Τρεις τρόποι για τη γενετική ποικιλομορφία κατά τη διάρκεια του Meiosis

Το πλεονέκτημα της σεξουαλικής αναπαραγωγής είναι ότι δημιουργεί γενετική ποικιλομορφία, η οποία καθιστά έναν πληθυσμό ζευγαρωμένων οργανισμών καλύτερα ικανό να επιβιώσει από περιβαλλοντικές πιέσεις. Το Meiosis είναι η διαδικασία παραγωγής γαμετών, που είναι σπερματοζωάρια και ωάρια. Οι γαμέτες έχουν μόνο το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων που έχουν τα κανονικά κύτταρα, επειδή ένα σπέρμα και ένα αυγό συντήκονται για να σχηματίσουν ένα κύτταρο που έχει τον πλήρη αριθμό χρωμοσωμάτων. Η γενετική ποικιλομορφία προκύπτει λόγω της αναδιάταξης χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μείωσης.

Ένας άντρας παράγει σπέρμα και μια γυναίκα παράγει αυγά επειδή τα αναπαραγωγικά τους κύτταρα υφίστανται μύωση. Η Meiosis ξεκινά με ένα κύτταρο που έχει τον πλήρη αριθμό χρωμοσωμάτων ειδικά για κάθε οργανισμό - τα ανθρώπινα κύτταρα έχουν 46 χρωμοσώματα. Καταλήγει με τέσσερα κύτταρα, που ονομάζονται γαμέτες, που το καθένα έχει το μισό πλήρες αριθμό χρωμοσωμάτων. Το Meiosis είναι μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων στην οποία ένα κύτταρο δημιουργεί ένα αντίγραφο κάθε κλώνου του DNA, που ονομάζεται χρωμόσωμα, και στη συνέχεια διαιρείται δύο φορές. Κάθε φορά που διαιρείται, μειώνει το περιεχόμενο του DNA στο μισό. Στους ανθρώπους, ένα κύτταρο προέρχεται από 46 κλώνους DNA και μετά 96 μετά την αντιγραφή του καθενός. Η πρώτη διαίρεση του meiosis κόβει το 96 στα μισά σε 46. Η δεύτερη διαίρεση κόβει 46 σε 23, που είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων σε ένα σπέρμα ή ένα ωάριο.

Στην αρχή της μύωσης, τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται από μακρούς κλώνους σε κοντές, παχιές δομές τύπου δακτύλου. Στους ανθρώπους, τα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα μοιάζουν με X. Τα μισά από τα 46 χρωμοσώματα σε ένα ανθρώπινο κύτταρο προέρχονται από τη μητέρα, ενώ τα άλλα 23 είναι παρόμοια αλλά προέρχονται από τον πατέρα - σχηματίζουν 23 ζευγάρια, όπως 23 ζευγάρια μη πανομοιότυπων διδύμων. Τα χρωμοσώματα που σχηματίζουν ένα ζεύγος ονομάζονται ομόλογα χρωμοσώματα. Κατά τη διάρκεια του πρώιμου μέρους της μύωσης, τα ομόλογα χρωμοσώματα συνδυάζονται με τα μη πανομοιότυπα δίδυμα τους και ανταλλάσσουν περιοχές του DNA. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διέλευση και οδηγεί σε ανακατάταξη περιοχών DNA μεταξύ δύο ομόλογων χρωμοσωμάτων. Τα χρωμοσώματα διασπώνται σκόπιμα και επανασυνδέονται σε νέους συνδυασμούς.

Η Meiosis όχι μόνο ανακατεύει περιοχές DNA μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων, αλλά ανακατεύει ολόκληρα χρωμοσώματα μεταξύ των τεσσάρων γαμετών που προκύπτουν στο τέλος. Η κατανομή των χρωμοσωμάτων μεταξύ τεσσάρων γαμετών ονομάζεται τυχαίος διαχωρισμός. Εάν η διαδικασία «διασταύρωσης» είναι σαν να σκίζεις τις μπλε κάρτες και τις κόκκινες κάρτες, και στη συνέχεια να πατάς τα κομμάτια μαζί για να πάρεις ριγέ κάρτες, τότε ο "τυχαίος διαχωρισμός" συνδυάζει μια κόκκινη γέφυρα και μια μπλε τράπουλα, ανακατεύοντας τις και στη συνέχεια χωρίζοντάς τις τυχαία σε τέσσερις καταστρώματα. Ο τυχαίος διαχωρισμός παράγει τέσσερις τράπουλες καρτών που περιέχουν διαφορετικούς συνδυασμούς μπλε και κόκκινων καρτών.

Ο τρίτος τρόπος με τον οποίο η meiosis δημιουργεί γενετική ποικιλομορφία είναι μέσω του διαχωρισμού ομόλογων χρωμοσωμάτων στους γαμέτες. Όπως περιγράφηκε παραπάνω, τα ομόλογα χρωμοσώματα είναι σαν ζεύγη μη πανομοιότυπων διδύμων. Το ένα χρωμόσωμα του ζευγαριού προήλθε από τη μαμά, το άλλο από τον μπαμπά. Κάθε ομόλογο χρωμόσωμα μπορεί να περιέχει τα ίδια γονίδια ή ελαφρώς διαφορετικές εκδόσεις του ίδιου γονιδίου - γι 'αυτό μοιάζουν με μη πανομοιότυπα δίδυμα και όχι πανομοιότυπα δίδυμα. Ανεξάρτητη ποικιλία περιγράφει τη διαδικασία κατά την οποία τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα ενός ζεύγους πρέπει να περάσουν σε ξεχωριστούς γαμέτες. Αυτό διασφαλίζει ότι κάθε γαμέτη μπορεί να έχει μόνο ένα από τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα, που σημαίνει ότι μπορεί να έχει μόνο μία έκδοση ενός γονιδίου, αν και το αρχικό κελί μπορεί να είχε δύο ελαφρώς διαφορετικές εκδόσεις του α γονίδιο.