A prokarióta organizmusok, például a baktériumok lehetnek aprók (egyetlen sejtből állnak), de ennyivel rendelkeznek értük megy: A genetikai sokféleség nem okoz gondot, és minden sejt feladata, hogy csak két sejtre osztódjon tetszik. Ezt úgy hívják bináris hasadás.
Az eukariótákban a sejtek bonyolultabbak és sokkal több DNS-t (az élet genetikai anyagát) tartalmazzák, mint prokarióta társaik. Ez a DNS fel van osztva kromoszómák; az emberekben a legtöbb sejtben 46 van. A kromoszómák viszont egy membránhoz kötött mag belsejében ülnek. A legtöbb sejt osztódik mitózis, amely hasonló a bináris hasadáshoz, és ugyanaz az eredménye: azonos leánysejtek.
Speciális sejtek az ivarmirigyekként ismert szervekben (nőknél petefészkek, férfiaknál herék) eltérően oszlanak meg. Ezt a folyamatot, az ún meiózis, rengeteg átfedésben van a mitózissal. De a meiózisban két kritikus folyamat nélkül, amelyeket rekombinációnak (vagy keresztezésnek) és független választéknak neveznek, a meiózis nem adna hozzá genetikai sokféleséget.
Hogyan növeli a meiózis a fajok sokféleségét?
Amikor azt kérdezi: "Hogyan hoz létre a meiózis genetikai sokféleséget egy fajban?" amit valójában kérdezel, még többet alapvető szint: "A meiózis mely fázisai felelősek a gamétákban látható genetikai variáció előállításáért?"
Egyelőre csak tudd, hogy ezek a fázisok kettőben vannak és címkézve vannak 1. prófázis és metafázis 2. Ez az esetleg rejtélyes terminológia hamarosan világossá válik.
A sejtosztódás áttekintése az eukariótákban: mitózis
A legjobb, ha a meiózist megelőzve megtanuljuk a mitózist. Mitózis egy négy fázist magában foglaló folyamat. A mitózis azután kezdődik, hogy a sejtek az összes kromoszómájukat megkettőzik, és 46 emberben azonos ikerkészletet hoznak létre (testvérkromatidákként).
A mitózis profázból, metafázisból, anafázisból és telofázisból áll. Ezekben a lépésekben a testvérkromatidák sűrűbbé válnak, vonalat képeznek, széthúzódnak és "figyelnek", ahogy a mag feloszlik körülöttük, és két leánymagot alkot. Ezután a cella egésze feloszlik (citokinezis).
A meiózis lépései
Meiózis két szakaszra oszlik: meiózis 1 és meiózis 2. Mindegyiknek ugyanaz a négy lépése van, amelyek megegyeznek a mitózisban lévőkkel, a végén csatolt számmal jelezve, hogy a meiózis melyik szakasza van folyamatban.
Az 1. prófázisban az osztódáshoz sorakozó 46 testvérkromatid pár helyett négy kromoszóma 23 csoportja sorakozik. Ennek oka, hogy az anya és az apa megfelelő kromoszómái "megtalálják" egymást; a két testvér-kromatid készlet kombinálásával tetradot vagy kétértékű vegyületet kapunk. Tehát azonnal a mitózis és a meiózis lényegesen eltér egymástól.
Az 1. metafázisban a tetrádok hasznos véletlenszerű módon sorakoznak, az alábbiakban leírtak szerint. Az 1. anafázisban az egyesített kromoszómák "anya" és "apa" halmaza elválik, az 1. telofázisban pedig a sejt osztódik. Az új leánysejtek mindegyike meiózison megy keresztül, amely egy egyszerű mitotikus osztódás. Az eredmény négy ivarsejt, 23 kromoszómával, a 46 másik sejt helyett.
Átkelés
Átkelés meiózisban, más néven rekombináció, a DNS "cseréje", amely azután következik be, hogy a homológ kromoszómák (az apa által adott kromoszóma és az anya adott számból az egyik) "megtalálják" egymást az 1. fázisban.
Tehát, amikor ezeket a kromoszómákat az 1. anafázisban elválasztják, egyik sem azonos a kezdettel.
Független választék
Független választék a meiózisban a tetrádok véletlenszerű felsorolása az 1. metafázisban az esetleges magfelosztás vonalán. A "véletlenszerű" ebben az értelemben azt jelenti, hogy egyenlő esély van arra, hogy a tetrádban az anyából származó kromatidák az osztódási vonal mindkét oldalán felsorakoznak.
Ez azt jelenti, hogy egy olyan cellában, ahol 23 osztó rész van, amelyek mindegyike kétféleképpen mehet, 2 van23 vagy 8,4 millió lehetséges ivarsejt.
Ez, valamint a rekombináció által előidézett variáció, nem meglepő, hogy soha két ember (az ikreken kívül) soha nem néz ki teljesen egyformán!