Kaksi solutyypin perustyyppiä, mitoosi ja meioosi, esiintyy kasveissa, eläimissä, protisteissa ja sienissä.
Eläimillä mitoosia esiintyy kehon soluissa kasvun tuottamiseksi ja kehon kudosten korjaamiseksi ja ylläpitämiseksi. Jokainen tytärsolu on geneettinen kopio alkuperäisestä solusta.
Meioosi esiintyy seksuaalisessa lisääntymisessä muuttujan tuottamiseksi sukusoluttai munasolut ja siittiöt, jotka yhdistyvät muodostaen uuden yksilön, joka poikkeaa vanhemmista.
Synapsi on ainutlaatuinen tapa, jolla kromosomit rivittyvät meioosin ensimmäiseen jakoon, nimeltään "meioosi I", joten se tapahtuu meioosin aikana, mutta ei mitoosin aikana. Jokainen kromosomipari yhdistyy toisiinsa, vaihtamalla usein geneettistä materiaalia yksittäisten kromosomien välillä. Tätä vaihtoa kutsutaan ylitykseksi, mikä on tärkeä tapa lisätä geneettistä vaihtelua sukupuolisesti lisääntyvissä organismeissa.
Uudet geneettiset yhdistelmät
Meioosi tuottaa soluja, joissa on puolet niin paljon kromosomia kuin kehon soluissa, nimeltään haploiditila, niin että jälkeläisillä on oikea määrä kromosomeja.
Ihmisillä kehosoluilla on diploidinen eli kaksinkertainen määrä 46, ja siinä on 23 kromosomiparia. Jokaisella parilla on äidin ja isän kromosomi, joita kutsutaan homologisiksi kromosomeiksi. Meioosin aikana tapahtuu kaksi jakautumista tuottamaan haploidisia sukusoluja, joissa on 23 yksittäistä kromosomia.
Jokaisella sukusolulla on ainutlaatuiset yhdistelmät äidin ja isän kromosomeista. Tämä geneettinen vaihtelu on tärkeää, jotta organismit voivat sopeutua muuttuviin olosuhteisiin. Muita geneettisiä vaihteluita tapahtuu synapsiin, kun geneettistä materiaalia vaihdetaan sisarkromatidien välillä jakosuodatuksen aikana.
Kuinka synapsi meioosissa tapahtuu
Ennen meioosin alkua solun ytimen sisältämät homologiset kromosomiparit replikoituvat muodostaen kaksi sisarikromatidiparia, joista kutakin paria pitävät yhdessä sentromereiksi kutsutut rakenteet.
Meioosin aloittamiseksi ydinkalvo liukenee ja kromosomit lyhenevät ja sakeutuvat. Tämän ensimmäisen vaiheen, jota kutsutaan profaasiksi I, aikana tapahtuu synapsi. Kaksi sisarikromatidiparia yhdistyvät pituudeltaan yhteen RNA: n ja proteiinien yhdistelmien kautta, joita kutsutaan "synaptonemaaliseksi kompleksiksi".
Yhdistetyt kromatidit lyhenevät edelleen ja kelautuvat yhteen prosessin aikana. Ne voivat lukita toisiinsa siinä määrin, että sisarkromatidien palaset hajoavat ja kiinnittyvät takaisin päinvastainen kromatidi, joten äidin kromatidin osa on nyt isäkromatidissa ja päinvastoin päinvastoin.
Olla nimeltään ylittää tai "rekombinaatio", tämä prosessi rikastuttaa edelleen geneettistä vaihtelua tekijöiden, kuten satunnaisen hedelmöityksen, rinnalla.
Synapsi loppuu
Kuten meioosi I jatkuu, metafaasin I aikana synaptoituneet homologiset kromosomiparit siirtyvät solun keskelle ja asettuvat riviin. Äidin ja isän homologiset kromosomit voivat lajitella satunnaisesti joko solun vasemmalle tai oikealle puolelle.
Seuraavaksi anafaasin I aikana synapsi loppuu ja homologiset kromosomiparit erottuvat ja kulkeutuvat vastakkaisiin solupuoliin. Telofaasissa I solujen jakautuminen paikantaa yhden tyypin kustakin homologisesta kromosomiparista kussakin haploidissa tytärsolussa kromatidien kanssa, jotka sisältävät crossover-geneettistä materiaalia.
Loput meioosista
Sisään meioosi II, kaksi meioosista peräisin olevaa solua jaon erottamaan homologisten parien kaksi sisarkromatidia. Tuloksena olevissa sukusoluissa on nyt haploidinen määrä parittomia siskokromosomeja. Ihmisillä urospuoliset sukusolut ovat neljä toiminnallista siittiösolut. Meioosi naisilla tuottaa yhden suuren toiminnallisen munan ja kolme pientä (ja lopulta hävitettyä) solua, joita kutsutaan polaarisiksi kappaleiksi ja jotka sisältävät ytimiä, mutta vähän sytoplasmaa.
Geneettinen vaihtelu sukusoluissa tulee ensinnäkin yksittäisten kromosomien riippumattomasta valikoimasta aikana kukin meioottinen jako äidin ja isän kromatideilla, jotka leviävät tytärsoluihin satunnaisesti muoti. Ihmisillä 23 kromosomin yhdistämisen mahdolliset yhdistelmät ovat yhteensä 8 324 608.
Toinen vaihtelevuuden lähde tulee synapsin aikana tapahtuvasta ristikkäisestä geneettisen materiaalin vaihdosta.