Δύο βασικοί τύποι κυτταρικής διαίρεσης, μίτωση και μύωση, εμφανίζονται σε φυτά, ζώα, προστατευτικά και μύκητες.
Στα ζώα, η μίτωση εμφανίζεται στα κύτταρα του σώματος για την παραγωγή και την επιδιόρθωση και τη συντήρηση των ιστών του σώματος. Κάθε θυγατρικό κύτταρο είναι ένα γενετικό αντίγραφο του αρχικού κυττάρου.
Η Meiosis εμφανίζεται στη σεξουαλική αναπαραγωγή για τη δημιουργία μεταβλητής γαμέτεςή αυγά και σπέρμα, τα οποία ενώνονται για να σχηματίσουν ένα νέο άτομο διαφορετικό από τους γονείς.
Σύναψη είναι ο μοναδικός τρόπος που τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στην πρώτη διαίρεση της μύωσης, που ονομάζεται «μύωση Ι», έτσι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της μύωσης αλλά όχι κατά τη διάρκεια της μίτωσης. Κάθε ζεύγος χρωμοσωμάτων συνδέεται μεταξύ τους, ανταλλάσσοντας συχνά γενετικό υλικό μεταξύ των επιμέρους χρωμοσωμάτων. Ονομάζεται διέλευση, αυτή η ανταλλαγή είναι ένας σημαντικός τρόπος για την αύξηση της γενετικής μεταβλητότητας σε σεξουαλικά αναπαραγωγικούς οργανισμούς.
Νέοι γενετικοί συνδυασμοί
Meiosis παράγει κύτταρα με μισά περισσότερα χρωμοσώματα, όπως περιέχονται στα κύτταρα του σώματος, που ονομάζεται απλοειδή κατάσταση, έτσι ώστε οι απόγονοι να έχουν τον σωστό αριθμό χρωμοσωμάτων.
Στους ανθρώπους, τα σωματικά κύτταρα έχουν διπλοειδή, ή διπλασιασμό, αριθμό 46, με 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Κάθε ζεύγος έχει μητρικό και πατρικό χρωμόσωμα, που ονομάζεται ομόλογα χρωμοσώματα. Κατά τη διάρκεια της μείωσης, δύο διαιρέσεις εμφανίζονται για την παραγωγή απλοειδών γαμετών με 23 απλά χρωμοσώματα.
Κάθε γαμήτης έχει μοναδικούς συνδυασμούς μητρικών και πατρικών χρωμοσωμάτων. Αυτό γενετική μεταβλητότητα είναι σημαντικό, έτσι ώστε οι οργανισμοί να μπορούν να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες συνθήκες. Περαιτέρω γενετική μεταβλητότητα εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της σύναψης, όταν το γενετικό υλικό ανταλλάσσεται μεταξύ των αδελφών χρωματοειδών κατά τη διάρκεια του crossover.
Πώς συμβαίνει η Σύψαξη στο Meiosis
Πριν ξεκινήσει η μύωση, τα ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων που περιέχονται στον πυρήνα του κυττάρου αντιγράφονται για να σχηματίσουν δύο ζεύγη αδελφών χρωματοειδών, κάθε ζεύγος συγκρατείται από δομές που ονομάζονται κεντρομερή.
Για να ξεκινήσει η μύωση, η πυρηνική μεμβράνη διαλύεται και τα χρωμοσώματα συντομεύονται και πυκνώνουν. Κατά τη διάρκεια αυτού του πρώτου σταδίου, που ονομάζεται προφάση Ι, εμφανίζεται σύναψη. Τα δύο ζεύγη αδερφών χρωματοειδών συνδέονται μεταξύ τους κατά μήκος των συνδυασμών RNA και πρωτεϊνών που ονομάζονται «σύμπτωμα σύμπλοκο».
Τα συνδεδεμένα χρωματοειδή συνεχίζουν να συντομεύονται, τυλίγονται μαζί στη διαδικασία. Μπορούν να αλληλοσυνδέονται στο βαθμό που κομμάτια αδελφών χρωματοειδών αποσυνδέονται και συνδέονται ξανά με το αντίθετο χρωματοειδές, έτσι ώστε μέρος του μητρικού χρωματοειδούς να είναι τώρα στο πατρικό χρωματοειδές και κακία αντίστροφα.
Που ονομάζεται πέρασμα ή "ανασυνδυασμός", αυτή η διαδικασία εμπλουτίζει περαιτέρω τη γενετική μεταβλητότητα, παράλληλα με παράγοντες όπως η τυχαία γονιμοποίηση.
Η Σύναψη τελειώνει
Οπως και meiosis I συνεχίζεται, κατά τη διάρκεια της μεταφάσης Ι τα συγκαλυμμένα ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων μεταναστεύουν στο κέντρο του κυττάρου και ευθυγραμμίζονται. Τα μητρικά και πατρικά ομόλογα χρωμοσώματα μπορούν να ταξινομηθούν τυχαία είτε στην αριστερή είτε στη δεξιά πλευρά του κυττάρου.
Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια της αναφάσης Ι, τα άκρα της συνάψεως και τα ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων διαχωρίζονται και μεταναστεύουν σε αντίθετες κυτταρικές πλευρές. Στην τελοφάση Ι, η κυτταρική διαίρεση εντοπίζει έναν τύπο κάθε ομόλογου ζεύγους χρωμοσωμάτων σε κάθε απλοειδές θυγατρικό κύτταρο, με τα χρωματοειδή να φέρουν διασταυρούμενο γενετικό υλικό μέσα σε αυτά.
Το υπόλοιπο Meiosis
Σε meiosis II, τα δύο κύτταρα από το meiosis χωρίζω για να διαχωρίσω τα δύο αδελφή χρωματοειδή των ομόλογων ζευγών. Οι προκύπτοντες γαμέτες έχουν τώρα έναν απλοειδές αριθμό αδερφών αδελφών χρωμοσωμάτων. Στους ανθρώπους, τα αρσενικά γαμέτα είναι τέσσερα λειτουργικά σπερματοζωάρια. Η Meiosis στους θηλυκούς ανθρώπους παράγει ένα μεγάλο λειτουργικό ωάριο και τρία μικρά (και τελικά απορριφθέντα) κύτταρα που ονομάζονται πολικά σώματα που περιέχουν πυρήνες αλλά λίγο κυτταρόπλασμα.
Η γενετική μεταβλητότητα στους γαμέτες προέρχεται, πρώτα, από την ανεξάρτητη ποικιλία μεμονωμένων χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια κάθε μιωτική διαίρεση με μητρικά και πατρικά χρωματοειδή που διασκορπίζονται σε όλα τα θυγατρικά κύτταρα τυχαία μόδα. Στους ανθρώπους, οι συνολικοί πιθανοί συνδυασμοί ζευγαρώματος 23 χρωμοσωμάτων είναι 8.324.608.
Η δεύτερη πηγή μεταβλητότητας προέρχεται από την ανταλλαγή γενετικού υλικού από το crossover κατά τη διάρκεια της σύναψης.