Mitkä ovat meioosin vaiheet, jotka lisäävät vaihtelevuutta?

Prokaryoottiset organismit, kuten bakteerit, voivat olla pieniä (ne koostuvat yhdestä solusta), mutta niillä on niin paljon heidän puolestaan: Geneettinen monimuotoisuus ei ole huolenaihe, ja jokaisen solun tehtävä on jakaa kahteen soluun vain pitää siitä. Tätä kutsutaan binaarinen fissio.

Eukaryooteissa solut ovat monimutkaisempia ja ne sisältävät paljon enemmän DNA: ta (elämän geneettinen aine) kuin niiden prokaryoottiset vastineet. Tämä DNA on jaettu kromosomit; ihmisillä on 46 useimmissa soluissa. Kromosomit puolestaan ​​istuvat kalvoon sitoutuneen ytimen sisällä. Useimmat solut jakautuvat mitoosi, joka on samanlainen kuin binaarifissio ja jolla on sama tulos: identtiset tytärsolut.

Erikoistuneet solut sukupuolirauhastoissa tunnetuissa elimissä (munasarjat naisilla, kivekset miehillä) jakautuvat eri tavalla. Tätä prosessia kutsutaan meioosi, jakaa paljon päällekkäisyyksiä mitoosin kanssa. Mutta ilman kahta kriittistä meioosiprosessia, joita kutsutaan rekombinaatioksi (tai ylittämiseksi) ja itsenäiseksi valikoimaksi, meioosi ei lisäisi geneettistä monimuotoisuutta.

Kun kysyt: "Kuinka meioosi synnyttää lajin geneettisen monimuotoisuuden?" mitä todella kysyt, vielä enemmän perustaso on "Mitkä meioosin vaiheet ovat vastuussa sukusoluissa havaitun geneettisen vaihtelun tuottamisesta?"

Toistaiseksi tiedät vain, että näitä vaiheita on kaksi ja ne on merkitty profaasi 1 ja metafaasi 2. Tämä mahdollisesti salaperäinen terminologia tulee selväksi pian.

On parasta oppia mitoosi ennen meioosin torjumista. Mitoosi on prosessi, joka sisältää neljä vaihetta. Mitoosi alkaa sen jälkeen, kun solut ovat kopioineet kaikki kromosominsa muodostamaan (ihmisillä) 46 identtistä kaksoissarjaa, nimeltään sisarkromatideja.

Mitoosi koostuu profaasista, metafaasista, anafaaseista ja telofaaseista. Näissä vaiheissa sisarkromatidit tiivistyvät järjestyksessä, muodostavat viivan, vedetään erilleen ja "tarkkailevat", kun ydin jakautuu niiden ympärille ja muodostaa kaksi tytärydintä. Sitten solu kokonaisuudessaan jakautuu (sytokineesi).

Meioosi on jaettu kahteen vaiheeseen: meioosi 1 ja meioosi 2. Jokaisella näistä on samat neljä vaihetta, jotka ovat samat kuin mitoosissa olevilla, ja lopussa oleva numero osoittaa, mikä meioosivaihe on käynnissä.

Profaasissa 1 riviin jakautuvien rivien 46 sisarikromatidiparin sijasta 23 neljän kromosomin ryhmää. Tämä johtuu siitä, että äidin ja isän vastaavat kromosomit "löytävät" toisensa; kahden sisar-kromatidisarjan yhdistäminen tuottaa tetradin tai kaksiarvoisen. Joten heti mitoosi ja meioosi eroavat huomattavasti.

Metafaasissa 1 tetradit asettuvat hyödyllisesti satunnaisella tavalla, jäljempänä kuvatulla tavalla. Anafaasissa 1 liitettyjen kromosomien "äiti" ja "isä" joukot erotetaan, ja telofaasissa 1 solu jakautuu. Kukin uusista tytärsoluista käy läpi meioosin 2, joka on yksinkertainen mitoottinen jakautuminen. Tuloksena on neljä sukusolua, joissa on 23 kromosomia 46 muun solun sijasta.

Ylittää meioosissa, jota kutsutaan myös rekombinaatio, on DNA: n "vaihtaminen", joka tapahtuu sen jälkeen, kun homologiset kromosomit (isän antama kromosomi ja äidin antama tietty määrä) "löytävät" toisensa profaasissa 1.

Kun nämä kromosomit sitten erotetaan anafaasissa 1, kumpikaan ei ole sama kuin se alkoi.

Riippumaton valikoima meioosissa on tetradien satunnainen rivitys metafaasissa 1 ydinjakauman mahdollista linjaa pitkin. "Satunnainen" tarkoittaa tässä mielessä, että on yhtä suuri mahdollisuus, että tetradissa olevat emäperäiset kromatidit asettuvat riviin jakolinjan kummallekin puolelle.

Tämä tarkoittaa, että solussa, jossa on 23 jakavaa osaa, joista kukin voi kulkea kahdella tavalla, on 2²³ tai 8,4 miljoonaa mahdollista sukusolua.

Tämän yhdessä rekombinaation aikaansaaman vaihtelun kanssa ei pitäisi olla yllätys, että kaksi ihmistä (paitsi kaksoset) ei koskaan näytä täsmälleen samanlaisilta!