Hvad er trinene i meiose, der øger variationen?

Prokaryote organismer såsom bakterier kan være små (de består af en enkelt celle), men de har så meget går efter dem: Genetisk mangfoldighed er ikke et problem, og hver celle har til opgave at opdele i to celler bare kan lide det. Dette kaldes binær fission.

I eukaryoter er celler mere komplekse, og de indeholder meget mere DNA (det genetiske liv) end deres prokaryote kolleger. Dette DNA er opdelt i kromosomer; mennesker har 46 i de fleste celler. Kromosomer sidder igen inde i en membranbundet kerne. De fleste celler deler sig ved mitose, der svarer til binær fission og har samme resultat: identiske datterceller.

Specialiserede celler i organerne kendt som gonader (æggestokke hos kvinder, testikler hos mænd) opdeles forskelligt. Denne proces kaldes meiose, deler masser af overlapning med mitose. Men uden to kritiske processer i meiose, kaldet rekombination (eller krydsning) og uafhængigt sortiment, ville meiose ikke tilføje nogen genetisk mangfoldighed.

Når du spørger, "Hvordan skaber meiose genetisk mangfoldighed i en art?" hvad du virkelig spørger, mere grundlæggende niveau er, "Hvilke faser af meiose er ansvarlige for at producere den genetiske variation, der ses i kønsceller?"

For nu ved bare, at disse faser er to i antal og er mærket profase 1 og metafase 2. Denne muligvis kryptiske terminologi vil snart blive klar.

Det er bedst at lære mitose, før man tackler meiose. Mitose er en proces, der inkluderer fire faser. Mitose begynder, efter at cellerne har duplikeret alle deres kromosomer for at fremstille (hos mennesker) 46 identiske tvillingesæt, kaldet søsterkromatider.

Mitose består af profase, metafase, anafase og telofase. I disse trin bliver søsterkromatiderne mere ordentlige, danner en linje, trækkes fra hinanden og "overvåges", når kernen deler sig omkring dem og danner to datterkerner. Derefter deler cellen sig som helhed (cytokinese).

Meiose er opdelt i to faser: meiose 1 og meiose 2. Hver af disse har de samme fire trin, der er de samme som dem, der er i mitose, med nummeret i slutningen for at indikere, hvilket stadium af meiose der er i gang.

I profase 1 stiller 23 grupper på fire kromosomer sig i stedet for 46 par søsterkromatider i kø for at dele sig. Dette skyldes, at de tilsvarende kromosomer fra moderen og faderen "finder" hinanden; kombination af de to søsterkromatidsæt giver en tetrad eller bivalent. Så straks adskiller mitose og meiose sig væsentligt.

I metafase 1 stilles tetraderne op på en tilfældig måde, der er beskrevet nedenfor. I anafase 1 adskilles "moder" og "far" sæt af sammenføjede kromosomer, og i telofase 1 deles cellen. Hver af de nye datterceller gennemgår meiose 2, hvilket er en simpel mitotisk opdeling. Resultatet er fire gameter med 23 kromosomer i stedet for de 46 andre celler har.

Krydser over i meiose, også kaldet rekombination, er "udskiftning" af DNA, der forekommer efter at de homologe kromosomer (det fadergivne kromosom og modergiven af ​​et bestemt antal) "finder" hinanden i profase 1.

Når disse kromosomer derefter adskilles i anafase 1, er det heller ikke det samme som det startede.

Uafhængigt sortiment i meiose er den tilfældige opstilling af tetrader i metafase 1 langs den endelige linje med kernedeling. "Tilfældig" betyder i denne forstand, at der er lige chance for, at moderafledte kromatider i en tetrad vil stille sig på hver side af delelinien.

Dette betyder, at der i en celle med 23 delende dele, der hver kan gå på en af ​​to måder, er der 2²³ eller 8,4 millioner mulige gameter.

Dette sammen med variationen, der bidrager til rekombination, bør det ikke være nogen overraskelse, at ingen to mennesker (undtagen tvillinger) nogensinde ser nøjagtigt ens ud!