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Sowohl Mitose als auch Meiose sind notwendige Zellprozesse, ohne die das Leben, wie wir es kennen, nicht möglich wäre. Gäbe es keine Meiose, wäre die Fertilisation - also die Befruchtung einer Eizelle – nicht möglich, und ohne Mitose könnte selbst aus einer befruchteten Eizelle kein Leben entstehen. Das verdeutlicht die Relevanz der beiden Prozesse.
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Team Mitose Meiose Vergleich Lehrer
Dass sowohl bei der Meiose als auch der Mitose eine Zellteilung stattfindet, ist klar. Aber wie genau unterscheiden sich diese beiden Prozesse eigentlich?
Bei der Mitose entstehen aus einer Mutterzelle zwei genetisch identische Tochterzellen. Nach der Meiose liegen jedoch vier genetisch unterschiedliche Keimzellen vor, aus denen im besten Fall ein neues Leben entsteht.
Ein grundlegender Unterschied ist also das Ziel, welches Mitose und Meiose verfolgen.
Bei der Mitose geht es zentral um die Entstehung zwei identischer Tochterzellen aus einer vorangehenden Zelle. Sie dient damit der Zellerhaltung bzw. -vermehrung. Am Ende der Mitose sollen beide Tochterzellen 46 Chromosomen oder eben 23 Chromosomenpaare besitzen.
Die Mitose wird definiert als die Kernteilung einer Zelle, bei der zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen.
Bei der Meiose hingegen geht es darum, das genetische Erbmaterial auf sogenannte Keimzellen zu verteilen. Diese dienen der Vererbung und somit der Entstehung eines neuen Organismus. Dafür benötigt es nach jeder Meiose vier Tochterzellen, welche jedoch unterschiedliches Erbmaterial tragen und jeweils nur 23 Chromosomen besitzen. Die restlichen 23 Chromosomen werden dann vom anderen Elternteil beigesteuert, sodass die befruchtete Eizelle wieder die vollen 46 Chromosomen besitzt.
Bei der Meiose findet in zwei Schritten die Reduktion des diploiden Chromosomensatzes einer Zelle zu vier Zellen mit haploidem Chromosomensatz statt.
Die Phasen der Mitose und Meiose sind grundsätzlich fast identisch in ihrer Reihenfolge, jedoch gibt es ein paar kleine Unterschiede, die das Ziel der Zellteilung maßgeblich beeinflussen.
Bevor die Mitose wirklich stattfinden kann, muss eine Kopie der DNA erstellt werden. Schließlich sollen am Ende zwei Tochterzellen mit identischer DNA vorliegen. Das geschieht in der sogenannten Interphase, in welcher die 1-Chromatid-Chromosomen zu 2-Chromatid-Chromosomen verdoppelt werden. In dieser Phase liegt die DNA aber nicht in Chromosomen, sondern in Form von Euchromatin vor.
Euchromatin ist die aufgelockerte Form der DNA. In dieser Form kann sie besser transkribiert werden, weil die benötigten Enzyme mehr Platz haben.
In der folgenden Phase - der Prophase - wird die DNA dann kondensiert bzw. verdichtet, da sie nicht mehr transkribiert werden muss und so viel Platz gespart werden kann. Diese Form wird als Heterochromatin bezeichnet, aus welcher die Form der Chromosomen entsteht. Außerdem löst sich die Kernhülle auf, damit die DNA auf beide Tochterzellen verteilt werden kann.
Wenn die DNA dann frei in Cytoplasma vorliegt, kommt es zur Metaphase. In dieser Phase ordnen sich die Chromosomen parallel an der Äquatorialebene an. So können die Spindel des Spindelapparats die Chromatiden später besser zu den Polen ziehen.
In der Anaphase werden die einzelnen Chromatiden dann zu den Polen der Zelle gezogen.
Zuletzt wird die DNA dekondensiert und der Spindelapparat aufgelöst. Es entstehen neue Kernhüllen, in denen die DNA gelagert werden kann. Zudem findet noch die Cytokinese statt, bei der alle Zellorganellen auf die Tochterzellen verteilt werden und die Membran sich zusammenzieht, sodass zwei neue Zellen dabei entstehen. All das findet in der Telophase statt.
Am Ende der Mitose sind zwei Tochterzellen mit diploidem Chromosomensatz entstanden.
Die Meiose läuft nicht sonderlich anders ab als die Mitose, jedoch gibt es hier zwei Phasen: die Meiose I und Meiose II. Aus einer Zelle entstehen somit vier Keimzellen, da die Zellen zweimal aufgeteilt werden.
Genau wie bei der Mitose wird also zuerst das Erbgut verdoppelt. Darauf folgt die Prophase 1, bei der die verdoppelte DNA zu Chromosomen verdichtet wird.
In dieser Phase kommt es - anders als in der Mitose - zwischen den homologen Chromosomen zum Crossing-over. Dabei werden Teile der DNA zwischen den Chromosomen der Mutter und des Vaters ausgetauscht. Die sich überschneidenden Bereiche sind für dieselben Informationen zuständig, tragen aber unter Umständen verschiedene Ausprägungen.
