Co może się stać, jeśli mejoza pójdzie nie tak?

Mejoza to precyzyjny i ściśle regulowany proces rozmnażania płciowego, który zwiększa bioróżnorodność i przeżywalność organizmów eukariotycznych. Wiele może się nie udać na etapach podziału komórek.

Niektóre błędy mogą być nieistotne lub nadawać korzystną cechę. Jednak błędne kroki mogą również skutkować defektami genetycznymi, anomaliami chromosomowymi, chorobami i poronieniami.

Funkcja mejoza jest wytwarzanie genetycznie zróżnicowanych gamet. W pierwszej fazie mejozy chromosomy homologiczne łączą się w pary i wymieniają materiał genetyczny. Następnie udają się na środek celi. Chromatydy siostrzane pozostają razem, gdy są przyciągane do przeciwległych biegunów komórki przez włókna wrzeciona. Cytokineza tworzy dwie komórki potomne, z których każda zawiera połowę liczby chromosomów.

Druga faza mejozy przypomina bardziej mitozę. Chromosomy w dwóch komórkach potomnych ponownie ustawiają się w środku komórki. Ale tym razem chromatydy siostrzane są rozrywane przed migracją na przeciwne strony.

Mejoza jest powodem, dla którego organizmy wielokomórkowe wykazują się odmiennością fenotypy jak rude włosy, niebieskie oczy czy ponadprzeciętny wzrost. Rekombinacja genetyczna prowadzi do bogatej różnorodności w populacjach ludzi, zwierząt, roślin, a nawet grzybów.

Wariancja w obrębie gatunku wspiera przetrwanie gatunku. Dowody ewolucyjne sugerują, że organizmy najlepiej przystosowane do środowiska mają większe szanse na przeżycie i przekazanie korzystnych cech potomstwu.

Podczas rozwoju embrionalnego w organizmach wielokomórkowych tworzą się haploidalne komórki zarodkowe. Męskie komórki płciowe wchodzą w mejozę począwszy od okresu dojrzewania i rozmnażają się obficie.

Mejoza u kobiet jest inna. Żeńskie komórki rozrodcze przechodzą mejozę u płodu i wytwarzają dużą – ale ograniczoną – podaż oocyty które pozostaną w mieszki włosowe jajników, chyba że są stymulowane przez hormony menstruacyjne.

Można się zastanawiać, jakie byłyby konsekwencje, gdyby nie było mejozy w organizmach. Gdyby mejoza nie wystąpiła w organizmach rozmnażających się płciowo, nie byłoby przegrupowania genów przed podziałem komórek. W konsekwencji zmienność gatunkowa byłaby niewielka.

Warunki środowiskowe wpłynęłyby na ekspresję i zachowanie genów, ale ogólnie populacja miałaby mniejszą odporność na zmiany klimatyczne lub patogeny.

Kiedy coś pójdzie nie tak podczas mejozy, błąd często zdarza się podczas replikacji DNA. Według Narodowy Instytut Zdrowia, najczęstszymi błędami w ludzkich genach są polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP). Ogólnie nieszkodliwe, SNP pojawiają się, gdy zasady nukleotydowe, takie jak cytozyna i tymina, zostają zamienione.

Problemy pojawiają się tylko wtedy, gdy SNP zaburzają funkcjonowanie genów, co jest związane na przykład z cukrzycą i chorobami serca. SNP mogą również zagrażać indywidualnej zdolności do wytrzymywania pewnych toksyn środowiskowych. .

ZA zmutowany gen może powodować choroby dziedziczne, takie jak anemia sierpowata, Choroba Taya-Sachsa, Choroba Huntingtona i mukowiscydoza. Mutacje genu p53 mogą skutkować przerost komórek i guzy nowotworowe.

Większość komórek w ludzkim ciele zawiera 46 chromosomów; jedna para 23 chromosomów od matki i jedna para 23 chromosomów od ojca. Kiedy chromosomy nie dzielą się prawidłowo podczas mejozy, gamety będą miały za dużo lub za mało chromosomów.

Wariancje pojawiają się również, gdy segmenty chromosomu są odwrócone, niewłaściwie umieszczone lub brakujące. Nieprawidłowości chromosomalne zawierać:

• Zespół Pataulub trisomia 13, która wynika z trzech kopii chromosomu 13. Problemy obejmują wady serca, słabe napięcie mięśniowe, niepełnosprawność intelektualną, zaburzenia mózgu i rozszczep wargi. Dzieci z trisomią 13 mają wysoką śmiertelność w pierwszym roku życia.
  

• Zespół Downa jest stanem znanym jako aneuploidia lub trisomia 21. Zespół Downa jest spowodowany dodatkową kopią chromosomu 21. Dzieci urodzone z zespołem Downa doświadczają opóźnień rozwojowych, poznawczych i intelektualnych, od łagodnych do ciężkich.
  

• Zespół Klinefeltera występuje, gdy mężczyźni mają dodatkowy chromosom X. Choroba może hamować wzrost narządów płciowych, produkcję hormonów i płodność.