Biologie – Mitose und Meiose im Vergleich

Bei der Mitose und der Meiose handelt es sich um wichtige Prozesse, die bei der Fortpflanzung und dem Wachstum von Organismen eine zentrale Rolle spielen. Sowohl bei der Mitose als auch bei der Meiose kommt es zu Zellteilung. Beide unterscheiden sich allerdings in ihren Zielen und den Stadien, in denen sie ablaufen.

In diesem Artikel beschäftigen wir uns ausführlich mit Mitose und Meiose und erläutern die Gemeinsamkeiten und Unterschiede dieser beiden Arten der Zellteilung.

Mitose und Meiose sind zwei unterschiedliche Arten der Kernteilung von Zellen. Während es bei der Mitose um die Erhaltung und Vermehrung von Zellen geht, erzeugt die Meiose Keimzellen, die für die Befruchtung bei der sexuellen Fortpflanzung maßgeblich sind.

Schauen wir uns das Ganze etwa genauer an!

Definition Mitose

Bei der Mitose handelt es sich um die Kernteilung einer Zelle, aus der zwei Tochterzellen hervorgehen, die genetisch komplett identisch sind. Die Mitose hat die Funktion aus einer vorangehenden Zelle zwei identische diploide Tochterzellen zu produzieren. Am Ende des Prozesses besitzen beide Tochterzellen jeweils 23 Chromosomenpaare bzw. 46 Chromosomen. Die Bedeutung der Mitose liegt also im Wachstum eines Organismus und der Erhaltung der genetischen Identität.

Definition Meiose

Bei der Meiose wird in zwei Schritten der diploide Chromosomensatz einer Zelle auf haploide Chromosomensätze in vier Tochterzellen aufgeteilt. Die Meiose verteilt genetisches Erbmaterial auf Keimzellen, aus denen ein neuer Organismus entsteht. Dabei entstehen vier Tochterzellen, die unterschiedliches Erbmaterial in sich tragen. Sie verfügen über jeweils 23 Chromosomen; die restlichen 23 Chromosomen kommen aus den Zellen des anderen Elternteils. Die befruchtete Eizelle besitzt dann wieder 46 Chromosomen. Die Bedeutung der Meiose liegt vor allem in der Förderung genetischer Vielfalt und der Erhaltung einer konstanten Chromosomenzahl bei der Fortpflanzung.

Wie Du siehst, haben die Zellteilung der Mitose und die Zellteilung der Meiose unterschiedliche Ziele:

Ehe wir uns mit den Details von Mitose und Meiose beschäftigen, werfen wir einen kurzen Blick auf die Phasen, in denen die jeweiligen Prozesse ablaufen.

Du kennst nun die Reihenfolge aller Mitose-Phasen. In der Literatur werden jedoch manchmal für die Mitose nur 4 Phasen angegeben: Bei dieser Gliederung wird die Prometaphase nicht als eigenständiger Schritt angesehen, sondern als ein Teil der Prophase.

Lass uns nun einen genauen Blick auf den Mitose-Verlauf und die einzelnen Meiose-Schritte werfen!

Der Ablauf der Mitose umfasst 5 Phasen: die Prophase, die Prometaphase, die Metaphase, die Anaphase und die Telophase.

Davor befindet sich die Zelle in der sogenannten Interphase der Mitose, in der sie sich unter anderem durch die Verdopplung des genetischen Materials auf die Zellteilung in der Mitose vorbereitet.

Die 5 Phasen der Mitose:

1.  Prophase der Mitose:

Das Chromatin im Zellkern verdichtet sich zu Chromosomen, die sich in der Folge spiralisieren.

2.  Prometaphase der Mitose:

Die Kernhülle zerfällt und an den Zellpolen bildet sich der sogenannte  Spindelapparat aus.  

3.  Metaphase der Mitose:

Die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene der Zelle an. Die Spindelfasern docken an die einzelnen Chromosomen an.

4.  Anaphase der Mitose:

Die Spindelfasern verkürzen sich, wobei sich die Chromosomen in zwei Chromatidsätze spalten. Dadurch entsteht an beiden Polen jeweils ein identischer Satz dieser Tochterchromosomen.

5.  Telophase der Mitose:

Um die beiden im Cytoplasma frei liegenden Chromatidsätze bildet sich jeweils eine neue Kernhülle.

Auf die Telophase folgt in der Regel die Cytokinese (auch Zytokinese). Diese Phase schließt die Mitose-Zellteilung ab, indem das Cytoplasma der Zelle getrennt wird, sodass zwei identische Zellen entstehen. Damit sind alle notwendigen Mitose-Schritte abgeschlossen.

