Преимущество полового размножения состоит в том, что оно порождает генетическое разнообразие, которое позволяет популяции спаривающихся организмов лучше выдерживать давление окружающей среды. Мейоз - это процесс производства гамет, которые представляют собой сперматозоиды и яйцеклетки. Гаметы имеют только половину количества хромосом, чем у нормальных клеток, потому что сперматозоид и яйцеклетка сливаются, образуя клетку, которая имеет полное количество хромосом. Генетическое разнообразие возникает из-за перетасовки хромосом во время мейоза.
Процесс мейоза
Мужчина производит сперму, а женщина производит яйцеклетки, потому что их репродуктивные клетки подвергаются мейозу. Мейоз начинается с одной клетки, которая имеет полное количество хромосом, специфичных для каждого организма - клетки человека имеют 46 хромосом. Он заканчивается четырьмя клетками, называемыми гаметами, каждая из которых имеет половину полного числа хромосом. Мейоз - это многоступенчатый процесс, в котором клетка копирует каждую нить ДНК, называемую хромосомой, а затем делится дважды. Каждый раз, когда он делится, он сокращает содержание ДНК вдвое. У человека клетка имеет 46 нитей ДНК, а затем 96 нитей после копирования каждой. Первое деление мейоза делит 96 пополам на 46. Второе деление делит 46 на 23, то есть количество хромосом в сперме или яйцеклетке.
Пересекая
В начале мейоза хромосомы из длинных нитей конденсируются в короткие толстые структуры, похожие на пальцы. У человека конденсированные хромосомы выглядят как X. Половина из 46 хромосом в клетке человека произошла от матери, а остальные 23 похожи, но произошли от отца - они образуют 23 пары, как 23 пары неидентичных близнецов. Хромосомы, образующие пару, называются гомологичными хромосомами. На ранней стадии мейоза гомологичные хромосомы образуют пары со своими неидентичными близнецами и обмениваются участками ДНК. Этот процесс называется кроссинговером и приводит к перетасовке участков ДНК между двумя гомологичными хромосомами. Хромосомы намеренно разрываются и воссоединяются в новых комбинациях.
Случайная сегрегация
Мейоз не только перемешивает участки ДНК между гомологичными хромосомами, он перемешивает целые хромосомы между четырьмя гаметами, которые образуются в конце. Распределение хромосом между четырьмя гаметами называется случайной сегрегацией. Если процесс «кроссинговера» похож на разрыв синих карточек и красных карточек, а затем склейку частей вместе, чтобы получились полосы карт, затем «случайное разделение» - это объединение красной и синей колоды, их перемешивание и последующее случайное разделение на четыре колоды. Случайное разделение дает четыре колоды карт, которые содержат разные комбинации синих и красных карт.
Независимый ассортимент
Третий способ, которым мейоз генерирует генетическое разнообразие, - это разделение гомологичных хромосом на гаметы. Как описано выше, гомологичные хромосомы подобны парам неидентичных близнецов. Одна хромосома пары пришла от мамы, другая - от папы. Каждая гомологичная хромосома может содержать одни и те же гены или немного разные версии одного и того же гена - вот почему они похожи на неидентичных близнецов, а не на однояйцевых близнецов. Независимый ассортимент описывает процесс, в котором две гомологичные хромосомы пары должны перейти в отдельные гаметы. Это гарантирует, что каждая гамета может иметь только одну из двух гомологичных хромосом, то есть каждая может иметь только одна версия гена, хотя исходная клетка могла иметь две немного разные версии ген.
