Два основных типа деления клеток, митоз и мейоз, встречаются у растений, животных, простейших и грибов.
У животных митоз происходит в клетках тела, чтобы стимулировать рост, восстановление и поддержание тканей тела. Каждая дочерняя клетка является генетической копией исходной клетки.
Мейоз возникает при половом размножении, чтобы генерировать переменные гаметы, или яйца и сперма, которые объединяются, чтобы сформировать новую особь, отличную от родителей.
Синапсис это уникальный способ выстраивания хромосом в первом делении мейоза, называемом «мейоз I», поэтому он происходит во время мейоза, но не во время митоза. Каждая пара хромосом соединяется вместе, часто обмениваясь генетическим материалом между отдельными хромосомами. Этот обмен, называемый кроссинговером, является важным способом увеличения генетической изменчивости организмов, размножающихся половым путем.
Новые генетические комбинации
Мейоз производит клетки с вдвое меньшим количеством хромосом, чем содержится в клетках тела, что называется гаплоидным состоянием, так что потомство имеет правильное количество хромосом.
У людей клетки тела имеют диплоидное, или удвоенное число, 46, с 23 парами хромосом. Каждая пара имеет материнскую и отцовскую хромосомы, называемые гомологичными хромосомами. Во время мейоза происходит два деления с образованием гаплоидных гамет с 23 отдельными хромосомами.
Каждая гамета имеет уникальные комбинации материнских и отцовских хромосом. Этот генетическая изменчивость важно, чтобы организмы могли адаптироваться к изменяющимся условиям. Дальнейшая генетическая изменчивость происходит во время синапсиса, когда генетический материал обменивается между сестринскими хроматидами во время кроссовера.
Как происходит синапсис при мейозе
Перед началом мейоза гомологичные пары хромосом, содержащиеся в ядре клетки, реплицируются с образованием двух пар сестринских хроматид, каждая пара удерживается вместе структурами, называемыми центромерами.
Чтобы начать мейоз, ядерная мембрана растворяется, а хромосомы укорачиваются и утолщаются. На этой первой стадии, называемой профазой I, происходит синапсис. Две пары сестринских хроматид соединяются вместе по своей длине посредством комбинаций РНК и белков, называемых «синаптонемным комплексом».
Связанные хроматиды продолжают укорачиваться, сворачиваясь вместе в процессе. Они могут сцепляться до такой степени, что части сестринских хроматид отламываются и снова присоединяются к противоположная хроматида, так что часть материнской хроматиды теперь находится на отцовской хроматиде и тисках наоборот.
Называется пересекая или «рекомбинация», этот процесс дополнительно обогащает генетическую изменчивость наряду с такими факторами, как случайное оплодотворение.
Концы синапсиса
В виде мейоз I продолжается, во время метафазы I синапсированные пары гомологичных хромосом мигрируют к центру клетки и выстраиваются в линию. Материнские и отцовские гомологичные хромосомы могут случайным образом располагаться как в левой, так и в правой части клетки.
Затем, во время анафазы I, концы синапсов и пары гомологичных хромосом разделяются и мигрируют на противоположные стороны клетки. В телофазе I деление клеток определяет местонахождение одного типа каждой пары гомологичных хромосом в каждой гаплоидной дочерней клетке с хроматидами, несущими в себе перекрестный генетический материал.
Остальной мейоз
В мейоз II, две клетки из мейоза я делю, чтобы разделить две сестринские хроматиды гомологичных пар. Получающиеся в результате гаметы теперь имеют гаплоидное количество непарных сестринских хромосом. У человека мужские гаметы обладают четырьмя функциональными возможностями. сперматозоиды. Мейоз у людей женского пола производит одно большое функциональное яйцо и три маленьких (и в конечном итоге выброшенных) клеток, называемых полярными тельцами, которые содержат ядра, но небольшую цитоплазму.
Генетическая изменчивость гамет происходит, во-первых, из-за независимого набора отдельных хромосом во время каждое мейотическое деление с материнскими и отцовскими хроматидами, разбросанными по дочерним клеткам случайным образом мода. У человека общее количество возможных комбинаций спаривания 23 хромосом составляет 8 324 608.
Второй источник изменчивости - это обмен генетическим материалом в результате кроссовера во время синапсиса.