Dve osnovni vrsti delitve celic, mitoza in mejoza, se pojavljajo pri rastlinah, živalih, protistih in glivah.
Pri živalih se v telesnih celicah pojavi mitoza, ki povzroči rast in obnovo ter vzdrževanje telesnih tkiv. Vsaka hčerinska celica je genetska kopija prvotne celice.
Mejoza se pri spolni reprodukciji pojavi, da nastane spremenljivka spolne celice, ali jajčeca in spermo, ki se združijo in tvorijo novega posameznika, ki se razlikuje od staršev.
Sinapsis je edinstven način, kako se kromosomi poravnajo v prvem oddelku mejoze, imenovanem "mejoza I", zato se pojavi med mejozo, ne pa med mitozo. Vsak kromosomski par se med seboj poveže in pogosto izmenjuje genski material med posameznimi kromosomi. Ta izmenjava, imenovana prestop, je pomemben način za povečanje genetske variabilnosti pri spolno razmnoževalnih organizmih.
Nove genetske kombinacije
Mejoza proizvaja celice s pol manj kromosomov, kot jih vsebuje telesne celice, kar imenujemo haploidno stanje, tako da imajo potomci pravilno število kromosomov.
Pri ljudeh imajo telesne celice diploidno ali podvojeno število 46 z 23 pari kromosomov. Vsak par ima materin in očetov kromosom, imenovan homologni kromosom. Med mejozo pride do dveh oddelkov, ki tvorita haploidne gamete s 23 enojnimi kromosomi.
Vsaka gameta ima edinstvene kombinacije materinih in očetovih kromosomov. To genetska variabilnost je pomembno, da se organizmi lahko prilagodijo spreminjajočim se razmeram. Nadaljnja genetska variabilnost se pojavi med sinapso, ko se genski material med križanjem izmenjuje med sestrskimi kromatidami.
Kako se pojavlja sinapsa v mejozi
Preden se začne mejoza, se homologni pari kromosomov, ki jih vsebuje celično jedro, razmnožujejo in tvorijo dva para sestrskih kromatid, ki ju vsak par držijo strukture, imenovane centromere.
Za začetek mejoze se jedrska membrana raztopi in kromosomi se skrajšajo in zgostijo. V tej prvi fazi, imenovani profaza I, pride do sinapse. Dva para sestrskih kromatid se po dolžini povežeta s kombinacijami RNA in beljakovin, imenovanimi "sinaptonemalni kompleks".
Povezane kromatide se še naprej krajšajo in se pri tem zvijajo. Lahko se zaskočijo do te mere, da se kosi sestrskih kromatid odlomijo in ponovno priklopijo na nasproti kromatide, tako da je del materine kromatide zdaj na očetovi kromatidi in vice nasprotno.
Klican prečkati ali "rekombinacija", ta proces dodatno bogati genetsko variabilnost, skupaj z dejavniki, kot je naključno oploditev.
Sinapsis se konča
Kot mejoza I nadaljuje se, med metafazo I sinaptirani homologni pari kromosomov migrirajo v središče celice in se postavijo v vrsto. Homologni kromosomi mater in očetov se lahko naključno razvrstijo na levo ali desno stran celice.
Nato se med anafazo I sinapsa konča in homologni pari kromosomov se ločijo in selijo na nasprotne strani celic. V telofazi I celična delitev locira en tip vsakega homolognega para kromosomov v vsaki haploidni hčerinski celici, v kromatidah pa je križni genetski material.
Preostali del mejoze
V mejoza II, dve celici iz mejoze razdelim, da ločim dve sestrski kromatidi homolognih parov. Nastale gamete imajo zdaj haploidno število neparnih sestrskih kromosomov. Pri človeku so moške spolne celice štiri funkcionalne semenčic. Mejoza pri ženskah ustvari eno veliko funkcionalno jajčece in tri majhne (in sčasoma zavržene) celice, imenovane polarna telesa, ki vsebujejo jedra, a malo citoplazme.
Genetska variabilnost spolnih celic izvira najprej iz neodvisnega izbora posameznih kromosomov vsaka mejotska delitev z materinskimi in očetovskimi kromatidami, ki se naključno razpršijo po hčerinskih celicah moda. Skupna možna kombinacija pri združevanju 23 kromosomov pri ljudeh je 8.324.608.
Drugi vir variabilnosti prihaja iz izmenjave genskega materiala iz križanja med sinapso.