Tri spôsoby genetickej diverzity počas meiózy

Výhodou pohlavného rozmnožovania je, že vytvára genetickú rozmanitosť, vďaka ktorej je populácia páriacich sa organizmov schopnejšia prežiť tlaky na životné prostredie. Meióza je proces produkcie gamét, čo sú spermie a vajíčka. Gamety majú iba polovičný počet chromozómov, ktoré majú normálne bunky, pretože spermie a vajíčko sa spájajú a vytvárajú bunku, ktorá má plný počet chromozómov. Genetická diverzita vzniká v dôsledku zámeny chromozómov počas meiózy.

Muž produkuje spermie a žena vajíčka, pretože ich reprodukčné bunky prechádzajú meiózou. Meióza sa začína jednou bunkou, ktorá má plný počet chromozómov špecifických pre každý organizmus - ľudské bunky majú 46 chromozómov. Končí štyrmi bunkami nazývanými gaméty, z ktorých každá má polovicu celého počtu chromozómov. Meióza je viacstupňový proces, v ktorom bunka vytvorí kópiu každého vlákna DNA, ktoré sa nazýva chromozóm, a potom sa rozdelí dvakrát. Zakaždým, keď sa rozdelí, zníži obsah DNA na polovicu. U ľudí má bunka 46 vlákien DNA a potom 96 z nich je skopírovaných. Prvé rozdelenie meiózy delí 96 na polovicu na 46. Druhá divízia rozreže 46 na 23, čo je počet chromozómov v spermiách alebo vajíčkach.

Na začiatku meiózy sa chromozómy kondenzujú z dlhých vlákien na krátke hrubé štruktúry podobné prstom. U ľudí vyzerajú kondenzované chromozómy ako X. Polovica zo 46 chromozómov v ľudskej bunke pochádzala od matky, zatiaľ čo ďalších 23 je podobných, ale pochádzalo od otca - tvoria 23 párov, podobne ako 23 párov neidentických dvojčiat. Chromozómy, ktoré tvoria pár, sa nazývajú homológne chromozómy. Počas ranej fázy meiózy sa homologické chromozómy spárujú so svojimi neidentickými dvojčatami a vymieňajú si oblasti DNA. Tento proces sa nazýva prechod a vedie k zámene oblastí DNA medzi dvoma homológnymi chromozómami. Chromozómy sú zámerne rozbité a znovu spojené v nových kombináciách.

Meióza nielen zamieša oblasti DNA medzi homológnymi chromozómami, ale zamieša celé chromozómy medzi štyri gaméty, ktoré na konci vzniknú. Distribúcia chromozómov medzi štyri gamety sa nazýva náhodná segregácia. Ak je proces „kríženia“ ako roztrhanie modrých a červených kariet od seba a potom ich lepením na jednotlivé kúsky navzájom pruhované „random segregation“ je kombinácia červeného a modrého balíka, ich premiešanie a náhodné rozdelenie na štyri karty. paluby. Náhodná segregácia vytvorí štyri balíčky kariet, ktoré obsahujú rôzne kombinácie modrých a červených kariet.

Tretím spôsobom, ktorým meióza generuje genetickú diverzitu, je separácia homológnych chromozómov do gamét. Ako je opísané vyššie, homológne chromozómy sú ako páry neidentických dvojčiat. Jeden chromozóm z páru pochádzal od mamy, druhý od otca. Každý homológny chromozóm môže obsahovať rovnaké gény alebo mierne odlišné verzie toho istého génu - preto sú ako neidentické dvojčatá a nie identické dvojčatá. Nezávislý sortiment popisuje proces, v ktorom musia dva homológne chromozómy páru prechádzať do samostatných gamét. To zaisťuje, že každá gameta môže mať iba jeden z dvoch homológnych chromozómov, čo znamená, že každá z nich môže mať iba jedna verzia génu, hoci pôvodná bunka mohla mať dve mierne odlišné verzie a gen.