Hva er trinnene i meiose som øker variasjonen?

Prokaryote organismer som bakterier kan være små (de består av en enkelt celle), men de har så mye går for dem: Genetisk mangfold er ikke en bekymring, og jobben til hver celle er å dele seg i to celler bare liker det. Dette kalles binær fisjon.

I eukaryoter er celler mer komplekse, og de inneholder mye mer DNA (det genetiske stoffet i livet) enn deres prokaryote kolleger. Dette DNA er delt inn i kromosomer; mennesker har 46 i de fleste celler. Kromosomer sitter igjen i en membranbundet kjerne. De fleste celler deler seg med mitose, som ligner på binær fisjon og har samme resultat: identiske datterceller.

Spesialiserte celler i organene kjent som gonader (eggstokkene hos kvinner, testiklene hos menn) deler seg annerledes. Denne prosessen, kalt meiose, deler rikelig med overlapping med mitose. Men uten to kritiske prosesser i meiose, kalt rekombinasjon (eller kryssing over) og uavhengig sortiment, ville meiose ikke gi noe genetisk mangfold.

Når du spør: "Hvordan skaper meiose genetisk mangfold i en art?" hva du egentlig spør, til en mer grunnleggende nivå er: "Hvilke faser av meiose er ansvarlige for å produsere den genetiske variasjonen som ses i kjønnsceller?"

Foreløpig er det bare å vite at disse fasene er to i antall og er merket profase 1 og metafase 2. Denne muligens kryptiske terminologien vil snart bli klar.

Det er best å lære mitose før du takler meiose. Mitose er en prosess som inkluderer fire faser. Mitose begynner etter at cellene har duplisert alle kromosomene for å lage (hos mennesker) 46 identiske tvillingsett, kalt søsterkromatider.

Mitose består av profase, metafase, anafase og telofase. I disse trinnene, i orden, blir søsterkromatidene mer kondenserte, danner en linje, blir trukket fra hverandre og "ser på" når kjernen deler seg rundt dem og danner to datterkjerner. Deretter deler cellen seg som helhet (cytokinese).

Meiose er delt inn i to trinn: meiose 1 og meiose 2. Hver av disse har de samme fire trinnene som er de samme som de som er i mitose, med nummeret festet på slutten for å indikere hvilket stadium av meiose som er i gang.

I profase 1 stiller 23 grupper på fire kromosomer seg i stedet for 46 par søsterkromatider som står i kø for å dele seg. Dette er fordi de tilsvarende kromosomene fra moren og faren "finner" hverandre; å kombinere de to søsterkromatidsettene gir en tetrad eller toverdig. Så umiddelbart skiller mitose og meiose seg vesentlig.

I metafase 1 stiller tetradene opp på en nyttig tilfeldig måte, beskrevet nedenfor. I anafase 1 skilles "mor" og "far" sett med sammenføyde kromosomer, og i telofase 1 deler cellen seg. Hver av de nye dattercellene gjennomgår meiose 2, som er en enkel mitotisk inndeling. Resultatet er fire gameter med 23 kromosomer i stedet for de 46 andre cellene har.

Krysser over i meiose, også kalt rekombinasjon, er "bytte" av DNA som oppstår etter at de homologe kromosomene (det fargitte kromosomet og det morgitte et av et bestemt antall) "finner" hverandre i profase 1.

Når disse kromosomene deretter skilles fra hverandre i anafase 1, er det heller ikke det samme som det startet.

Uavhengig sortiment i meiose er den tilfeldige oppstillingen av tetrader i metafase 1 langs den endelige linjen med kjernedeling. "Tilfeldig" betyr i denne forstand at det er like stor sjanse for at moravledede kromatider i en tetrad vil stille opp på hver side av delelinjen.

Dette betyr at i en celle med 23 delende deler, som hver kan gå på en av to måter, er det 2²³ eller 8,4 millioner mulige gameter.

Dette sammen med variasjonen bidratt med rekombinasjon, bør det ikke være noen overraskelse at ingen mennesker (andre enn tvillinger) virkelig ser helt like ut!