ANAPHASE (BEI MITOSE UND BEI MEIOSE) - BIOLOGIE - 2025

Die Anaphase ist eine Phase der Teilung des Kerns, in der doppelte Chromosomen getrennt werden und sich Chromatiden zu entgegengesetzten Polen der Zelle bewegen. Es tritt sowohl bei Mitose als auch bei Meiose auf.

Obwohl die Prozesse von Mitose und Meiose in einigen Stadien ähnlich sind, gibt es erhebliche Unterschiede bei diesen Ereignissen. Der grundlegende Unterschied besteht darin, dass es bei der Mitose eine Anaphase und bei der Meiose zwei gibt.

Quelle: Leomonaci98, aus Wikimedia Commons

Chromosomenübersicht

Bevor der Prozess der Anaphase beschrieben wird, muss die grundlegende Terminologie bekannt sein, mit der Biologen Chromosomen beschreiben.

Chromosomen sind DNA-Einheiten (Desoxyribonukleinsäure), die auf hocheffiziente Weise verdichtet werden. Sie verfügen über die Informationen, die ein Organismus benötigt, um zu funktionieren und sich zu entwickeln. Informationen sind in Elemente unterteilt, die als Gene bezeichnet werden.

Beim Menschen gibt es beispielsweise 46 Chromosomen in somatischen Zellen. Diese Zahl variiert je nach untersuchter Art. Da wir diploide Organismen sind, haben wir ein Paar von jedem Chromosom, und diese sind als homologes Paar bekannt.

In Bezug auf die Struktur eines Chromosoms können wir die Chromatiden unterscheiden. Dies sind jeweils die Längselemente, wenn es bereits dupliziert ist. Jedes Chromosom besteht aus zwei Schwesterchromatiden, und die Region, in der sie sich verbinden, wird als Zentromer bezeichnet.

Das Zentromer ist eine Schlüsselregion, da es für die Anlagerung an die achromatische Spindel bei der Zellteilung verantwortlich ist. Im Zentromer befindet sich eine Proteinstruktur, die als Kinetochor bezeichnet wird. Das Kinetochor ist für die Verankerung der mitotischen Spindel verantwortlich.

Anaphase bei Mitose

Die Mitose ist in vier Stadien unterteilt, und die Anaphase entspricht der dritten. Es beinhaltet die Trennung von Schwesterchromatiden durch ihre gleichzeitige Freisetzung aus den Zentromeren.

Dazu wird der Prozess durch ein Enzym namens Topoisomerase vermittelt. Letzteres befindet sich im Kinetochorbereich, setzt die verwickelten Chromatinfasern frei und erleichtert die Trennung der Schwesterchromatiden. Chromosomen bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von 1 um pro Minute vom Zentromer weg.

Chromatidentrennung

Das zentrale Ereignis der Anaphase ist die Trennung der Chromatiden. Dieses Phänomen tritt dank zweier Prozesse auf, die unabhängig voneinander sind, aber zusammenfallen.

Eine davon ist die Verkürzung der Mikrotubuli des Kinetochors, wodurch sich die Chromatiden immer weiter von der Äquatorplatte weg in Richtung der Pole bewegen. Weiterhin werden die Zellpole durch die Dehnung der polaren Mikrotubuli wegbewegt.

In Bezug auf die Dauer ist es das kürzeste Stadium aller Mitosen und dauert nur wenige Minuten.

Anaphase-Fehler

Am Ende der Anaphase hat jedes Ende der Zelle einen äquivalenten und vollständigen Satz von Chromosomen. Einer der möglichen Nachteile in dieser Teilungsphase ist die falsche Verteilung der beiden Chromatiden eines Chromosoms zwischen den neuen Zellen. Dieser Zustand wird Aneuploidie genannt.

Um Aneuplodien zu vermeiden, verfügt das Kinetochor über Mechanismen, die helfen, diesen Zustand zu verhindern.

Anaphase bei Meiose

Die Zellteilung durch Meiose ist durch zwei Prozesse oder Phasen der Teilung des Kerns gekennzeichnet. Aus diesem Grund gibt es Anaphase I und II.

Im ersten Fall trennen sich die Zentromere und bewegen sich in Richtung der Pole, wobei die beiden Chromatiden gezogen werden. Die zweite Anaphase ist der bei Mitose sehr ähnlich.

Unterschied zur Mitose

Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen dem Teilungsprozess durch Meiose und Mitose. Beispielsweise ziehen sich in beiden Fällen die Chromosomen zusammen und werden unter dem Licht eines Mikroskops sichtbar. Sie unterscheiden sich jedoch in mehreren Punkten.

Bei der Mitose findet eine einzelne Zellteilung statt. Das Ergebnis der Mitose sind bekanntlich zwei genetisch gleiche Tochterzellen.

Im Gegensatz dazu umfasst die Meiose zwei Zellteilungen, wobei das Produkt vier Tochterzellen sind, die sich voneinander und von der Zelle unterscheiden, aus der sie hervorgegangen sind.

In diploiden Zellen (wie bei uns mit zwei Chromosomensätzen) sind homologe Chromosomen vor beiden Prozessen vorhanden. Homologe Paarung tritt jedoch nur bei Meiose auf.

Ein entscheidender Unterschied bei der Anaphase besteht darin, dass bei der Meiose die Anzahl der Chromosomen bei der Anaphase I halbiert wird.

In dieser Phase der Zellteilung erfolgt die Trennung homologer Chromosomenpaare. Beachten Sie, dass bei der Mitose die genetische Belastung der Tochterzellen nicht verringert wird.

Prozesse, die eine genetische Variation in der Anaphase erzeugen

Eines der bemerkenswertesten Merkmale der Meiose ist die Zunahme der genetischen Variation in Tochterzellen.

Diese Prozesse sind das Überkreuzen und die zufällige Verteilung von Chromosomen von Mutter und Vater. In den mitotischen Abteilungen gibt es keinen äquivalenten Prozess.

Crossover tritt in der Prophase I der Meiose auf, während die zufällige Verteilung der Chromosomen in der Anaphase I auftritt.

Chromosomenverhalten

Ein weiterer entscheidender Unterschied zwischen den beiden Prozessen ist das Verhalten der Chromosomen während der Anaphase und Metaphase.

In der Metaphase I der Meiose findet die Ausrichtung homologer Chromosomenpaare in der Äquatorialebene statt. Im Gegensatz dazu sind es bei der Mitose die einzelnen Chromosomen, die sich in der oben genannten Ebene ausrichten, was der Metaphase II bei der Meiose entspricht.

Dann trennen sich in Anaphase I der meiotischen Teilung die gepaarten Chromosomen und jede dieser biologischen Einheiten wandert zu den Polen der Zelle. Jedes der Chromosomen hat zwei Chromatiden, die durch das Zentromer verbunden sind.

In der Anaphase der Mitose und auch in der Anaphase II der Meiose trennen sich die Schwesterchromatiden und jedes Chromosom, das in Richtung der Pole wandert, besteht nur aus einem Chromatid.

Referenz

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