Wat zijn de stappen in meiose die de variabiliteit vergroten?

Prokaryotische organismen zoals bacteriën zijn misschien klein (ze bestaan ​​uit een enkele cel), maar ze hebben zoveel voor hen gaan: genetische diversiteit is geen probleem, en het is de taak van elke cel om zich gewoon in twee cellen te verdelen het leuk vinden. Dit heet binaire splijting.

Bij eukaryoten zijn cellen complexer en bevatten ze veel meer DNA (de genetische materie van het leven) dan hun prokaryotische tegenhangers. Dit DNA is verdeeld in: chromosomen; mensen hebben 46 in de meeste cellen. Chromosomen zitten op hun beurt in een membraangebonden kern. De meeste cellen delen door mitose, wat vergelijkbaar is met binaire splitsing en hetzelfde resultaat heeft: identieke dochtercellen.

Gespecialiseerde cellen in de organen die bekend staan ​​als geslachtsklieren (eierstokken bij vrouwen, testikels bij mannen) verdelen zich anders. Dit proces, genaamd meiosis, deelt veel overlap met mitose. Maar zonder twee kritieke processen bij meiose, recombinatie (of kruising) en onafhankelijk assortiment genaamd, zou meiose geen genetische diversiteit toevoegen.

Als je vraagt: "Hoe creëert meiose genetische diversiteit in een soort?" wat je echt vraagt, op een meer basisniveau is: "Welke fasen van meiose zijn verantwoordelijk voor het produceren van de genetische variatie die wordt gezien in gameten?"

Voor nu, weet gewoon dat deze fasen twee in getal zijn en gelabeld zijn profase 1 en metafase 2. Deze mogelijk cryptische terminologie zal binnenkort duidelijk worden.

Het is het beste om mitose te leren voordat u meiose aanpakt. Mitose is een proces dat uit vier fasen bestaat. Mitose begint nadat de cellen al hun chromosomen hebben gedupliceerd om (bij mensen) 46 identieke tweelingsets te maken, zusterchromatiden genaamd.

Mitose bestaat uit profase, metafase, anafase en telofase. In deze stappen worden de zusterchromatiden meer gecondenseerd, vormen een lijn, worden uit elkaar getrokken en "kijken" terwijl de kern zich om hen heen verdeelt en twee dochterkernen vormt. Dan deelt de cel als geheel (cytokinese).

Meiosis is verdeeld in twee fasen: meiose 1 en meiose 2. Elk van deze heeft dezelfde vier stappen die dezelfde zijn als die bij mitose, met het nummer aan het einde om aan te geven welk stadium van meiose aan de gang is.

In profase 1, in plaats van 46 paren zusterchromatiden die in de rij staan ​​om te delen, staan ​​23 groepen van vier chromosomen op een rij. Dit komt doordat de corresponderende chromosomen van de moeder en de vader elkaar "vinden"; het combineren van de twee zusterchromatidensets levert een tetrad of bivalent op. Dus onmiddellijk verschillen mitose en meiose aanzienlijk.

In metafase 1 staan ​​de tetrads op een handige willekeurige manier, zoals hieronder beschreven. In anafase 1 worden de "moeder" en "vader" sets van samengevoegde chromosomen gescheiden, en in telofase 1 deelt de cel zich. Elk van de nieuwe dochtercellen ondergaat meiose 2, wat een eenvoudige mitotische deling is. Het resultaat is vier gameten met 23 chromosomen in plaats van de 46 andere cellen.

Oversteken in meiose, ook wel recombinatie, is het "verwisselen" van DNA dat plaatsvindt nadat de homologe chromosomen (het door de vader gegeven chromosoom en het door de moeder gegeven chromosoom van een bepaald aantal) elkaar "vinden" in profase 1.

Dus wanneer deze chromosomen vervolgens worden gescheiden in anafase 1, is geen van beide hetzelfde als het begon.

Onafhankelijk assortiment in meiose is de willekeurige opstelling van tetrads in metafase 1 langs de uiteindelijke lijn van kerndeling. "Random" in deze zin betekent dat er een gelijke kans is dat de van moeder afkomstige chromatiden in een tetrad aan weerszijden van de scheidingslijn zullen staan.

Dit betekent dat in een cel met 23 delen die elk op twee manieren kunnen gaan, er 2. zijn²³ of 8,4 miljoen mogelijke gameten.

Dit samen met de variatie die wordt bijgedragen door recombinatie, zou het geen verrassing moeten zijn dat geen twee mensen (behalve een tweeling) er ooit echt precies hetzelfde uitzien!