Prokarüootsed organismid, näiteks bakterid, võivad olla pisikesed (koosnevad ühest rakust), kuid neil on seda nii palju nende jaoks: geneetiline mitmekesisus ei ole murettekitav ja iga raku ülesanne on jagada lihtsalt kaheks rakuks meeldib. Seda nimetatakse binaarne lõhustumise.
Eukarüootides on rakud keerukamad ja sisaldavad palju rohkem DNA-d (elu geneetilist ainet) kui nende prokarüootsed analoogid. See DNA jaguneb kromosoomid; inimesel on enamikus rakkudes 46. Kromosoomid istuvad omakorda membraaniga seotud tuuma sees. Enamik rakke jagunevad mitoos, mis sarnaneb binaarse lõhustumisega ja millel on sama tulemus: identsed tütarrakud.
Spetsialiseeritud rakud sugunäärmetena tuntud organites (naistel munasarjad, meestel munandid) jagunevad erinevalt. See protsess, nn meioos, jagab mitoosiga palju kattuvusi. Kuid ilma kahe meioosi kriitilise protsessita, mida nimetatakse rekombinatsiooniks (või ületamiseks) ja sõltumatuks sortimendiks, ei lisaks meioos geneetilist mitmekesisust.
Kuidas suurendab meioos liikide mitmekesisust?
Kui te küsite: "Kuidas tekitab meioos liigis geneetilist mitmekesisust?" mida te tegelikult küsite, seda rohkem põhitase on: "Millised meioosi faasid vastutavad sugurakkudes nähtud geneetilise variatsiooni tekitamise eest?"
Praegu lihtsalt tea, et neid etappe on kaks ja etiketid 1. faas ja metafaas 2. See võimalik krüptiline terminoloogia saab peagi selgeks.
Ülevaade rakkude jagunemisest eukarüootides: mitoos
Enne meioosi vastu võitlemist on kõige parem õppida mitoosi. Mitoos on protsess, mis hõlmab nelja faasi. Mitoos algab pärast seda, kui rakud on kõik oma kromosoomid dubleerinud, et saada (inimestel) 46 identset kaksikukomplekti, mida nimetatakse õekromatiidideks.
Mitoos koosneb profaasist, metafaasist, anafaasist ja telofaasist. Nendes etappides muutuvad õekromatiidid järjest tihedamaks, moodustavad joone, tõmmatakse üksteisest lahti ja "jälgivad", kui tuum nende ümber jaguneb ja moodustab kaks tütartuuma. Seejärel jaguneb lahter tervikuna (tsütokinees).
Meioosi etapid
Meioos jaguneb kaheks etapiks: meioos 1 ja meioos 2. Kõigil neist on samad neli sammu, mis on samad mis mitoosil, mille lõpus on arv, mis näitab, milline meioosi staadium on käimas.
Esimeses faasis rivistuvad jagunemiseks üles seatud 46 õekromatiidi paari asemel 23 nelja kromosoomiga rühma. Seda seetõttu, et ema ja isa vastavad kromosoomid "leiavad" üksteist; kahe õde-kromatiidi komplekti kombineerimisel saadakse tetrad või kahevalentne. Nii et kohe erinevad mitoos ja meioos oluliselt.
1. metafaasis rivistuvad tetradid kasuks juhuslikult, mida kirjeldatakse allpool. Anafaasis 1 eraldatakse ühendatud kromosoomide "ema" ja "isa" komplektid ning telofaasis 1 rakk jaguneb. Kõik uued tütarrakud läbivad meioosi 2, mis on lihtne mitootiline jagunemine. Tulemuseks on neli sugurakku 23 kromosoomiga 46 raku asemel.
Ületamine
Ületamine meioosis, nimetatakse ka rekombinatsioon, on DNA "vahetamine", mis toimub pärast seda, kui homoloogsed kromosoomid (isa antud kromosoom ja konkreetse arvu ema antud) "leiavad" üksteist 1. faasis.
Seega, kui need kromosoomid seejärel anafaasis 1 eraldatakse, pole kumbki sama, mis see algas.
Sõltumatu sortiment
Sõltumatu sortiment meioosis on tetaadide juhuslik rivistamine metafaasis 1 piki tuuma jagunemise lõppjoont. "Juhuslik" tähendab selles mõttes, et on võrdne võimalus, et tetradis olevad ema tuletatud kromatiidid paiknevad jagunemisjoone mõlemal küljel.
See tähendab, et lahtris, kus on 23 eraldusosa, millest kumbki saab minna kahel viisil, on 223 või 8,4 miljonit võimalikku sugurakku.
See koos rekombinatsioonist tuleneva variatsiooniga ei tohiks olla üllatav, et kaks inimest (peale kaksikute) ei näe kunagi päris ühesugust välja!