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Die Meiose ist der Prozess, bei dem sich diploide Zellen teilen, um haploide Tochterzellen zu produzieren. Beim Menschen enthält jede diploide Zelle 46 Chromosomen, die jeweils zur Hälfte von Mutter und Vater stammen. Nach der Meiose enthalten die entstandenen haploiden Ei- oder Samenzellen nur noch 23 Chromosomen. Jedes dieser Chromosomen enthält jedoch eine einzigartige Kombination von elterlichen Informationen, die vorher aus dem meiotischen Prozess der Kreuzung resultiert sind.
Die Meiose weist Ähnlichkeiten mit der Mitose auf. So verlassen sich beide Prozesse beispielsweise auf Mikrotubuli, um die Chromosomen auf gegenüberliegende Seiten einer Zelle zu verteilen, welche sich dann teilt, um ein Tochterzellenpaar zu bilden. Jedoch unterscheiden sich beide Prozesse auch in einigen Punkten. Die Meiose findet nur in den Geschlechtsorganen statt, während die Mitose in anderen Gewebetypen des Körpers auftritt. Außerdem sind die aus der Mitose entstandenen Zellen genetisch nicht von ihren Vorgängern zu unterscheiden. Es kommt zu keinem Cross-Over und alle Tochterzellen sind diploid. Im Gegensatz dazu entstehen bei der Meiose vier Zellen, die nicht nur die Hälfte der Chromosomenzahl ihres Vorgängers besitzen, sondern auch einzigartige Kombinationen von genetischem Material enthalten. Keine zwei meiotischen Zellen sind identisch. Das trägt beispielsweise dazu bei dass man auch bei Geschwisterpaaren deutliche Unterschiede im Aussehen und in der Persönlichkeit findet.
Diploide Zellen in den menschlichen Hoden oder Eierstöcken produzieren haploide Spermien oder Eier, indem sie während des Meioseprozesses zwei Teilungen durchlaufen. Die erste Teilung während der Meiose ist die Meiose I, die mit diploiden Zellen beginnt, in denen sich Chromosomen repliziert haben und deren Form x-förmig erscheint. Kritisch ist hier die Existenz solcher väterlich und mütterlich vererbter Strukturen, die während eines sogenannten Crossing-Over-Prozesses Informationen zwischen ihnen austauschen und so genetische Vielfalt erzeugen.
Andere Veränderungen während dieses Zeitraums führen zu einem auf Mikrotubuli basierenden Gerüst, das die Chromosomen so trennt, dass sie zufällig, aber gleichmäßig zwischen gegenüberliegenden Enden der Zelle verteilt sind, die sich dann aufspalten. Das Endergebnis ist ein neues Paar haploider Zellen. Obwohl jedes x in diesen neu gebildeten Strukturen einzeln als Chromosom bezeichnet wird, besteht jedes tatsächlich aus zwei Kopien desselben Chromosoms, die als Schwesterchromatiden bezeichnet werden.
Während der zweiten Division, Meiose II, zerbricht eine ähnliche Anordnung von Mikrotubuli Schwesterchromatiden. Dies ergibt wiederum haploide Zellen, wobei der Hauptunterschied darin besteht, dass die Chromosomen in ihnen nicht mehr repliziert werden und im kondensierten Zustand als I's erscheinen. Je nachdem, ob Meiose in den Hoden oder Eierstöcken auftritt, entstehen entweder vier Spermien oder ein reifes Ei und kleinere Zellen, die sich auflösen. Wenn ein Ei befruchtet wird, entsteht ein einzigartiges diploides Individuum, das sich aufgrund meiotischer Ereignisse genetisch von seinen Eltern unterscheidet.
