bewerk] Tweede meiotische deling

Aan dit gedeelte van de meiose gaat er geen interfase vooraf en volgt direct op de eerste meiotische deling. Deze fase verloopt zoals de mitose, met het verschil dat er geen homologe paren meer zijn.

Profase II

In iedere dochtercel wordt een spoelfiguur gevormd, loodrechtop de richting van de vorige.

Metafase II

De chromosomen liggen onder elkaar in het evenaarsvlak met hun centromeer aan de spoeldraden bevestigd.

Anafase II

De trekdraden trekken de zusterchromatiden uit elkaar, zodat deze zich elk naar hun pool verplaatsen. We krijgen nu onafhankelijke dochterchromosomen.

Telofase II

De spoelfiguren worden afgebroken. Er vindt opnieuw celinsnoering plaats. De chromosomen ondergaan despiralisatie en decondensatie tot lange dunne chromatinedraden.

Het resultaat is 4 gameten die haploïd zijn.

[bewerk] Meiose versus mitose

Tijdens de mitose wordt het aantal chromosomen verdubbeld omdat de centromeren zich delen. Dit dubbele aantal chromosomen wordt vervolgens over de dochtercellen verdeeld en wel zo dat iedere dochtercel over precies dezefde homologenkoppels beschikt. Bij de mitose wordt dus feitelijk gewoon een cel gekopieerd met in haar kern dezefde informatie als in de moedercel.

Bij de meiose daarentegen worden de homologenkoppels gesplitst en wel zo dat van ieder koppel er juist één vertegenwoordiger naar een dochtercel gaat. Hierdoor wordt, per cel, het aantal chromosomen gehalveerd, maar wel zodanig dat ieder kenmerk (gen) toch nog aanwezig blijft. Wat de informatie voor elk kenmerk inhoudt wordt louter door het toeval bepaald.

Het grote verschil tussen meiose en mitose is dat bij de mitose de zuster-chromatiden splitsen door het splitsen van het centromeer. Hierbij worden twee dochter chromosomen gevormd. Bij de meiose I daarentegen gebeurt deze splitsing niet. Deze vindt pas plaats in de meiose II.

[bewerk] Dieren

Bij de ontwikkeling van de dierlijke eicel ontstaat uit één cel één eicel, terwijl bij de ontwikkeling van de zaadcellen uit één cel vier zaadcellen ontstaan.

Bij eicellen ontvangt de éne dochtercel daarbij steeds vrijwel al het cytoplasma en gaat de andere te gronde (het poollichaampje is de andere, niet-functionele eicel), terwijl bij de productie van zaadcellen de twee ontstane cellen even groot zijn en zich beide daarna nog een keer delen zodat uiteindelijk vier zaadcellen ontstaan uit een stamcel.

Bij de mens en ook bij veel andere zoogdieren vindt de meiose II van de eicel plaats na de bevruchting. Ook hierbij ontstaat dan een poollichaampje.

[bewerk] Planten

Eicelvorming: In de zaadknop zit de embryozak met daarin de embryozakmoedercel. Deze cel deelt zich 2 keer, waarbij een eicel, twee synergiden, 3 antipoden en een secundaire embryozakkern ontstaan.
Stuifmeelvorming: In de helmhokjes van de meeldraden vindt de vorming van stuifmeelkorrels (pollen) plaats. Bij de vorming van de meeldraad veranderen vier groepjes van meristematische cellen in vier stuifmeelkorrelmoederzakken (microsporangiën). Twee per helmhokje. Een pollenmoederzak bestaat uit voedingsweefsel (tapetum), waarbinnen de stuifmeelkorrelmoedercellen (microspore moedercellen) liggen, welke uitgroeien tot stuifmeelkorrels. Door meiose ontstaan uit de microsporen eerst twee cellen (een dyade) en vervolgens een klompje van vier cellen (een tetrade). De cellen van de tetrade maken zich van elkaar los en vormen de haploïde microsporen. De buitenwand om deze microspore verdikt onder invloed van zowel het tapetum als de microspore tot de excine. Daarbinnen wordt door de microspore een binnenwand (intine) gevormd. Vervolgens deelt de microspore zich via een mitotische celdeling in tweeën, de generatieve cel en de vegetatieve kern. De vegetatieve kern groeit bij de bestuiving uit tot de pollenbuis, waarna deze kern verdwijnt (degenereert).