Meiose vs. mitose:Optrævling af celledeling

I begyndelsen var du bare noget genetisk materiale. For at få dig til, var din biologiske mor og far begge nødt til at deltage i et forsøg på at pitche en kønscelle i hver - en sædcelle og en ægcelle, hver med 23 kromosomer.

Her er det, hvor nogle komplicerede genetiske juju måtte gå ned - en proces kaldet mitose, såvel som dens søsterproces, meiose, som er lige så vigtig, men ikke så almindelig. Så vent ... meiose versus meitose ? Hvad er forskellen?

1. Hvad er mitose?
2. Hvad er meiose?
3. Hvad er forskellen mellem meiose og mitose?
4. Visualisering af kromosomadskillelse
5. Formålet med Meiose

Hvad er mitose?

Mitose er en grundlæggende proces i cellebiologi, der driver opdelingen af ​​en enkelt celle i to datterceller. Celledeling sikrer, at en organismes kropsceller fortsætter med at trives og erstatte beskadigede eller slidte celler.

Takket være mitose er vi i stand til at generere identiske kopier af celler, såsom dem der bruges til vævsreparation og vækst.

Mitoseprocessen

Under mitose gennemgår en diploid modercelle en række begivenheder. Modercellens kerne deler sig, hvilket kulminerer i dannelsen af ​​to genetisk identiske diploide somatiske celler eller datterceller.

Det betyder, at hver dattercelle besidder en nøjagtig kopi af modercellens genetiske materiale med samme kromosomnummer og genetisk information.

En af nøglespillerne i denne proces inkluderer den mitotiske spindel, en kompleks struktur af spindelmikrotubuli, der styrer den velordnede adskillelse af kromosomer.

Efterhånden som kromosomerne er på linje langs metafasepladen, gennemgår de præcis segregering i de to datterceller under anafasen. I mellemtiden adskilles og samles kernemembranen igen, hvilket sikrer en jævn overgang.

Vigtigheden af ​​mitose

Mitose er afgørende for vækst, reparation og vedligeholdelse af flercellede organismer. Det giver mulighed for konstant fornyelse af celler som hud, blod og muskler, alt imens det sikres, at disse nye celler er genetisk identiske med deres moderceller.

I bund og grund er mitose den cellulære arbejdshest, der holder vores kroppe i funktion.

Hvad er Meiose?

Meiose er en afgørende proces i seksuel reproduktion, adskilt fra mitose, da den har til formål at skabe genetisk diversitet.

Meiose begynder med en diploid modercelle, men den stopper ikke ved kun to datterceller. I stedet fortsætter det gennem to adskilte stadier:Meiosis I og Meiosis II.

Meiosis I:Udveksling af genetisk materiale

Den indledende fase, Meiosis I, involverer et afgørende trin:homolog rekombination, hvor homologe kromosomer fra hver forælder udveksler genetisk materiale. Denne proces blander det genetiske kort, blander og matcher alleler (versioner af gener) fra begge forældre.

Som et resultat af Meiosis I opstår to haploide datterceller, hver med en unik kombination af genetisk materiale. Disse celler har kun én version af hvert gen, i modsætning til de to versioner, der findes i en diploid celle. Men den genetiske mangfoldighed stopper ikke der.

Meiosis II:Dannelsen af ​​gameter

Meiose II følger, og haploide celler deler sig yderligere. Denne anden deling resulterer i fire haploide datterceller, hver med forskellige genetiske sammensætninger. Disse specialiserede celler er kendt som kønsceller eller kønsceller, og de spiller en central rolle i seksuel reproduktion.

Under befrugtning smelter reproduktive celler (dvs. sædceller), der bærer deres egen unikke genetiske information, sammen med ægceller, der på samme måde er fyldt med karakteristisk genetisk materiale. Denne forening resulterer i en zygoter med et komplet sæt gener, der omfatter bidrag fra begge forældre.

Meiosis er arkitekten bag genetisk variation, der forbedrer en organismes tilpasningsevne til en foranderlig verden. Den meiotiske proces sikrer, at enhver seksuel reproduktionsbegivenhed giver genetiske kombinationer, der er virkelig unikke - et afgørende element i skabelsen af ​​hver ny generation.

Hvad er forskellen mellem meiose og mitose?

"Nøglen til at forstå forskellen mellem mitose og meiose er ikke i trinene, men i de endelige produkter af hver," siger Brandon Jackson, assisterende professor ved Institut for Biologiske og Miljøvidenskaber ved Virginia's Longwood University.

