MEIOZIS: FUNKCIÓ, FÁZISOK ÉS JELLEMZŐIK - BIOLÓGIA - 2026

A meiozis az a sejtosztódás, amely az eukarióta organizmusokat jellemzi, amelyek életciklusa a szexuális szaporodás fázisa. Ezen a folyamaton keresztül a felosztó sejtekben a kromoszómák száma felére csökken, ezért „reduktív megosztásnak” is hívják.

A sejtelmélet alapjai szerint "minden sejt egy másik sejtből származik", és ismert, hogy az egyik sejt egy másik osztódási folyamat révén jön létre, amely belső komponenseinek (DNS, fehérjék stb.) Megkettőzéséből áll.) és szétválasztásuk két "lányos" sejtre, amelyek gyakorlatilag azonosak egymással.

Meiosis összefoglaló séma: 1) A kromoszómák párhuzamosítása 2) A homológ kromoszómák párosítása 3) A keresztezés 4) Első meiotikus megosztás (a duplikált kromoszómák egyike az egyik lánysejtben) 5) Második meiotikus megosztás (mindegyikből egy kromoszóma) lányos cellánként egy) (Forrás: Peter Coxhead a Wikimedia Commons segítségével)

Ez a folyamat lehetővé teszi az élet folyamatosságát és a genetikai anyag "változatlan" továbbítását a következő nemzedékekre. A meiozis mind a többsejtű organizmusok sejtjeiben, mind az egysejtű szervezetekben (egyebek között protozoák, élesztők és baktériumok) fordul elő.

Egyes organizmusok esetében ez a szaporodás fő formája, és asexuális szaporodásnak nevezik. A különféle fejlődési ciklusú többsejtű élőlények reprodukciója azonban egy kicsit összetettebb, és arra utal, hogy ugyanazon szervezet minden sejtje egy nagyon különleges sejtből áll, amelyet zigótának hívnak.

A zigóta a nemi szaporodásnak nevezett folyamat eredménye, amely két gametikus vagy szexuális sejt fuzionálását foglalja magában, amelyeket két különféle egyén (általában "hím" és "nő") állít elő, és amelyek a genetikai információ felét birtokolják. minden egyes.

Ezeknek a nemi sejteknek a termelési folyamata a többsejtű szervezetekben meiosis néven ismert, és fő feladata a sejtek, a kromoszómális terhelés felének fele, azaz a haploid sejtek előállítása.

A meiosis működése

A meiosis a szexuális szaporodás központi része vagy "szíve", amely evolúciós szempontból előnyös "megszerzésnek" tűnik, mivel a legtöbb állat- és növényfaj elfogadta.

Ez a folyamat két különféle genom kombinációját foglalja magában, amely utódok kialakulásával ér véget egy "új" genetikai adományozással, ami viszont növekvő variabilitást jelent.

Ezen reduktív sejtosztódás révén a többsejtű állatok és növények testén lévő, speciális sejtek, csíravonal-sejtek, nemi vagy gametikus sejteket termelnek, amelyek összeolvadásakor egy zigótának nevezett sejt alakul ki..

A kromoszómális szám meiózissal történő csökkentése elengedhetetlen lépés annak a két nemi sejtnek az egyesüléséhez, amelyek előállítják a diploid kromoszomális komplement „regenerálását” a következő generációban, biztosítva a fajok folyamatosságát.

A kromoszóma számának csökkentése lehetséges, mivel a meiosis során a DNS replikáció egyetlen fordulóját két egymást követő kromoszóma szegregáció követi.

Versenyelőny

Az a tény, hogy két egyén nemi úton szaporodik, és két genetikailag eltérő ivarsejt fuzionálódik, amelynek kromoszómáit korábban is "keverték" véletlenszerű folyamatok révén ", a verseny szempontjából evolúciós előnyt jelenthet.

A meiozis, amely olyan új genetikai kombinációval járó sejteket hoz létre, amelyek a nemi szaporodás során megolvadnak, lehetővé teszi az ilyen szaporodás termékeit képező egyének alkalmazkodását ahhoz, hogy életben maradjanak egy lényegesen változó környezetben.

A "káros" allélek kiküszöbölése

Mivel a populáció mutációk által hajlamos új allélek megjelenésére (amelyek közül sok káros lehet), a meiozis és a szexuális szaporodás elősegítheti ezen allélek gyors eltávolítását, megakadályozva azok felhalmozódását és további terjedését.

A meiozis fázisai

A meiotikus folyamat azzal magyarázható, hogy egy olyan sejt kromoszómáinak "elválasztása" vagy "eloszlása", amelyekben az osztódás kromoszómális terhelése csökken, ami az első meiotikus megoszlásnak és a második meiotikus megosztásnak nevezett megosztáson keresztül történik, ez az az utóbbi meglehetősen hasonló a mitotikus megoszláshoz.

Mint az alábbiakban látható lesz, a két meiózis mind egy fázisból, egy metafázisból, egy anafázisból és egy teofázisból áll.

A meiosis fázisai (Forrás: Boumphreyfr a Wikimedia Commons segítségével)

- Első meiotikus megosztás

Az I. meiosis vagy az első meiózisos megoszlás az egyes homológ kromoszóma-tagok egyesülésével kezdődik (az anyai és apai kromoszómák, amelyeket a diploid organizmusok örökölnek a szüleiktől).

Felület

A mitózishoz hasonlóan az interfész a csíravonal sejtciklusának a meiózist megelőző fázisa. Ebben a szakaszban a sejtes DNS replikációjának egyetlen eseménye fordul elő, amely anyai és apai kromoszómát hoz létre (ezek diploid sejtek), amelyek mindegyike két testvér kromatidból áll.

