Drie manieren waarop genetische diversiteit optreedt tijdens meiose

Het voordeel van seksuele reproductie is dat het genetische diversiteit genereert, waardoor een populatie van parende organismen beter in staat is om de druk van de omgeving te overleven. Meiose is het proces van het produceren van gameten, dit zijn zaadcellen en eicellen. Gameten hebben slechts de helft van het aantal chromosomen dat normale cellen hebben, omdat een zaadcel en een eicel samensmelten om een ​​cel te vormen die het volledige aantal chromosomen heeft. Genetische diversiteit ontstaat door het verschuiven van chromosomen tijdens meiose.

Een man produceert sperma en een vrouw produceert eieren omdat hun voortplantingscellen meiose ondergaan. Meiose begint met één cel die het volledige aantal chromosomen heeft dat specifiek is voor elk organisme - menselijke cellen hebben 46 chromosomen. Het eindigt met vier cellen, gameten genaamd, die elk de helft van het volledige aantal chromosomen hebben. Meiose is een meerstapsproces waarbij een cel een kopie maakt van elke DNA-streng, een chromosoom genaamd, en zich vervolgens twee keer deelt. Elke keer dat het zich deelt, halveert het zijn DNA-gehalte. Bij mensen heeft een cel 46 DNA-strengen en vervolgens 96 nadat elk is gekopieerd. De eerste deling van meiose snijdt 96 doormidden in 46. De tweede divisie snijdt 46 in 23, wat het aantal chromosomen in een sperma of een ei is.

Aan het begin van de meiose condenseren de chromosomen van lange strengen tot korte, dikke vingerachtige structuren. Bij mensen zien gecondenseerde chromosomen eruit als een X. De helft van de 46 chromosomen in een menselijke cel kwam van de moeder, terwijl de andere 23 vergelijkbaar zijn maar van de vader kwamen - ze vormen 23 paren, zoals 23 paren van niet-identieke tweelingen. Chromosomen die een paar vormen, worden homologe chromosomen genoemd. Tijdens het vroege deel van de meiose paren de homologe chromosomen met hun niet-identieke tweeling en wisselen ze DNA-gebieden uit. Dit proces wordt oversteken genoemd en resulteert in een herverdeling van DNA-gebieden tussen twee homologe chromosomen. Chromosomen worden met opzet gebroken en weer samengevoegd in nieuwe combinaties.

Meiose schudt niet alleen gebieden van DNA tussen homologe chromosomen, het schudt hele chromosomen tussen de vier gameten die aan het einde resulteren. De verdeling van chromosomen over vier gameten wordt willekeurige segregatie genoemd. Als het proces van "oversteken" is als blauwe kaarten en rode kaarten uit elkaar scheuren, en dan de stukjes aan elkaar plakken om strepen te krijgen kaarten, dan is "willekeurige segregatie" het combineren van een rood kaartspel en een blauw kaartspel, ze door elkaar schudden en ze vervolgens willekeurig in vier verdelen dekken. Willekeurige segregatie levert vier kaartspellen op die verschillende combinaties van blauwe en rode kaarten bevatten.

De derde manier waarop meiose genetische diversiteit genereert, is door de scheiding van homologe chromosomen in de gameten. Zoals hierboven beschreven, zijn homologe chromosomen als paren van niet-identieke tweelingen. Het ene chromosoom van het paar kwam van moeder, het andere van vader. Elk homoloog chromosoom kan dezelfde genen bevatten, of enigszins verschillende versies van hetzelfde gen - daarom zijn ze als niet-identieke tweelingen en niet als identieke tweelingen. Onafhankelijk assortiment beschrijft het proces waarin de twee homologe chromosomen van een paar in afzonderlijke gameten moeten gaan. Dit zorgt ervoor dat elke gameet slechts één van twee homologe chromosomen kan hebben, wat betekent dat elk slechts één versie van een gen, hoewel de oorspronkelijke cel mogelijk twee enigszins verschillende versies van a. had gen.