Was sind die Schritte bei der Meiose, die die Variabilität erhöhen?

Prokaryontische Organismen wie Bakterien mögen winzig sein (sie bestehen aus einer einzigen Zelle), aber sie haben so viel für sie: Genetische Vielfalt ist kein Problem, und die Aufgabe jeder Zelle besteht darin, sich nur in zwei Zellen zu teilen mag ich. Das nennt man Zellteilung.

In Eukaryoten sind die Zellen komplexer und enthalten viel mehr DNA (die genetische Materie des Lebens) als ihre prokaryotischen Gegenstücke. Diese DNA ist unterteilt in Chromosomen; Menschen haben 46 in den meisten Zellen. Chromosomen wiederum sitzen in einem membrangebundenen Kern. Die meisten Zellen teilen sich durch Mitose, die der binären Spaltung ähnlich ist und das gleiche Ergebnis hat: identische Tochterzellen.

Spezialisierte Zellen in den sogenannten Keimdrüsen (Eierstöcke bei Frauen, Hoden bei Männern) teilen sich unterschiedlich auf. Dieser Prozess, genannt Meiose, hat viele Überschneidungen mit der Mitose. Aber ohne zwei kritische Prozesse in der Meiose, die als Rekombination (oder Crossing-Over) und unabhängiges Sortiment bezeichnet werden, würde die Meiose keine genetische Vielfalt hinzufügen.

Wenn Sie fragen: "Wie schafft die Meiose genetische Vielfalt in einer Art?" was du wirklich verlangst, zu einem mehr Die grundlegende Ebene lautet: "Welche Phasen der Meiose sind für die Erzeugung der genetischen Variation verantwortlich, die in Gameten beobachtet wird?"

Für den Moment wissen Sie nur, dass diese Phasen zwei an der Zahl sind und beschriftet sind Prophase 1 und Metaphase 2. Diese möglicherweise kryptische Terminologie wird in Kürze klar.

Es ist am besten, die Mitose zu lernen, bevor Sie die Meiose in Angriff nehmen. Mitose ist ein Prozess, der vier Phasen umfasst. Die Mitose beginnt, nachdem die Zellen alle ihre Chromosomen dupliziert haben, um (beim Menschen) 46 eineiige Zwillingssätze zu bilden, die als Schwesterchromatiden bezeichnet werden.

Die Mitose besteht aus Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. In diesen Schritten werden die Schwesterchromatiden der Reihe nach stärker kondensiert, bilden eine Linie, werden auseinander gezogen und "beobachten", wie sich der Kern um sie herum teilt und zwei Tochterkerne bildet. Dann teilt sich die Zelle als Ganzes (Zytokinese).

Meiose gliedert sich in zwei Stufen: Meiose 1 und Meiose 2. Jeder von ihnen hat die gleichen vier Schritte, die denen der Mitose entsprechen, wobei die Nummer am Ende angehängt ist, um anzuzeigen, welches Stadium der Meiose im Gange ist.

In der Prophase 1 reihen sich statt 46 Paaren von Schwesterchromatiden 23 Gruppen von vier Chromosomen aneinander. Dies liegt daran, dass sich die entsprechenden Chromosomen von Mutter und Vater „finden“; Die Kombination der beiden Schwesterchromatid-Sätze ergibt eine Tetrade oder zweiwertige. So unterscheiden sich Mitose und Meiose sofort erheblich.

In Metaphase 1 reihen sich die Tetraden in einer nützlichen zufälligen Weise auf, wie unten beschrieben. In der Anaphase 1 werden die "Mutter"- und "Vater"-Gruppen der verbundenen Chromosomen getrennt, und in der Telophase 1 teilt sich die Zelle. Jede der neuen Tochterzellen durchläuft die Meiose 2, eine einfache mitotische Teilung. Das Ergebnis sind vier Gameten mit 23 Chromosomen anstelle der 46 anderen Zellen.

Überqueren bei Meiose, auch genannt Rekombination, ist der "Austausch" von DNA, der auftritt, nachdem die homologen Chromosomen (das vom Vater gegebene Chromosom und das von der Mutter gegebene Chromosom einer bestimmten Anzahl) in Prophase 1 zueinander "gefunden" haben.

Wenn also diese Chromosomen dann in Anaphase 1 getrennt werden, ist keines der Chromosomen gleich, wie es begonnen hat.

Eigenständiges Sortiment bei der Meiose ist die zufällige Aufreihung von Tetraden in Metaphase 1 entlang der eventuellen Zellkernteilungslinie. "Zufällig" bedeutet in diesem Sinne, dass die von der Mutter abgeleiteten Chromatiden in einer Tetrade mit gleicher Wahrscheinlichkeit auf beiden Seiten der Trennlinie ausgerichtet werden.

Dies bedeutet, dass in einer Zelle mit 23 sich teilenden Teilen, von denen jeder auf zwei Arten gehen kann, 2²³ oder 8,4 Millionen mögliche Gameten.

Dies zusammen mit der Variation, die durch die Rekombination verursacht wird, sollte es keine Überraschung sein, dass keine zwei Menschen (außer Zwillinge) jemals genau gleich aussehen!