Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Meiosis 1: Stages & Importance in Cell Division

Meiose er en type celledeling i eukaryote organismer, der resulterer i produktion af gameter eller kønsceller. Hos mennesker er gameterne sædceller (sædceller) hos mænd og æg (æg) hos kvinder.

Det centrale kendetegn ved en celle, der har gennemgået meiose, er, at den indeholder et haploid antal af kromosomer, som hos mennesker er 23. der henviser til, at langt de fleste af det menneskelige legems billioner af celler deler sig med mitose
og indeholder 23 par kromosomer, for 46 i alt (dette kaldes diploid
antal), gameter indeholder 22 "almindelige" nummererede kromosomer og et enkelt kønskromosom, mærket som X eller Y.

Meiose kan kontrasteres med mitose på en række andre måder. For eksempel samles alle 46 kromosomer ved begyndelsen af mitose individuelt langs linjen med eventuel opdeling af kernen. I Meiosis-processen stiger de 23 par homologe kromosomer i hver kerne op langs dette plan.
Hvorfor Meiosis?

Det store billede af meiose-rollen er at seksuel reproduktion sikrer opretholdelse af genetisk mangfoldighed
i en given art. Dette skyldes, at meiosis mekanismer sikrer, at hvert gamet, der produceres af en given person, indeholder en unik kombination af DNA fra denne persons mor og far.

Genetisk mangfoldighed er vigtig i enhver art, fordi det tjener som en beskyttelse mod miljø forhold, der kunne udslette en hel population af organismer eller endda en hel art. Hvis en organisme tilfældigvis har arvet træk, der gør den mindre modtagelig for et infektiøst middel eller anden trussel, selv en, der muligvis ikke findes på det tidspunkt, hvor organismen opstår, er den organisme og dens afkom en bedre chance for at overleve.
Oversigt over meiose -

Meiose og mitose hos mennesker begynder på samme måde - med en almindelig samling af 46 nyrereplicerede kromosomer i kernen. Det vil sige, alle 46 kromosomer findes som et par identiske søsterchromatider
(enkeltkromosomer), der blev sammenføjet på et punkt langs deres længde kaldet centromere
.

I mitose, centromererne i de replikerede kromosomer danner en linje på tværs af midten af kernen, kernen deler sig, og hver datterkerne indeholder en enkelt kopi af alle 46 kromosomer. Medmindre der opstår fejl, er DNA'et i hver dattercelle identisk med forældercellen, og mitose er komplet efter denne enkelt opdeling.

Ved meiose, der kun forekommer i gonaderne, to
successive opdelinger forekommer. Disse kaldes meiose I og meiose II. Dette resulterer i produktionen af fire og datterceller. Hver af disse indeholder et haploidt antal kromosomer.

Dette giver mening: Processen begynder med i alt 92 kromosomer, hvoraf 46 er i søster-kromatidpar; to opdelinger er tilstrækkelige til at reducere dette antal til 46 efter meiose I og 23 efter meiose II. Meiose I er det objektivt mere interessante af disse, da meiose 2 egentlig bare er mitose i alt undtagen dets navn.

De kendetegnende og vitale træk ved meiose jeg krydser
(kaldes også < em> rekombination
) og uafhængigt sortiment.
Hvad sker der i profase I?

Som med mitose er de fire forskellige faser /stadier af meiose profase, metafase, anafase og telofase
- "P-mat" er en naturlig måde at huske disse og deres kronologiske rækkefølge.

I profase I om meiose (hvert trin får et matchende nummer den meiose-sekvens, den hører til), kondenserer kromosomerne fra det mere diffuse fysiske arrangement, de ligger i under interfase
, det samlede navn for den ikke-delende del af en celles livscyklus.

Derefter de homologe kromosomer - det vil sige kopien af kromosom 1 fra faderen og kromosomet 1, og på lignende måde for de andre 21 nummererede kromosomer såvel som de to kønskromosomer - parret op.

Dette muliggør krydsning mellem materiale på homologe kromosomer, en slags molekylær åbent markedssystem.
Phases of Prophase I

Setning I om meiose inkluderer fem forskellige substanser.

