Hauptunterschied – Nichtdisjunktion bei Meiose 1 vs. 2
Die Zellteilung ist ein lebenswichtiger Prozess sowohl in vielzelligen als auch in einzelligen Organismen. Es gibt zwei große Zellteilungsprozesse, die als Mitose und Meiose bekannt sind. Durch Mitose entstehen genetisch identische diploide Zellen und durch Meiose Gameten (haploide) mit halben Chromosomensätzen. Während der Zellteilungsprozesse werden homologe Chromosomen und Schwesterchromatiden fehlerfrei getrennt, um Tochterzellen mit der gleichen Chromosomenzahl oder der Hälfte der Chromosomenzahl zu produzieren. Dies wird als chromosomale Disjunktion bezeichnet. Obwohl die Zellteilung ein nahezu perfekter Prozess ist, können bei der Chromosomentrennung Fehler mit einer sehr geringen Fehlerrate auftreten. Diese Fehler sind als Nichtdisjunktionsfehler bekannt. Nichtdisjunktion ist die Unfähigkeit oder das Versagen homologer Chromosomen oder Schwesterchromatiden, sich während der Zellteilung in Mitose und Meiose korrekt zu trennen. Nicht-Disjunktion kann während Meiose I und Meiose II auftreten, was zu einer abnormalen Chromosomenzahl von Gameten führt. Der Hauptunterschied zwischen Nichtdisjunktion bei Meiose 1 und 2 besteht darin, dass sich homologe Chromosomen während Meiose 1 nicht trennen, während Schwesterchromatiden bei Meiose II sich nicht trennen.
Was ist Nichtdisjunktion in Meiose 1?
Meiose ist ein Prozess, der Gameten (Eier und Spermien) aus diploiden Zellen zur Fortpflanzung produziert. Gameten enth alten 23 Chromosomen (n). Meiose tritt in zwei Hauptstadien auf, die als Meiose I und Meiose II bezeichnet werden. Die Meiose I besteht aus fünf Hauptstadien mit den Namen Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I und Zytokinese. Während der Anaphase I trennen sich homologe Chromosomen voneinander und bewegen sich in Richtung der beiden Pole. Manchmal zeigen homologe Chromosomen ein Versagen bei der richtigen Trennung. In diesem Fall werden Gameten mit zusätzlichen oder fehlenden Chromosomen produziert. Daher weicht die Gesamtzahl der Chromosomen in Gameten von der normalen Zahl ab. Sobald diese Gameten befruchtet sind, produzieren sie abnormale Chromosomenzahlen, was als Aneuploidie bezeichnet wird.
Abbildung 01: Nicht-Disjunktion bei Meiose
Diese ungewöhnlichen Chromosomenzahlen erzeugen mehrere Syndrome (Krankheitszustände) bei den Nachkommen. Zum Beispiel führt die Trisomie von Chromosom 21 zu Babys mit Down-Syndrom. Das Down-Syndrom ist das Ergebnis einer Keimzelle, die n+1 Chromosomen enthält. Wenn dieser Gamet befruchtet wird, bildet er eine Zygote, die 2n+1 Chromosomen enthält (insgesamt 47 Chromosomen). Ein weiteres Beispiel ist das Turner-Syndrom. Es tritt aufgrund einer Nichtdisjunktion des Geschlechtschromosoms (Monosomie XO) auf. Es führt zu n-1 Chromosomen in Gameten und nach der Befruchtung tragen die Nachkommen 2n-1 Chromosomen (insgesamt 45 Chromosomen).
Abbildung 02: Trisomie durch Nichtdisjunktion bei Meiose I
Was ist Nichtdisjunktion in Meiose 2?
Meiose II ist die zweite aufeinanderfolgende Teilung der Meiose, die der Mitose ähnelt. Während der Meiose II werden aus zwei Zellen vier Gameten produziert. Es folgen mehrere unterschiedliche Phasen, die als Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, Telophase II und Zytokinese bezeichnet werden. Chromosomen ordnen sich in der Mitte der Zelle (Metaphasenplatte) an und heften sich während der Metaphase II von ihren Zentromeren an Spindelfasern. Sie werden bereit, sich in zwei Gruppen zu teilen und in die Anaphase II überzugehen. Während der Anaphase II teilen sich Schwesterchromatiden gleichmäßig und werden von Mikrotubuli zu den Polen gezogen. Dieser Schritt stellt die richtige Anzahl von Chromosomen in Gameten sicher. Manchmal können sich Schwesterchromatiden in diesem Stadium aus mehreren Gründen nicht richtig trennen, wie z. B. falsche Ausrichtung und Anhaftung an der Metaphasenplatte usw. Dies ist als Nichtdisjunktion bei Meiose II bekannt. Aufgrund dieses Versagens werden Gameten mit anormalen Chromosomenzahlen (n+1 oder n-1) produziert.
Nondisjunction bei Meiose I oder II führt zu Gameten mit anormalen Chromosomenzahlen und bringt Babys mit verschiedenen Syndromen hervor, wie Down-Syndrom (Trisomie 21), Patau-Syndrom (Trisomie 13), Edward-Syndrom (Trisomie 18), Klinefelter-Syndrom (47, XXY Männer), Trisomie X (47, XXX Frauen), Monosomie X (Turner-Syndrom) usw.
Abbildung 03: Nicht-Disjunktion bei Meiose II
Was ist der Unterschied zwischen Nichtdisjunktion in Meiose 1 und 2?
Nichtdisjunktion bei Meiose 1 vs. 2 |
|
| Das Versagen homologer Chromosomen, sich während der Anaphase 1 in Richtung der Pole zu trennen, ist als Nicht-Disjunktion bei Meiose 1 bekannt. | Das Versagen der Schwesterchromatiden, sich während der Anaphase 2 in der Meiose zu den Polen hin zu trennen, ist als Nicht-Disjunktion in der Meiose 2 bekannt. |
| Chromosomen vs. Schwesterchromatiden | |
| Homologe Chromosomen trennen sich bei Meiose I nicht richtig. | Schwesterchromatiden trennen sich bei Meiose II nicht richtig. |
Zusammenfassung – Nichtdisjunktion bei Meiose 1 vs. 2
Nondisjunction ist ein Prozess, der Gameten mit einer abnormalen Anzahl von Chromosomen erzeugt. Es tritt aufgrund des Versagens homologer Chromosomen auf, sich während der Anaphase I zu trennen, oder des Versagens der Schwesterchromatiden, sich während der Anaphase II in der Meiose zu trennen. Somit besteht der Hauptunterschied zwischen Nichtdisjunktion in Meiose 1 und 2 darin, dass Nichtdisjunktion in Meiose 1 in homologen Chromosomen auftritt, während Nichtdisjunktion in Meiose II in Schwesterchromatiden auftritt. Sobald diese Gameten befruchtet sind, können Personen mit Aneuploidie zu mehreren Syndromen wie dem Down-Syndrom, dem Klinefelter-Syndrom, dem Turner-Syndrom usw. führen.
