Dvije osnovne vrste diobe stanica, mitoza i mejoza, javljaju se kod biljaka, životinja, protista i gljivica.
U životinja se mitoza javlja u tjelesnim stanicama radi stvaranja rasta i popravljanja i održavanja tjelesnih tkiva. Svaka stanica kćerka genetska je replika izvorne stanice.
Mejoza se javlja u spolnoj reprodukciji da bi stvorila varijablu spolne stanice, ili jajašca i spermija, koji se ujedinjuju i tvore novu jedinku različitu od roditelja.
Sinapsis jedinstven je način na koji se kromosomi redaju u prvoj podjeli mejoze, koja se naziva "mejoza I", pa se javlja tijekom mejoze, ali ne i tijekom mitoze. Svaki se kromosomski par povezuje zajedno, često izmjenjujući genetski materijal između pojedinih kromosoma. Nazvana prijelazom, ova razmjena važan je način za povećanje genetske varijabilnosti u spolno reproduktivnim organizmima.
Nove genetske kombinacije
Mejoza stvara stanice s upola manje kromosoma koliko ih sadrži tjelesne stanice, koje se naziva haploidno stanje, tako da potomci imaju točan broj kromosoma.
U ljudi tjelesne stanice imaju diploidni, ili udvostručeni, broj 46, s 23 para kromosoma. Svaki par ima majčin i očinski kromosom, koji se naziva homologni kromosom. Tijekom mejoze javljaju se dvije podjele koje stvaraju haploidne spolne stanice s 23 pojedinačna kromosoma.
Svaka spolna stanica ima jedinstvene kombinacije majčinih i očinskih kromosoma. Ovaj genetska varijabilnost je važno, kako bi se organizmi mogli prilagoditi promjenjivim uvjetima. Daljnja genetska varijabilnost javlja se tijekom sinapse, kada se genetski materijal razmjenjuje između sestrinskih kromatida tijekom križanja.
Kako nastaje sinapsa u mejozi
Prije početka mejoze, homologni parovi kromosoma sadržani u staničnoj jezgri repliciraju se tako da tvore dva para sestrinskih kromatida, a svaki par zajedno drže strukture nazvane centromere.
Za početak mejoze, nuklearna membrana se otapa, a kromosomi se skraćuju i zadebljavaju. Tijekom ove prve faze, koja se naziva profaza I, dolazi do sinapse. Dva para sestrinskih kromatida međusobno se povezuju kombinacijama RNA i proteina koji se nazivaju "sinaptonemalni kompleks".
Povezane kromatide nastavljaju se skraćivati, zajedno se zavijajući. Oni se mogu povezati do te mjere da se komadi sestrinskih kromatida odlome i ponovo prikače na nasuprot kromatidi, tako da je dio majčine kromatide sada na očinskoj kromatidi i poroku obrnuto.
Nazvan prelazeći preko ili "rekombinacija", ovaj postupak dodatno obogaćuje genetsku varijabilnost, zajedno s čimbenicima poput slučajne gnojidbe.
Sinapsis završava
Kao mejoza I nastavlja se, tijekom metafaze I sinaptirani homologni parovi kromosoma migriraju u središte stanice i nižu se. Homologni kromosomi majke i očeva mogu nasumično sortirati lijevu ili desnu stranu stanice.
Dalje, tijekom anafaze I, sinapsa se završava i homologni parovi kromosoma odvajaju se i migriraju na suprotne stanične strane. U telofazi I stanična dioba locira po jedan tip svakog homolognog para kromosoma u svakoj haploidnoj kćerkoj stanici, a kromatide u sebi nose ukršteni genetski materijal.
Ostatak mejoze
U mejoza II, dvije stanice iz mejoze dijelim kako bih odvojio dvije sestrinske kromatide homoloških parova. Dobivene gamete sada imaju haploidan broj nesparenih sestrinskih kromosoma. U ljudi su muške spolne stanice četiri funkcionalne stanice sperme. Mejoza u ženskih ljudi stvara jedno veliko funkcionalno jaje i tri male (i na kraju odbačene) stanice nazvane polarna tijela koja sadrže jezgre, ali malo citoplazme.
Genetska varijabilnost spolnih stanica dolazi, prvo, iz neovisnog asortimana pojedinačnih kromosoma tijekom svaka mejotička podjela s majčinim i očinskim kromatidama raspršuje se slučajno po kćerkama moda. U ljudi su ukupne moguće kombinacije uparivanja 23 kromosoma 8.324.608.
Drugi izvor varijabilnosti dolazi iz razmjene genetskog materijala iz križanja tijekom sinapse.