อะไรคือขั้นตอนในไมโอซิสที่เพิ่มความแปรปรวน?

สิ่งมีชีวิตที่เป็นโพรคาริโอต เช่น แบคทีเรียอาจมีขนาดเล็ก (ประกอบด้วยเซลล์เดียว) แต่มีมากขนาดนี้ ไปเพื่อพวกเขา: ความหลากหลายทางพันธุกรรมไม่ใช่เรื่องที่น่ากังวล และงานของทุกเซลล์คือการแบ่งเซลล์ออกเป็นสองเซลล์ ชอบมัน. นี้เรียกว่า ฟิชชันไบนารี.

ในยูคาริโอต เซลล์นั้นซับซ้อนกว่าและมี DNA (สารพันธุกรรมของชีวิต) มากกว่าโพรคาริโอต DNA นี้แบ่งออกเป็น โครโมโซม; มนุษย์มี 46 เซลล์ในเซลล์ส่วนใหญ่ โครโมโซมจะนั่งภายในนิวเคลียสที่จับกับเมมเบรน เซลล์ส่วนใหญ่หารด้วย ไมโทซิสซึ่งคล้ายกับฟิชชันไบนารีและมีผลลัพธ์เหมือนกัน: เซลล์ลูกสาวเหมือนกัน

เซลล์เฉพาะทาง ในอวัยวะที่เรียกว่า gonads (รังไข่ในผู้หญิง, อัณฑะในผู้ชาย) แบ่งต่างกัน กระบวนการนี้เรียกว่า ไมโอซิส, แบ่งหลายส่วนทับซ้อนกับไมโทซีส แต่หากไม่มีกระบวนการที่สำคัญสองประการในไมโอซิสที่เรียกว่าการรวมตัวใหม่ (หรือการข้ามผ่าน) และการจำแนกประเภทที่เป็นอิสระ ไมโอซิสจะไม่เพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม

เมื่อคุณถามว่า "ไมโอซิสสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมในสายพันธุ์ได้อย่างไร" สิ่งที่คุณถามจริงๆ มากขึ้น ระดับพื้นฐานคือ "ระยะใดของไมโอซิสที่มีหน้าที่สร้างการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เห็นในเซลล์สืบพันธุ์"

สำหรับตอนนี้ ให้รู้ว่าระยะเหล่านี้มี 2 ระยะและมีป้ายกำกับว่า คำทำนาย 1 และ เมตาเฟส2. คำศัพท์ที่อาจคลุมเครือนี้จะชัดเจนในไม่ช้า

เป็นการดีที่สุดที่จะเรียนรู้ไมโทซิสก่อนที่จะจัดการกับไมโอซิส ไมโทซิส เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วยสี่ขั้นตอน ไมโทซิสเริ่มต้นขึ้นหลังจากที่เซลล์ได้ทำซ้ำโครโมโซมทั้งหมดเพื่อสร้าง (ในมนุษย์) ชุดคู่ที่เหมือนกัน 46 ชุด เรียกว่าซิสเตอร์โครมาทิด

ไมโทซิสประกอบด้วยการพยากรณ์ เมตาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส ในขั้นตอนเหล่านี้ ตามลำดับ โครมาทิดน้องสาวจะควบแน่นมากขึ้น ก่อตัวเป็นเส้น แยกออกจากกัน และ "ดู" เมื่อนิวเคลียสแบ่งตัวรอบตัวและสร้างนิวเคลียสลูกสาวสองคน จากนั้นเซลล์ทั้งหมดจะแบ่ง (ไซโตไคเนซิส).

ไมโอซิส แบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: ไมโอซิส 1 และ ไมโอซิส 2 แต่ละขั้นตอนเหล่านี้มีสี่ขั้นตอนที่เหมือนกันกับขั้นตอนในไมโทซิสโดยมีหมายเลขติดอยู่ที่ส่วนท้ายเพื่อระบุว่าระยะของไมโอซิสกำลังดำเนินอยู่

ในการพยากรณ์ที่ 1 แทนที่จะมีโครมาทิดน้อง 46 คู่เรียงแถวกัน มีโครโมโซมสี่ชุด 23 กลุ่มเรียงกัน นี่เป็นเพราะโครโมโซมที่สอดคล้องกันจากแม่และพ่อ "หา" กัน การรวมชุดซิสเตอร์โครมาทิดสองชุดเข้าด้วยกันจะให้ผลเป็นเทตราดหรือไบวาเลนต์ ดังนั้นในทันที ไมโทซิสและไมโอซิสจึงแตกต่างกันอย่างมาก

ในเมตาเฟส 1 tetrads จะเรียงกันในลักษณะสุ่มที่มีประโยชน์ ดังอธิบายด้านล่าง ในแอนาเฟส 1 ชุด "แม่" และ "พ่อ" ของโครโมโซมที่ต่อกันจะถูกแยกจากกัน และในเทโลเฟส 1 เซลล์จะแบ่งตัว เซลล์ลูกสาวใหม่แต่ละเซลล์ได้รับไมโอซิส 2 ซึ่งเป็นการแบ่งเซลล์แบบไมโทติคอย่างง่าย ผลที่ได้คือเซลล์สืบพันธุ์ 4 ตัวที่มีโครโมโซม 23 อัน แทนที่จะเป็นเซลล์อื่นอีก 46 เซลล์

ข้ามไป ในไมโอซิสเรียกอีกอย่างว่า การรวมตัวกันใหม่คือการ "เปลี่ยน" ของ DNA ที่เกิดขึ้นหลังจากโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน (โครโมโซมที่พ่อมอบให้และแม่ที่ให้หมายเลขใดหมายเลขหนึ่ง) "พบ" กันในการพยากรณ์ 1

ดังนั้นเมื่อโครโมโซมเหล่านี้แยกจากกันในแอนาเฟส 1 ก็ไม่เหมือนกับที่มันเริ่มต้นขึ้น

การแบ่งประเภทเป็นอิสระ ในไมโอซิสคือการสุ่มแถวของ tetrads ใน metaphase 1 ตามเส้นสุดท้ายของการแบ่งนิวเคลียส "สุ่ม" ในแง่นี้หมายความว่ามีโอกาสเท่ากันที่โครมาทิดที่มาจากแม่ในเตตราดจะเข้าแถวที่ด้านใดด้านหนึ่งของเส้นแบ่ง

ซึ่งหมายความว่าในเซลล์ที่มีการแบ่ง 23 ส่วนซึ่งแต่ละส่วนสามารถไปได้หนึ่งในสองวิธีมี2²³ หรือ 8.4 ล้าน gametes ที่เป็นไปได้.

สิ่งนี้ควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการรวมตัวใหม่ ไม่น่าแปลกใจเลยที่ไม่มีคนสองคน (นอกจากฝาแฝด) ที่จะดูเหมือนกันทุกประการอย่างแท้จริง!