Meiose II

Die Meiose II ist das zweite und letzte Stadium der Meiose. Sie nutzt die haploiden Zellen, welche während der Meiose I produziert wurden. Jede dieser haploiden Zellen enthält nur 23 Chromosomen, eins von jedem homologen Anfangspaars. Es ist wichtig anzumerken, dass jedes Chromosom in diesen Zellen aus zwei zusammengefügten Kopien besteht. Sobald diese Zellen in die Meiose II eintreten, besteht das Ziel darin, diese Schwesterchromatiden voneinander zu trennen. Dies geschieht auch wieder durch das gleiche Mikrotubuli-Netzwerk, welches auch in anderen Teilungsprozessen verwendet wird. Das Ergebnis der Meiose II sind zwei haploide Zellen, die jeweils nur eine Kopie aller 23 Chromosomen enthalten. Je nachdem, ob der Prozess bei Männern oder Frauen stattfindet, können diese Zellen Eizellen oder Spermien bilden. Durch den Prozess der Befruchtung verbinden sie sich und bilden ein neues diploides Individuum.

Meiose II, menschliche Eizellen und der meiotische Spindelapparat

Das Ziel der Meiose II ist bei Männern und Frauen grundsätzlich das gleiche. Frauen produzieren haploide Eizellen, während Männer haploide Samenzellen produzieren. Es gibt jedoch in diesem Prozess zwischen den Geschlechtern einige wesentliche Unterschiede. Zum Beispiel bildet sich der meiotische Spindelapparat in den Eizellenvorläuferzellen der Frau nahe der Peripherie nur zu einer Seite aus. Diese Asymmetrie ermöglicht es, dass nach der Meiose II zwei ungleich große Zellen entstehen können. Es entstehen eine große Eizelle und ein kleinerer Polkörper, der sich auflöst. Diese Teilung des Zytoplasmas sorgt dafür, dass die Eizelle genügend Nährstoffe enthält, um einen Embryo unterstützen zu können.

Die Position des meiotischen Spindelapparates ist für Wissenschaftler, welche sich mit unterstützenden Reproduktionstechnologien wie der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) beschäftigen, von großer Bedeutung. Die ICSI wird zur Behandlung von Paaren mit Unfruchtbarkeit eingesetzt. Dabei wird eine Nadel verwendet, mit der ein einzelnes Spermium direkt in das Zytoplasma einer Eizelle injiziert wird. Embryologen müssen darauf achten, die Injektion in dem Bereich des meiotischen Spindelapparats zu vermeiden, da dies das Mikrotubuli-Netzwerk beschädigen könnte und zu einer abnormalen Chromosomenzahl im entstehenden Embryo führen kann. Daher lokalisieren Embryologen, die eine ICSI durchführen, die Position der Spindel typischerweise anhand der Position des Polkörpers oder visualisieren die Struktur direkt mit Techniken wie der Polarisationsmikroskopie.

Ein weiteres einzigartiges Merkmal der weiblichen Meiose ist, dass die Vorläuferzellen der Eizellen zunächst in der Prophase I und dann in der Metaphase II den Zellzyklus unterbrechen. In der Pubertät beenden die weiblichen Geschlechtshormone die Pause der Prophase I in den Eizellen, und die Meiose II beginnt. Anschließend werden die in der Metaphase II arretierten Eizellen aus dem Eierstock in den Eileiter freigesetzt, wo die Meiose erst nach der Befruchtung wieder aufgenommen wird. Das bedeutet, dass der meiotische Spindelapparat gebildet und mit den Chromosomen assoziiert, aber die Trennung der Schwesterchromatiden erfolgt erst wenn sich ein Spermium und eine Eizellenvorläuferzelle verbinden.

Die Unterbrechung der Meiose II stellt eine außergewöhnliche Herausforderung für Frauen dar, die sich dafür entscheiden, ihre Eizellen einfrieren zu lassen. Viele Protokolle für die In vitro Fertilisation verlangen nämlich, dass diese Zellen während der Metaphase II isoliert und eingefroren werden. Da Probleme mit der meiotischen Spindel chromosomale Anomalien wie Trisomien verursachen können, wurden beträchtliche Forschungsarbeiten durchgeführt, um festzustellen, welche Verfahren zum Einfrieren der Eizellen nur minimale Auswirkungen auf diese Struktur haben. Um die Schäden an den Eizellen zu vermindern, wurden Techniken entwickelt, bei denen Zucker oder andere Konservierungsmittel dem Einfriermedium zugesetzt werden, was die Bildung von Eiskristallen, die die Zellen beim Auftauen schädigen können, begrenzt.