Vilka är stegen i meios som ökar variationen?

Prokaryota organismer som bakterier kan vara små (de består av en enda cell), men de har så mycket går för dem: Genetisk mångfald är inte ett bekymmer, och jobbet för varje cell är att dela upp i två celler bara Gilla det. Det här kallas binär fission.

I eukaryoter är celler mer komplexa och de innehåller mycket mer DNA (den genetiska materien i livet) än deras prokaryota motsvarigheter. Detta DNA är uppdelat i kromosomer; människor har 46 i de flesta celler. Kromosomer sitter i sin tur inuti en membranbunden kärna. De flesta celler delar sig med mitos, som liknar binär fission och har samma resultat: identiska dotterceller.

Specialiserade celler i organ som kallas gonader (äggstockar hos kvinnor, testiklar hos män) delar sig annorlunda. Denna process, kallad meios, delar mycket överlappning med mitos. Men utan två kritiska processer i meios, som kallas rekombination (eller korsning) och oberoende sortiment, skulle meios inte lägga till någon genetisk mångfald.

När du frågar, "Hur skapar meios genetisk mångfald i en art?" vad du verkligen frågar, på en mer grundnivån är, "Vilka faser av meios är ansvariga för att producera den genetiska variationen som ses i könscellerna?"

För tillfället vet du bara att dessa faser är två i antal och är märkta profas 1 och metafas 2. Denna möjligen kryptiska terminologi kommer att bli tydlig inom kort.

Det är bäst att lära sig mitos innan man tar itu med meios. Mitos är en process som inkluderar fyra faser. Mitos börjar efter att cellerna har duplicerat alla sina kromosomer för att göra (hos människor) 46 identiska tvillinguppsättningar, kallade systerkromatider.

Mitos består av profas, metafas, anafas och telofas. I dessa steg, i syfte, blir systerkromatiderna mer kondenserade, bildar en linje, dras isär och "bevakar" när kärnan delar sig runt dem och bildar två dotterkärnor. Sedan delar cellen som helhet (cytokinese).

Meios är uppdelad i två steg: meios 1 och meios 2. Var och en av dessa har samma fyra steg som är desamma som de som är i mitos med numret i slutet för att ange vilket stadium av meios som pågår.

I profas 1, i stället för 46 par systerkromatider som ställer upp för att dela sig, 23 grupper om fyra kromosomer. Detta beror på att motsvarande kromosomer från modern och fadern "hittar" varandra; att kombinera de två syster-kromatidsatserna ger en tetrad eller bivalent. Så omedelbart skiljer sig mitos och meios väsentligt.

I metafas 1 raderar tetraderna på ett användbart slumpmässigt sätt, beskrivet nedan. I anafas 1 separeras "moder" och "fader" uppsättningar av sammanfogade kromosomer, och i telofas 1 delar sig cellen. Var och en av de nya dottercellerna genomgår meios 2, vilket är en enkel mitotisk uppdelning. Resultatet är fyra gameter med 23 kromosomer istället för de 46 andra cellerna har.

Korsa över i meios, även kallad rekombination, är "utbyte" av DNA som inträffar efter att de homologa kromosomerna (den fadergivna kromosomen och modergiven en av ett visst antal) "hittar" varandra i profas 1.

Således när dessa kromosomer sedan separeras i anafas 1 är ingen av dem samma som den startade.

Oberoende sortiment i meios är den slumpmässiga uppställningen av tetrader i metafas 1 längs den slutliga linjen för kärndelning. "Slumpmässig" betyder i denna mening att det finns lika stor chans att moder-härledda kromatider i en tetrad kommer att rada upp på vardera sidan om delningslinjen.

Det betyder att i en cell med 23 delande delar, som var och en kan gå på ett av två sätt, finns det 2²³ eller 8,4 miljoner möjliga gameter.

Detta tillsammans med den variation som bidragit från rekombination, bör det inte vara någon överraskning att inga två personer (andra än tvillingar) någonsin verkligen ser exakt ut!