I. fázis

Az I. meiózis I. fázisában a homológ kromoszómák (két különböző szülő, az apa és az anya ekvivalens kromoszómái) közötti egyesülés vagy fizikai kapcsolat teljes hosszában megy végbe.

Ezt az eseményt szinapszisnek nevezzük, és ez az eljárás, amellyel négy kromatid társul, mindegyik homológ kromoszómából kettő, ezért a kapott szerkezetet tetrad vagy bivalens komplexnek nevezzük (a sejtekben a tetrafák száma a fázis alatt ekvivalens a kromoszómák haploid számával).

Minden egyes tetradi, nem nővére kromatidban, azaz azokban, amelyek a homológ kromoszómákhoz tartoznak, a keresztezésnek nevezett folyamat útján rekombinálódik, amely a kromoszóma közötti genetikai cserét eredményezi a véletlenszerű fragmensek véletlenszerű helyekre vágásával és beillesztésével, új génkombinációk előállítása.

A rekombináció bekövetkezése után a homológ kromoszómák centromerjei elkülönülnek, és azokat csak a chiasms néven ismert régiók egyesítik, amelyek megfelelnek a keresztezési helyeknek. A nővérekromatidok azonban a centroméren keresztül kapcsolódnak.

Az I. meiozis ebben a szakaszában a sejtek növekednek és szintetizálják a tartalékmolekulákat. Ezen túlmenően a mikrotubulus orsó kialakulása nagyra becsülhető, és az I. későbbi fázisban a nukleáris boríték eltűnik, és a kromatid-tetradák világosan láthatók a fénymikroszkóp alatt.

Ez a fázis akkor fejeződik be, amikor a tetradák az osztó cella egyenlítői síkjában vonulnak fel.

I. metafázis

A metafázis során a mikrotubulus orsó szálai a homológ kromoszómák centromerjeihez és a sejt ellentétes pólusaihoz kapcsolódnak; Ez ellentétes azzal, ami a mitózis során fordul elő, amikor a nővérkromatidok centromerjei az ellenkező pólusok mikrotubulusaihoz kapcsolódnak.

I. Anaphase

Ebben a fázisban a duplikált homológ kromoszómák szétválnak, mivel az orsó mikrotubulusának köszönhetően a sejt ellentétes pólusai felé "húzódnak". Ezután minden póluson egy véletlenszerű kromoszóma-kombináció található, de az egyes homológ pároknak csak egy tagja van.

Az I. anafázis során a nővérekromatidok a centromerjeik révén egymáshoz kapcsolódnak, ez különbözik a mitózistól, mivel a mitózisos anafázis során a testvérkromatidok a sejt ellentétes pólusaiban vannak elválasztva.

I. telofázis

Ezen a ponton a kromatidok „dekondenzálódnak”, vagyis kevésbé lesznek láthatóak a mikroszkóp alatt, elveszítve jellegzetes alakjukat. A nukleáris burkot átszervezzük, és megtörténik a citokinezis vagy a lánysejtek elválasztása, amelyek haploid számú kromoszómát tartalmaznak, de amelyek duplikált kromoszómákból állnak (a két kromatidjukkal).

Az I. teofázis és a következő meiotikus megosztás között rövid ideig tart interkinesis néven, bár ez nem minden organizmusban fordul elő.

- Második meiotikus megosztás

A második megosztás során a testvérkromatidok elválasztódnak, a mitózis során, de a DNS korábbi replikációja nélkül.

II

A II. Fázis nagyon hasonló a mitotikus fázishoz. Ebben a szakaszban nincs homológ kromoszómák egyesülése és nincs keresztezés.

A II. Fázisban a kromatidok újra láthatóvá válnak, azaz a kromatin kondenzálódik. Az orsószálak mindegyik pólusról sugárzódnak, és meghosszabbodnak a testvér-kromatidiumokat összekötő centromerek felé.

Végül a nukleáris burkolat eltűnik, és az ellenkező pólusok mikrotubulusai elérték az egyes kromatidok centroméreit, és ezek a sejt egyenlítői síkjában vannak igazítva.

II. Metafázis

A II. Metafázis különbözik az I. metafázistól az egyenlítői síkban elhelyezkedő kromatidok számának tekintetében. Az I. metafázisban a tetradok láthatók, míg a II-ben csak ugyanazon kromoszóma testvérkromatidjait figyeljük meg, mint a mitotikus metafázisokban.

Anaphase II

Ebben a szakaszban a nővére kromatidok szétválnak, miközben elmozdulnak a sejt ellentétes pólusai felé. Ettől a pillanattól kezdve minden kromatid független kromoszómának tekinthető.

Telofázis II

A telofáz elején ezután a nukleáris burok regenerálódik a sejt minden egyes pólusában eloszlatott homológ kromoszómák nem megsokszorozott halmazán, amely után citokinezis vagy a lánysejtek elválasztása következik be.

A diploid sejt meiotikus megosztása négy haploid sejtet eredményez, amelyek mindegyikének eltérő génkombinációja van, a rekombináció során.

Irodalom

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… és Walter, P. (2013). Alapvető sejtbiológia. Garland Science.
2. Bernstein, H. és Bernstein, C. (2013). A meiozis evolúciós eredete és adaptív funkciója. Meiozisban. IntechOpen.
3. Hunt, PA és Hassold, TJ (2002). A szex a meiosisban számít. Science, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Meiozis: hogyan működhetne? A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR és Martin, DW (2011). Biológia (9. kiadás). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
6. Villeneuve, AM és Hillers, KJ (2001). Honnan meiozis? Cell, 106 (6), 647-650.