  • Leptoten: De 23 parrede og duplikerede homologe kromosomer, som hver kaldes en bivalent
    , kondenserer. I en bivalent sidder kromosomerne ved siden af hinanden og danner en grov XX-form, hvor hver "X" består af søsterchromatiderne i et forældrekromosom. (Denne sammenligning har intet at gøre med kønskromosomet mærket "X"; det er kun beregnet til visualiseringsformål).
  • Zygoten: synaptonemal komplekset, strukturen, der holder parrede kromosomer sammen og fremmer genetisk rekombination, begynder at dannes. Denne proces kaldes synapsis
    .
  • Pachytene: I begyndelsen af dette trin er synapsis afsluttet. Dette trin kan især vare i flere dage.
  • Diplotene: I dette trin begynder kromosomerne at kondensere, og der forekommer meget cellevækst og transkription.
  • Diakinesis: Det er her profase 1 morf i metafase 1.

    Hvad er krydsning over?

    Krydsning eller genetisk rekombination er i det væsentlige en podningsproces, hvor en længde af dobbeltstrenget DNA udskæres fra et kromosom og transplanteret på sin homolog. De pletter, hvor dette forekommer, kaldes chiasmata
    (ental chiasma
    ) og kan visualiseres under et mikroskop.

    Denne proces sikrer en større grad af genetisk mangfoldighed hos afkom fordi udveksling af DNA mellem homologer resulterer i kromosomer med et nyt komplement af genetisk materiale.

  • I gennemsnit forekommer to eller tre crossover-begivenheder på hvert par kromosomer under meiose I.

    Hvad sker der i metafase I?

    I denne fase stiller bivalenter sig langs cellens midtlinie. Kromatiderne er bundet sammen af proteiner kaldet kohesiner
    .

    Dette arrangement er kritisk tilfældigt, hvilket betyder, at en given side af cellen har en lige sandsynlighed for at inkludere enten den maternale halvdel af den bivalente (dvs. de to moderlige kromatider) eller den faderlige halvdel.

  • Antallet af mulige forskellige arrangementer i cellen til de 23 kromosompar er 223 eller ca. 8,4 millioner
    repræsenterer antallet af forskellige mulige gameter, der kan genereres under meiose. Da hvert gamet skal smelte sammen med et gamet af det modsatte køn for at skabe et befrugtet menneskeæg, eller zygote
    , skal dette antal kvadrates igen for at bestemme antallet af genetisk distinkte mennesker, der kan være resultatet af en enkelt befrugtning - næsten 70 billioner
    eller ca. 10.000 gange antallet af mennesker, der i øjeblikket lever på Jorden.

    Hvad sker der i anafase I?

    I denne fase adskiller homologe kromosomer sig og migrerer til modsatte poler i cellen og bevæger sig i rette vinkler til linjen for celledeling. Dette opnås ved trækvirkningen af mikrotubulier
    , der stammer fra centrioler ved polerne. Derudover nedbrydes kohesinerne i denne fase, hvilket har effekten af at opløse "limet", der holder bivalenterne sammen. meget bogstavelig, synlig bevægelse inden i cellen.
    Hvad sker der i telofase I?

    I telofase I afslutter kromosomer deres rejser til de modsatte poler i cellen. Nye kerner dannes ved hver pol, og der dannes en nukleurkonvolutt omkring hvert sæt kromosomer. Det er nyttigt at tænke på hver pol som indeholdende ikke-søster-kromatider, der er ens, men ikke længere identiske på grund af overkrydsningsbegivenheder.

    Cytokinesis
    , opdelingen af en hel celle i modsætning til til opdelingen af dens kerne alene, finder sted og producerer to datterceller. Hver af disse datterceller indeholder et diploid antal kromosomer. Dette sætter scenen for meiose II, hvor kromatiderne igen vil blive adskilt i løbet af en anden celledeling for at frembringe de nødvendige 23 i hver sæd og ægcelle ved afslutningen af meiose.

    Relaterede meioseemner:

  • Prophase II
  • Metaphase II
  • Anaphase II
  • Telophase II
  • Haploidceller