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[[Datei:Kernphasenwechsel new 2.png|miniatur|hochkant=1.7]]
Der '''Kernphasenwechsel''' ist der periodische Wechsel zwischen einer [[Haploidie|haploiden]] und einer [[Diploidie|diploiden]] Phase bei der [[Geschlechtliche Fortpflanzung|geschlechtlichen Fortpflanzung]] von [[Eukaryoten]]. Dabei bedeutet „haploid“, dass der [[Zellkern]] nur einen [[Chromosomensatz]] enthält, während er in der diploiden Phase zwei [[Homologie (Genetik)|homologe]] Sätze enthält. (Alternativ spricht man auch von einem einfachen und einem doppelten Chromosomensatz.)

Der Kernphasenwechsel ist das Grundprinzip der sexuellen Fortpflanzung, denn er ermöglicht die [[Rekombination (Genetik)|Rekombination]] des [[Genom]]s, ohne dass sich mit jeder neuen Generation die Chromosomensätze verdoppeln. Der Wechsel zwischen den beiden Kernphasen erfolgt zum einen bei der [[Meiose]] (oder Reduktionsteilung) und zum anderen bei der [[Befruchtung]]. Bei der Befruchtung verschmelzen zwei haploide Zellkerne zu einem diploiden Kern der [[Zygote]] ([[Karyogamie]]). Bei der Meiose wird der [[Ploidiegrad]] wieder reduziert, indem homologe Chromosomen auf verschiedene Tochterkerne verteilt werden.

== Drei Varianten des Kernphasenwechsels ==

Der relative Anteil der haploiden und der diploiden Phase variiert bei verschiedenen Organismen:<ref>Bernard John: ''Meiosis''. Cambridge University Press 1990, S. 6f.</ref>

; Gametischer Kernphasenwechsel (Diplonten): Bei den [[Diplont]]en, zu denen alle [[Vielzellige Tiere|vielzelligen Tiere]] (also auch der [[Mensch]]) gehören, sind alle Körperzellen diploid. Nur in den [[Geschlechtsorgan]]en werden durch die Meiose haploide [[Gamet]]en (Keimzellen) gebildet. Bei den meisten Lebewesen sind diese Gameten in zwei Geschlechter unterschieden. Häufig sind die weiblichen Gameten größer und die männlichen kleiner. Beim Menschen sind diese Gameten die [[Eizelle]]n und [[Spermium|Spermien]]. Bei der Befruchtung vereinigen sich Gameten mit solchen des jeweils anderen Geschlechts. Dabei entsteht eine diploide [[Zygote]], aus der durch zahlreiche [[Mitose]]n (Kernteilungen ohne Kernphasenwechsel) der neue Organismus hervorgeht. Man spricht in diesem Fall von einem ''gametischen Kernphasenwechsel''. Zu den Diplonten gehören auch die einzelligen [[Wimpertierchen]] sowie manche [[Grünalge]]n und [[Braunalgen]] (die [[Fucales]]).

; Zygotischer Kernphasenwechsel (Haplonten): Den umgekehrten Fall zeigen die [[Haplont]]en, bei denen nur die Zygote diploid ist und nach der Befruchtung ohne dazwischenliegende Mitosen direkt wieder die Meiose erfolgt. Nur in der haploiden Phase finden Mitosen statt. Diese dominiert somit den Lebenszyklus, und man spricht von einem ''zygotischen Kernphasenwechsel''. Zu den Haplonten gehören viele [[Pilze]] ([[Ständerpilze]] und [[Jochpilze]]), viele fadenförmige Grünalgen, einfach organisierte [[Rotalgen]] und manche [[Einzeller]], insbesondere [[Flagellaten]].

; Heterophasischer Kernphasenwechsel (Diplohaplonten): Drittens gibt es die [[Diplohaplont]]en, bei denen sowohl in der diploiden wie auch in der haploiden Phase Mitosen erfolgen. Dieser ''heterophasische Kernphasenwechsel'' liegt bei allen höher organisierten Pflanzen ([[Embryophyta]]) und den meisten [[Alge]]n vor. Dabei dominiert bei den [[Gefäßpflanzen]] ([[Samenpflanzen]] und [[Farne]]) die diploide Phase, bei den [[Laubmoose]]n und [[Lebermoose]]n hingegen die haploide. Bei den [[Hornmoose]]n sind beide Phasen ähnlich große Organismen. Auch die [[Schlauchpilze]] sind Diplohaplonten, bei denen allerdings in der diploiden Phase nur eine einzige Mitose erfolgt.

== Störungen im Kernphasenwechsel ==
Erfolgt beim gametischen oder heterophasischen Kernphasenwechsel die Meiose nicht vollständig, können ein oder mehrere Chromosomen in der Keimzelle bzw. in der haploiden Generation doppelt enthalten sein. Kommt es bei dieser Keimzelle dann zur Befruchtung, entsteht eine [[Trisomie]]. Im Extremfall ist die Keimzelle vollständig diploid und bei der Befruchtung entsteht dann eine [[Triploidie]], also ein Genom mit dreifachem Chromosomensatz. Falls beide Keimzellen diploid sind, kommt es zur [[Tetraploidie]] mit vier Chromosomensätzen.

Im Pflanzenreich sind Triploidie und Tetraploidie nicht selten. Sie werden durch züchterische Methoden bei manchen [[Kulturpflanze]]n gezielt herbeigeführt, etwa zur Ertragssteigerung. Viele triploide Pflanzen können keine Samen bilden, was aber bei Kulturpflanzen wie der [[Dessertbanane]] oder kernlosen Weintrauben auch erwünscht ist.

Bei Tieren führt Triploidie meistens zur Unfruchtbarkeit und kann bei manchen Arten zum vorzeitigen Tod führen. Gelegentlich werden Tierarten wie Fische oder Muscheln aber auch bewusst triploid gezüchtet. Beim Menschen führen Trisomien oft zu körperlichen und geistigen Behinderungen.

Andere mögliche Störungen sind Nullisomien und Monosomien, bei denen ein Chromosom oder ein Chromosomenpaar fehlt (siehe [[Aneuploidie]]). Auch außerhalb des Kernphasenwechsels können solche Chromosomensatz-Störungen im Organismus auftreten, etwa in [[Krebs (Medizin)|Krebszellen]].<ref>{{Literatur |Autor=Werner Müller-Esterl |Titel=Biochemie |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2018 |ISBN=978-3-662-54850-9 |DOI=10.1007/978-3-662-54851-6 |Seiten=502}}</ref>

In der [[Leber]] ist ein geringer Anteil der Zellen natürlicherweise tetraploid.

== Siehe auch ==
* [[Generationswechsel]]

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Genetik]]
[[Kategorie:Embryologie]]

Kernphasenwechsel - Versionsgeschichte

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