"Mitose resulterer i to identiske 'datter' celler, hver med to versioner af hvert gen - en version fra hver forælder, ligesom hver celle i kroppen," fortsætter han. "Meiose resulterer i fire celler kaldet gameter - kønsceller - men hver har kun én version af hvert gen. På denne måde, når sæd og æg smelter sammen under befrugtning, er den resulterende zygote tilbage til at have to versioner af hvert gen."

Så hvis celler deler sig, er det næsten altid gennem mitose, medmindre produktet er en kønscelle, der planlægger at mødes med en anden kønscelle for at lave en ny organisme.

I dette tilfælde kan hver celle kun have 23 kromosomer i stedet for de normale 46. Så der skal ske en blanding for at sikre, at hver kønscelle har halvdelen af ​​kromosomerne i en normal celle.

Det er svært at beskrive forskellene mellem processerne af mitose og meiose uden at bruge udtryk som 'homolog rekombination' og "cytokinese", som er forvirrende. Det hjælper at stoppe med at tænke på celledeling i form af kromosomer et øjeblik og begynde at tænke på sætninger.

"Mitose versus meiose er mine elevers nemesis!" siger Jackson. "Men da DNA er meget som ord kædet sammen for at lave sætninger, kan vi bruge ord til at analogisere disse begivenheder."

Visualisering af kromosomadskillelse

En øvelse Jackson laver i sine biologitimer involverer at tage to sætninger og kalde dem "kromosomer". Af hensyn til denne artikel har vi lavet sætning 1 fed for at gøre det nemt at følge dens vej gennem processerne med mitose og meiose.

Begge disse sætninger beskriver grundlæggende den samme idé, men sætning 1 (en ægcelle, med 23 kromosomer) kommer fra den kvindelige forælder (med fed skrift), og sætning 2 (en sædcelle, også med 23 kromosomer) kommer fra den mandlige forælder.

Både mitose og meiose starter herfra og duplikerer DNA'et, hvilket giver os to af hver sætning.

Det næste mitosetrin adskiller duplikaterne og sorterer dem derefter ud igen for at skabe tvillingeceller, der hver indeholder genetisk materiale, der er nedarvet fra både mor og far. De kan senere lave dubletter af sig selv, der er stort set nøjagtigt som de dubletter, dine røde blodlegemer eller leverceller lavede sidste år eller for 20 år siden.

Den første fase af meiose, (videnskabeligt kendt som Meiosis I), tager det duplikerede DNA, der markerer begyndelsen af ​​mitoseprocessen, kopierer det, hvilket resulterer i to datterceller, som hver indeholder hele sæt kromosomer og blander dem derefter som et sæt kort:

Det første trin (videnskabeligt kendt som Meiosis I) er, når en enkelt celle kopieres, hvilket resulterer i to datterceller, som hver indeholder et komplet sæt kromosomer.

Det andet trin (videnskabeligt kendt som Meiosis II) adskiller derefter de nye datterceller, sætter hver i sin egen celle, hvilket efterlader fire celler med forskelligt DNA i hver.

"Hver sætning siger det samme, men med forskellige versioner af hvert ord - hver version er en allel, i DNA tale," siger Jackson. "Hver allel er en blanding af ord fra de mandlige og kvindelige forældre."

Formålet med Meiosis

Pyha! Meiose virker som en hel masse arbejde! Hvorfor gå igennem besværet, når du bare kunne lave en hurtig mitose og være færdig med det?

"Variation!" siger Jackson. "Dette er den første del af seksuel reproduktion, hvis formål er at øge den genetiske variation, og dette øger en organismes evne til fortsat at tilpasse sig en foranderlig verden."

Lad os sige, at den sidste kønscelle ovenfor (det er "sætningerne" dannet af meiose) befrugter en anden kønscelle, der siger,

Det ville lave en ny celle og organisme med følgende DNA-profil:

Det er ikke kun anderledes end vores forældrecelle, den vi startede med, men det er anderledes end begge bedsteforældre.

Og hvis du har snesevis af disse sætninger - mennesker har trods alt 23 par "sætninger" - og hver sætning har tusindvis af ord, resulterer hver meiose og befrugtningsbegivenhed i genetiske kombinationer, der sandsynligvis aldrig har eksisteret.

Det er selvfølgelig derfor, du er så speciel.

Meiose blev første gang observeret i søpindsvinsæg i 1876 af den tyske biolog Oscar Hertwig.

Denne artikel blev opdateret i forbindelse med AI-teknologi, og derefter faktatjekket og redigeret af en HowStuffWorks-redaktør.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er diploide celler?

Hvad er cellecyklussen?

Hvor mange kromosomer har diploide celler hos mennesker?

Hvad er æg- og sædceller?

Hvad er kønsceller?

Hvad er genetisk identiske søsterkromatider?