Das kann z.B. bei der Augenfarbe oder der Körpergröße der Fall sein. So können bestimmte Erbinformationen Generationen "überspringen" oder Eltern mit braunen Augen Kinder mit grünen Augen bekommen.
Dieser Vorgang ist für die Rekombination und somit für die genetische Vielfalt von großer Bedeutung.
Danach läuft es genauso wie bei der Mitose: die homologen Chromosomen ordnen sich während der Metaphase 1 auf der Äquatorialebene an, der Spindelapparat wird ausgebildet und zieht die Chromosomen in der Anaphase 1 an den Centromeren zu den Polen der Zelle. Anschließend wird die DNA während der Telophase 1 wieder aufgelockert und im Kern verpackt. Zuletzt schnürt sich die Zellmembran während der Cytokinese wieder so ab, dass zwei neue Zellen entstehen.
Nach der Meiose I liegen zwei Tochterzellen mit haploidem Chromosomensatz aus 2-Chromatid-Chromosomen vor.
Nun geschieht fast genau das Gleiche wie auch bei der Meiose I. Die DNA wird in der Prophase 2 kondensiert, ordnet sich in der Metaphase 2 in Äquatorialebene an und wird in der Anaphase 2 von den Spindelapparaten zu den Polen gezogen. In der Telophase 2 dekondensiert die DNA, es werden neue Kernhüllen gebildet und die Cytokinese findet statt.
Nach der Meiose 2 liegt nach wie vor ein haploider Chromosomensatz vor, jedoch handelt es sich um 1-Chromatid-Chromosomen.
Der grundlegende Unterschied zwischen beiden Zellteilungsmechanismen ist der Chromosomensatz, der am Ende der Zellteilung in den Tochterzellen vorhanden ist. Bei der Mitose steht am Ende ein vollständiger Chromosomensatz mit 23 Chromosomenpaaren, was auch als diploid bezeichnet wird.
Bei der Meiose liegt am Ende ein haploider Chromosomensatz vor. Das bedeutet, dass 23 Chromosomen vorhanden sind, die erst bei der Befruchtung einer Eizelle ihren Partner zugewiesen bekommen, sodass der volle Chromosomensatz entsteht.
Ein weiterer Unterschied ist die Anzahl der Schritte, die durchlaufen werden müssen. Da die Meiose in zwei Durchläufe eingeteilt ist, benötigt es hier fast doppelt so viele Schritte wie bei der Mitose.
Bei der Meiose findet außerdem das Crossing-over statt, um die genetische Variation zu sichern. Das ist bei der Mitose nicht der Fall, da sie nur der Zellerhaltung dient. Deswegen findet die Mitose überall im Körper statt, die Meiose hingegen nur in den Reproduktionsorganen.
Bei beiden Vorgängen werden Chromosomen bzw. Chromatiden auf zwei Tochterzellen aufgeteilt. Hierzu müssen sich die Chromosomen auf der Äquatorialebene befinden, sodass die Spindelapparate sie an den Centromeren trennen können. Am Ende der Zellteilung lösen sich diese wieder auf und die DNA lockert sich wieder. Die Kernhüllen werden ebenfalls in beiden Fällen neu ausgebildet.
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Was ist der Unterschied zwischen Mitose und Meiose?
Der grundlegende Unterschied zwischen Mitose und Meiose ist das Ziel der Zellteilung. Bei der Meiose entstehen 4 Keimzellen mit haploidem Chromosomensatz, was der Reproduktion dient. Bei der Mitose geht es lediglich um die Zellteilung an sich.
Was passiert vorher die Meiose oder die Mitose?
Mitose und Meiose sind nicht hintereinandergeschaltet und somit nicht zeitlich abhängig voneinander.
Wo findet die Mitose und die Meiose statt?
Die Mitose findet im ganzen Körper statt. Die Meiose findet nur in den Geschlechtsorganen statt.
Was haben Mitose und Meiose gemeinsam?
Mitose und Meiose haben ihre einzelnen Phasen gemeinsam. Sie unterscheiden sich nur darin, wie oft diese Phasen widerholt werden.
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Lily Hulatt ist Digital Content Specialist mit über drei Jahren Erfahrung in Content-Strategie und Curriculum-Design. Sie hat 2022 ihren Doktortitel in Englischer Literatur an der Durham University erhalten, dort auch im Fachbereich Englische Studien unterrichtet und an verschiedenen Veröffentlichungen mitgewirkt. Lily ist Expertin für Englische Literatur, Englische Sprache, Geschichte und Philosophie.
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Gabriel Freitas ist AI Engineer mit solider Erfahrung in Softwareentwicklung, maschinellen Lernalgorithmen und generativer KI, einschließlich Anwendungen großer Sprachmodelle (LLMs). Er hat Elektrotechnik an der Universität von São Paulo studiert und macht aktuell seinen MSc in Computertechnik an der Universität von Campinas mit Schwerpunkt auf maschinellem Lernen. Gabriel hat einen starken Hintergrund in Software-Engineering und hat an Projekten zu Computer Vision, Embedded AI und LLM-Anwendungen gearbeitet.
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