Co se může stát, když se meióza pokazí?

Meióza je přesný a přísně regulovaný proces sexuální reprodukce, který zvyšuje biologickou rozmanitost a přežití v eukaryotických organismech. Během fází dělení buněk se může hodně pokazit.

Některé chyby mohou být nedůsledné nebo mohou mít výhodný rys. Přešlapy však mohou mít také za následek genetické vady, chromozomální abnormality, nemoci a potraty.

Funkce redukční dělení buněk je produkovat geneticky rozmanité gamety. Během první fáze meiózy se homologické chromozomy párují a vyměňují genetický materiál. Dále míří do středu cely. Sesterské chromatidy zůstávají pohromadě, protože jsou vřetenovými vlákny přitahovány k opačným pólům buňky. Cytokineze tvoří dvě dceřiné buňky, z nichž každá obsahuje poloviční počet chromozomů.

Druhá fáze meiózy je spíše jako mitóza. Chromozomy ve dvou dceřiných buňkách se opět seřadí uprostřed buňky. Ale tentokrát sesterské chromatidy jsou odděleny před migrací na opačné strany. Cytokineze štěpí buňky, tvoří se membrány a čtyři haploidní gamety - spermie, vajíčka nebo spory - jsou výsledkem meiózy.

Meióza je důvodem, proč se mnohobuněčné organismy projevují odlišně fenotypy jako zrzavé vlasy, modré oči nebo nadprůměrná výška. Genetická rekombinace vede k bohaté rozmanitosti v populacích lidí, zvířat, rostlin a dokonce i hub.

Rozptyl v rámci druhu podporuje jeho přežití. Evoluční důkazy naznačují, že organismy nejlépe přizpůsobené jejich prostředí pravděpodobněji přežijí a předají potomkům prospěšné vlastnosti.

Během embryonálního vývoje se v mnohobuněčných organismech tvoří haploidní zárodečné buňky. Mužské zárodečné buňky vstupují do meiózy počínaje pubertou a množí se plodně.

Meióza u žen je jiná. Ženské zárodečné buňky podstupují meiózu u plodu a produkují velké, ale omezené zásoby oocyty to zůstane v folikuly vaječníků, pokud nejsou stimulovány menstruačními hormony.

Možná se divíte, jaké by to mělo důsledky, kdyby v organismech nebyla meióza. Pokud by se u sexuálně se množících organismů nevyskytla meióza, nedocházelo by k přeskupování genů před dělením buněk. Následkem toho by byla malá druhová variabilita.

Podmínky prostředí by ovlivnily genovou expresi a chování, ale populace by celkově měla menší odolnost vůči změně klimatu nebo patogenům.

Když se během meiózy něco pokazí, chyba se často stane během replikace DNA. Podle Národní institut zdraví, nejčastější chyby v lidských genech jsou jednonukleotidové polymorfismy (SNP). Obecně neškodné, SNP se vyskytují, když se vymění nukleotidové báze jako cytosin a thymin.

Problémy nastanou, pouze když SNP naruší fungování genů, což je například spojeno s cukrovkou a srdečními chorobami. SNP mohou také ohrozit schopnost jednotlivce odolat určitým toxinům v životním prostředí.

A mutovaný gen může způsobit dědičné nemoci jako srpkovitá anémie, Tay-Sachsova choroba, Huntingtonova choroba a cystická fibróza. Výsledkem mohou být mutace genu p53 nadměrný růst buněk a rakovinné nádory.

Většina buněk v lidském těle obsahuje 46 chromozomů; jeden pár 23 chromozomů od matky a jeden pár 23 chromozomů od otce. Když se chromozomy během meiózy nerozdělí správně, gamety skončí s příliš mnoha nebo příliš málo chromozomy.

K odchylkám také dochází, když jsou segmenty chromozomu obráceny, nesprávně umístěny nebo chybí. Chromozomální abnormality zahrnout:

• Patauův syndromnebo trizomie 13, která je výsledkem tří kopií chromozomu 13. Problémy zahrnují srdeční vady, slabý svalový tonus, mentální postižení, mozkové poruchy a rozštěp rtu. Děti s trizomií 13 mají vysokou úmrtnost během prvního roku života.
  

• Downův syndrom je stav známý jako aneuploidie nebo trizomie 21. Downův syndrom je způsoben extra kopií chromozomu 21. U dětí narozených s Downovým syndromem dochází k vývojovým, kognitivním a intelektuálním zpožděním, od lehkých po těžké.
  

• Klinefelterův syndrom nastává, když muži mají další X chromozom. Tento stav může inhibovat růst genitálií, produkci hormonů a plodnost.