Čo sa môže stať, ak sa meióza pokazí?

Meióza je presný a prísne regulovaný proces pohlavného rozmnožovania, ktorý zvyšuje biodiverzitu a prežitie v eukaryotických organizmoch. Počas fáz bunkového delenia sa môže veľa pokaziť.

Niektoré chyby môžu byť nepodstatné alebo môžu mať výhodnú vlastnosť. Prešľapy však môžu mať za následok aj genetické chyby, chromozomálne abnormality, choroby a potraty.

Funkcia meióza je produkovať geneticky rozmanité gaméty. Počas prvej fázy meiózy sa homologické chromozómy pária a vymieňajú genetický materiál. Ďalej smerujú do stredu bunky. Sesterské chromatidy zostávajú pohromade, keď sú vretenovými vláknami ťahané k opačným pólom bunky. Cytokinéza tvorí dve dcérske bunky, z ktorých každá obsahuje polovičný počet chromozómov.

Druhá fáza meiózy pripomína skôr mitózu. Chromozómy v dvoch dcérskych bunkách sa opäť zoradia v strede bunky. Ale tentoraz sesterské chromatidy sú odtiahnuté pred migráciou na opačné strany. Cytokinéza štiepi bunky, vytvárajú sa membrány a z meiózy vyplývajú štyri haploidné gaméty - spermie, vajíčka alebo spóry.

Meióza je dôvod, prečo sa mnohobunkové organizmy odlišujú fenotypy ako ryšavé vlasy, modré oči alebo nadpriemerná výška. Genetická rekombinácia vedie k bohatej diverzite medzi populáciami ľudí, zvierat, rastlín a dokonca aj húb.

Rozptyl v rámci druhu podporuje prežitie druhu. Evolučné dôkazy naznačujú, že organizmy najlepšie prispôsobené ich prostrediu s väčšou pravdepodobnosťou prežijú a odovzdajú potomkom prospešné vlastnosti.

Počas embryonálneho vývoja sa v mnohobunkových organizmoch tvoria haploidné zárodočné bunky. Mužské zárodočné bunky vstupujú do meiózy od puberty a množia sa plodne.

Meióza u žien je iná. Ženské zárodočné bunky prechádzajú meiózou u plodu a produkujú veľký, ale obmedzený prísun oocyty ktoré zostanú v folikuly vaječníkov, pokiaľ nie sú stimulované menštruačnými hormónmi.

Možno sa pýtate, aké by to malo následky, keby v organizmoch neexistovala meióza. Keby sa meióza nevyskytovala v sexuálne sa množiacich organizmoch, nedošlo by k preskupeniu génov pred delením buniek. V dôsledku toho by bola malá druhová variabilita.

Podmienky prostredia by ovplyvnili génovú expresiu a správanie, ale celková populácia by mala menšiu odolnosť voči zmenám podnebia alebo patogénom.

Keď sa počas meiózy niečo pokazí, chyba sa často stane pri replikácii DNA. Podľa Národné ústavy zdravia, sú najčastejšie chyby v ľudských génoch polymorfizmy s jedným nukleotidom (SNP). Spravidla neškodné, SNP sa vyskytujú, keď dôjde k zámene nukleotidových báz ako cytozín a tymín.

Problémy nastanú, iba ak SNP narušia fungovanie génov, ktoré sú spojené napríklad s cukrovkou a srdcovými chorobami. SNP môžu tiež ohroziť schopnosť jednotlivca odolávať určitým toxínom z prostredia.

A mutovaný gén môže spôsobiť dedičné choroby ako kosáčiková anémia, Tay-Sachsova choroba, Huntingtonova choroba a cystická fibróza. Výsledkom môžu byť mutácie génu p53 prerastanie buniek a rakovinové nádory.

Väčšina buniek v ľudskom tele obsahuje 46 chromozómov; jeden pár 23 chromozómov od matky a jeden pár 23 chromozómov od otca. Keď sa chromozómy počas meiózy nerozdelia správne, gaméty skončia s príliš veľkým alebo príliš malým počtom chromozómov.

Odchýlky sa vyskytujú aj vtedy, keď sú segmenty chromozómu obrátené, nesprávne umiestnené alebo chýbajú. Chromozomálne abnormality zahŕňajú:

• Patauov syndrómalebo trizómia 13, ktorá je výsledkom troch kópií chromozómu 13. Problémy zahŕňajú srdcové chyby, slabý svalový tonus, intelektuálne postihnutia, poruchy mozgu a rázštep pery. Deti s trizómiou 13 majú vysokú úmrtnosť v prvom roku života.
  

• Downov syndróm je stav známy ako aneuploidia alebo trizómia 21. Downov syndróm je spôsobený ďalšou kópiou chromozómu 21. Deti narodené s Downovým syndrómom pociťujú vývojové, kognitívne a intelektuálne oneskorenia od ľahkých po ťažké.
  

• Klinefelterov syndróm nastáva, keď majú muži extra X chromozóm. Tento stav môže inhibovať rast genitálií, produkciu hormónov a plodnosť.