Dva základní typy buněčného dělení, mitóza a meióza, se vyskytují v rostlinách, zvířatech, prvcích a houbách.
U zvířat dochází v buňkách těla k mitóze, která produkuje růst a opravuje a udržuje tělesné tkáně. Každá dceřiná buňka je genetickou replikou původní buňky.
Meióza se vyskytuje v sexuální reprodukci, aby se vytvořila proměnná gametynebo vajíčka a sperma, které se spojí a vytvoří nového jedince odlišného od rodičů.
Synapsis je jedinečný způsob, jakým se chromozomy seřadí v první divizi meiózy, zvané „meióza I“, takže k ní dochází během meiózy, ale ne během mitózy. Každý pár chromozomů se spojuje a často si vyměňuje genetický materiál mezi jednotlivými chromozomy. Tato výměna, která se nazývá přechod, je důležitým způsobem, jak zvýšit genetickou variabilitu u pohlavně se množících organismů.
Nové genetické kombinace
Redukční dělení buněk produkuje buňky s polovičním počtem chromozomů, než jsou obsaženy v tělních buňkách, tzv. haploidní stav, takže potomci mají správný počet chromozomů.
U lidí mají tělesné buňky diploidní nebo zdvojnásobený počet 46 s 23 páry chromozomů. Každý pár má mateřský a otcovský chromozom, který se nazývá homologní chromozomy. Během meiózy se vyskytují dvě divize, které produkují haploidní gamety s 23 jednotlivými chromozomy.
Každá gameta má jedinečnou kombinaci mateřských a otcovských chromozomů. Tento genetická variabilita je důležité, aby se organismy mohly přizpůsobit měnícím se podmínkám. Další genetická variabilita nastává během synapse, kdy se během křížení vyměňuje genetický materiál mezi sesterskými chromatidami.
Jak se vyskytuje synapse v meióze
Před zahájením meiózy se homologní páry chromozomů obsažených v jádru buňky replikují za vzniku dvou párů sesterských chromatid, přičemž každý pár drží pohromadě strukturami nazývanými centromery.
Pro zahájení meiózy se jaderná membrána rozpouští a chromozomy se zkracují a zesilují. Během této první fáze, zvané profáza I, dochází k synapsi. Tyto dva páry sesterských chromatidů se spojují podél své délky kombinací RNA a proteinů nazývaných „synaptonemální komplex“.
Připojené chromatidy se nadále zkracují a v procesu se spojují dohromady. Mohou se vzájemně propojit do té míry, že se kousky sesterských chromatidů odlomí a znovu se připojí k opačný chromatid, takže část mateřské chromatidy je nyní na otcovském chromatidu a vice naopak.
Volala překračující nebo „rekombinace“, tento proces dále obohacuje genetickou variabilitu spolu s faktory, jako je náhodné oplodnění.
Synapsis končí
Tak jako meióza já pokračuje, během metafáze I migrují synchronizované homologní páry chromozomů do středu buňky a seřadí se. Mateřské a otcovské homologní chromozomy se mohou náhodně roztřídit na levou nebo pravou stranu buňky.
Dále během anafáze I synapse končí a homologické páry chromozomů se oddělují a migrují na opačné buněčné strany. V telofáze I buněčné dělení lokalizuje jeden typ každého homologního páru chromozomů v každé haploidní dceřiné buňce, přičemž chromatidy v sobě nesou křížený genetický materiál.
Zbytek meiózy
v meióza II, rozdělím dvě buňky z meiózy, abych oddělil dvě sesterské chromatidy homologních párů. Výsledné gamety nyní mají haploidní počet nepárových sesterských chromozomů. U lidí jsou mužské gamety čtyři funkční spermie. Meióza u žen produkuje jedno velké funkční vejce a tři malé (a nakonec vyřazené) buňky zvané polární těla, která obsahují jádra, ale malou cytoplazmu.
Genetická variabilita gamet pochází zaprvé z nezávislého sortimentu jednotlivých chromozomů v průběhu každé meiotické rozdělení s mateřskými a otcovskými chromatidy rozptýlenými po dceřiných buňkách náhodně móda. U lidí je celková možná kombinace párování 23 chromozomů 8 324 608.
Druhý zdroj variability pochází z výměny genetického materiálu z křížení během synapse.