Wiener Forscher entschlüsseln spezielle Form der Keimzellteilung

31. Oktober 2014, 18:10
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Phasen der Meiose laufen bei manchen Pflanzenspezies in umgekehrter Reihenfolge

Wien - Bei der Zellteilung (Mitose) wird das Erbgut unverändert auf idente Tochterzellen übertragen. Anders läuft die Mitose bei der Keimzell-Bildung ab. Bei dieser zweiphasigen Teilung (Meiose) wird der Chromosomensatz auf die Hälfte reduziert. Bei manchen Arten laufen diese Phasen umgekehrt ab. Was dabei vor sich geht, berichten nun Forscher aus Wien im Fachjournal "Nature Communications".

Nur bei der speziellen Zellteilung der Meiose können Keimzellen entstehen. Dabei teilt sich eine Zelle so, dass Tochterzellen mit einfachem statt dem üblichen doppelten Chromosomensatz ausgestattet sind. Verschmilzt ein Spermium mit einer Eizelle bei der Befruchtung, entsteht wieder eine Zelle mit einem doppelten Chromosomensatz. Sie teilt sich wieder nach den Regeln der Mitose - ein Embryo entsteht. Dieser Prozess ermöglicht genetische Vielfalt.

Die Meiose läuft dabei in zwei großen Teilschritten ab: Bei den meisten Organismen, auch beim Menschen, erfolgt zuerst die sogenannte Reduktionsteilung, in der der doppelte Chromosomensatz der Ausgangszelle auf den einfachen Satz der Tochterzellen reduziert wird. Die daran anschließende Äquitationsteilung hat zum Ziel, die nun in beiden Zellen vorhandenen Chromosomen in ihre Chromatiden, also deren Längshälften, zu teilen. Ergebnis sind vier Keimzellen mit jeweils nur einfachem Chromosomensatz.

Holozentrische Chromosomen

Bei manchen Spezies laufen diese Phasen aber nicht nach diesem Schema ab, etwa bei zwei in Brasilien weitverbreiteten Arten von Schnabelried-Gewächsen aus der Familie der Sauergrasgewächse (Rhynchospora pubera und Rhynchospora tenuis). Dort finden die Phasen der Meiose in umgekehrter Reihenfolge statt. Diesen Prozess haben nun Gabriela Cabral und Peter Schlögelhofer von den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien untersucht.

Diese Arten mit "verkehrter" Meiose besitzen sogenannte holozentrische Chromosomen, im Gegensatz etwa zum Menschen, der monozentrische Chromosomen hat. Letztere heften sich mit einem bestimmten Teil (Zentromer) an den sogenannten Spindelapparat an, der bei der Zellteilung für die Aufteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen sorgt. Dagegen binden holozentrische Chromosomen über ihre gesamte Länge an den Spindelapparat.

Würde die Meiose bei holozentrischen Chromosomen nach dem monozentrischen Schema ablaufen, gäbe es Probleme bei der Teilung. Deshalb findet bei diesen Arten zuerst die Äquitationsteilung und dann erst die Reduktionsteilung statt. Damit dabei alles richtig auf die neuentstehenden Keimzellen aufgeteilt wird, haben diese Arten spezielle Strategien entwickelt, etwa dünne Fäden, die das Erbgut während der zweiten Teilung korrekt ausrichten und halten. (APA/red, derStandard.at, 31.10.2014)

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