Die Meiose ist ein wenig komplexer als die Mitose. Sie unterscheidet sich unter anderem durch die Anzahl der Teilungen von der Mitose: Die Meiose umfasst zwei Reifeteilungen, Meiose 1 und 2.

Vor dem Beginn der Meiose durchläuft die Zelle – wie bei der Mitose – die Interphase, in der die DNA in der Zelle verdoppelt wird.

Meiose 1 (erste Reifeteilung)

1.  Prophase 1 der Meiose: (Leptotän, Zygotän, Pachytän, Diplotän, Diakinese): Während der 5 Stadien der Meiose-Prophase 1 verdichtet sich die DNA zu Chromosomen, die dann Paare aus jeweils einem mütterlichen und einem väterlichen Chromosom bilden. Dabei kommt es zu zufälligen Rekombinationen genetischer Informationen, dem sogenannten Crossing Over. Die Meiose schafft dadurch genetische Vielfalt.

2.  Metaphase 1 der Meiose: Die Chromosomen ordnen sich in der Zellmitte an und der Spindelapparat bildet sich aus.

3.  Anaphase 1 der Meiose: Die homologen Chromosomenpaare werden getrennt und die Chromosomen zu den Zellpolen gezogen, sodass eine zufällige Verteilung entsteht.

4.  Telophase 1 der Meiose: Um beide Chromosomensätze bildet sich eine Zellmembran, worauf sich die beiden Tochterzellen in der Cytokinese voneinander trennen. Diese enthalten jeweils einen haploiden Chromosomensatz.

Meiose 2 (zweite Reifeteilung)

Nach einer kurzen Ruhephase, der Interkinese, beginnt die zweite Reifeteilung der Meiose. 
Ein wichtiger Unterschied von Meiose 1 und 2: Das genetische Material wird anders als in der ersten Reifeteilung nicht verdoppelt, beide Zellen verfügen also nur über den halben Chromosomensatz.

1.  Prophase 2 der Meiose: In beiden Tochterzellen bildet sich ein neuer Spindelapparat aus.

2.  Metaphase 2 der Meiose: Die Chromosomen ordnen sich erneut auf der Metaphasenplatte an.

3.  Anaphase 2 der Meiose: Anders als in der Anaphase 1 werden nun einzelne Chromatiden aufgeteilt, die zu den Polen der Zelle wandern.

4.  Telophase 2 der Meiose: Es bilden sich Kernhüllen um die neu entstandenen Zellen, sodass vier genetisch unterschiedliche haploide Tochterzellen.

Beide Zellteilungs-Prozesse weisen einige Gemeinsamkeiten: So entstehen etwa bei beiden neue Zellen, wobei Chromosomen bzw. Chromatiden auf die Tochterzellen übertragen werden.

•   Zahl der Reifeteilungen: Während die Zelle bei der Mitose nur eine Teilung durchläuft, kommt es bei der Meiose zu zwei Reifeteilungen.

•   Zelltyp: Während die Mitose in somatischen Zellen stattfindet, die nicht an die nächste Generation weitergegeben wird, findet die Meiose nur in Geschlechtszellen statt, die der Fortpflanzung dienen.

•   Chromosomensatz: Bei der Mitose behalten die Tochterzellen den Chromosomensatz der Mutterzelle, während der Chromosomensatz der Tochterzellen bei der Meiose auf haploide Zellen reduziert wird.

•   Ergebnis: Die Mitose erzeugt zwei identische Tochterzellen; die Meiose hingegen erzeugt vier genetisch unterschiedliche Tochterzellen.

Mitose und Meiose sind wesentliche Prozesse für das Wachstum und die Fortpflanzung von Organismen.

• Mitose und Meiose sind wesentliche Prozesse für das Wachstum und die Fortpflanzung von Organismen.
• Die Bedeutung der Mitose liegt in der Erhaltung bzw. Vermehrung der Zellen eines Organismus.
• Die Meiose hingegen dient der Vererbung des genetischen Materials bei der Fortpflanzung.
• Bei der Mitose findet eine Reifeteilung statt, bei der Meiose gibt es zwei aufeinanderfolgende Reifeteilungen.
• Das Ergebnis der Mitose sind zwei Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz.
• Bei der Meiose entstehen vier Tochterzellen mit haploiden Chromosomensätzen.
• Anders als bei der Mitose kommt es bei der Meiose zum Crossing Over, also zu einer Rekombination der genetischen Informationen.