Vad kan hända om meios går fel?

Meios är en exakt och tätt reglerad process för sexuell reproduktion som ökar biologisk mångfald och överlevnad i eukaryota organismer. Mycket kan gå fel under celldelningens skeden.

Vissa fel kan ha betydelse eller ge ett fördelaktigt drag. Men felsteg kan också leda till genetiska defekter, kromosomavvikelser, sjukdomar och missfall.

Funktionen av meios är att producera genetiskt olika könsceller. Under den första fasen av meios parar sig homologa kromosomer och byter ut genetiskt material. Därefter går de till mitten av cellen. Systerkromatider förblir tillsammans när de dras till motsatta poler av cellen av spindelfibrer. Cytokines bildar två dotterceller, som vardera innehåller hälften av antalet kromosomer.

Den andra fasen av meios är mer som mitos. Kromosomer i de två dottercellerna raderar sig igen i mitten av cellen. Men den här gången systerkromatider dras isär innan de migrerar till motsatta sidor. Cytokines delar cellerna, membranen bildas och fyra haploida gameter - spermier, ägg eller sporer - är resultatet av meios.

Meios är en anledning till att multicellulära organismer uppvisar olika fenotyper som rött hår, blå ögon eller över genomsnittlig höjd. Genetisk rekombination leder till rik mångfald inom populationer av människor, djur, växter och till och med svampar.

Variation inom en art stöder artens överlevnad. Evolutionära bevis tyder på att organismer som är bäst anpassade till sin miljö är mer benägna att överleva och förmedla fördelaktiga egenskaper till avkomma.

Under embryonal utveckling bildas haploida könsceller i flercelliga organismer. Manliga könsceller kommer in i meios med början vid puberteten och reproducerar sig i stor utsträckning.

Meios hos kvinnor är annorlunda. Kvinnliga könsceller genomgår meios i fostret och producerar ett stort - men ändligt - utbud av äggceller som kommer att stanna kvar folliklar av äggstockarna om de inte stimuleras av menstruationshormoner.

Du kanske undrar vad som skulle bli konsekvenserna om det inte fanns någon meios i organismer. Om meios inte inträffade i sexuellt reproducerande organismer, skulle det inte finnas någon omorganisation av gener innan celldelningen. Följaktligen skulle det vara liten artvariation.

Miljöförhållanden skulle påverka genuttryck och beteende, men befolkningen totalt sett skulle ha mindre motstånd mot klimatförändringar eller patogener.

När något går fel under meios inträffar ofta misstaget under replikering av DNA. Enligt National Institutes of Healthär de vanligaste felen i mänskliga gener enkla nukleotidpolymorfismer (SNP). Generellt ofarligt uppträder SNP när nukleotidbaser som cytosin och tymin byts ut.

Problem uppstår bara när SNP stör störningar i genfunktionen, som till exempel är associerad med diabetes och hjärtsjukdomar. SNP kan också äventyra individens förmåga att motstå vissa miljögifter.

A muterad gen kan orsaka ärftliga sjukdomar som sicklecellanemi, Tay-Sachs sjukdom, Huntingtons sjukdom och cystisk fibros. Mutationer till p53-genen kan resultera i cellöverväxt och cancertumörer.

De flesta celler i människokroppen innehåller 46 kromosomer; ett par av 23 kromosomer från modern och ett par av 23 kromosomer från fadern. När kromosomer inte delar sig korrekt under meios, kommer könsceller att hamna med för många eller för få kromosomer.

Avvikelser förekommer också när ett segment av en kromosom är omvänd, felplacerad eller saknas. Kromosomavvikelser omfatta:

• Pataus syndromeller trisomi 13, som härrör från tre kopior av kromosom 13. Problemen inkluderar hjärtfel, svag muskeltonus, intellektuella funktionshinder, hjärnsjukdomar och en klyftad läpp. Barn med trisomi 13 har en hög dödlighet under det första leveåret.
  

• Downs syndrom är ett tillstånd som kallas aneuploidi eller trisomi 21. Downs syndrom beror på en extra kopia av kromosom 21. Barn födda med Downs syndrom upplever utvecklings-, kognitiva och intellektuella förseningar som sträcker sig från mild till svår.
  

• Klinefelters syndrom uppstår när män har en extra X-kromosom. Villkoret kan hämma tillväxten av könsorgan, hormonproduktion och fertilitet.