Два основних типи поділу клітин, мітоз і мейоз, зустрічаються у рослин, тварин, протистів та грибів.
У тварин мітоз виникає в клітинах тіла, щоб забезпечити ріст і відновити та підтримувати тканини тіла. Кожна дочірня клітина є генетичною копією вихідної клітини.
Мейоз виникає при статевому розмноженні для утворення змінних гамети, або яйцеклітини та сперма, які об’єднуються, щоб сформувати нову особину, відмінну від батьків.
Синапсис це унікальний спосіб, як хромосоми шикуються в першому поділі мейозу, який називається «мейоз I», тому він виникає під час мейозу, але не під час мітозу. Кожна пара хромосом з'єднується між собою, часто обмінюючись генетичним матеріалом між окремими хромосомами. Цей обмін, який називають переходом, є важливим способом збільшення генетичної мінливості в організмах, що відтворюються статевим шляхом.
Нові генетичні комбінації
Мейоз продукує клітини з удвічі меншою кількістю хромосом, ніж міститься в клітинах тіла, що називається гаплоїдним станом, так що потомство має правильну кількість хромосом.
У людини клітини тіла мають диплоїдне або подвоєне число 46 із 23 парами хромосом. Кожна пара має материнську та батьківську хромосоми, які називаються гомологічними хромосомами. Під час мейозу виникають два відділи, що утворюють гаплоїдні гамети з 23 поодинокими хромосомами.
Кожна гамета має унікальні комбінації материнської та батьківської хромосом. Це генетична мінливість важливо, щоб організми могли адаптуватися до мінливих умов. Подальша генетична мінливість відбувається під час синапсису, коли генетичний матеріал обмінюється між сестринськими хроматидами під час кросинговеру.
Як відбувається синапсис у мейозі
До початку мейозу гомологічні пари хромосом, що містяться в ядрі клітини, реплікуються, утворюючи дві пари сестринських хроматид, кожна пара утримується разом структурами, званими центромерами.
Для початку мейозу ядерна мембрана розчиняється, а хромосоми скорочуються і потовщуються. Під час цієї першої стадії, званої профазою I, відбувається синапсис. Дві пари сестринських хроматид з'єднуються разом по своїй довжині за допомогою комбінацій РНК і білків, званих "синаптонемним комплексом".
З’єднані хроматиди продовжують вкорочуватись, з’єднуючись у процесі. Вони можуть блокуватися настільки, наскільки шматки сестринських хроматид відламуються і знову приєднуються до протилежна хроматида, так що частина материнської хроматиди тепер знаходиться на батьківській хроматиді та пороці навпаки.
Телефонували перетинаючи або "рекомбінація", цей процес ще більше збагачує генетичну мінливість, поряд з такими факторами, як випадкове запліднення.
Закінчується синапсис
Як мейоз I продовжується, під час метафази I синапсовані гомологічні пари хромосом мігрують до центру клітини і вишикуються. Гомологічні хромосоми матері та батька можуть випадковим чином відсортуватися до лівої або правої сторони клітини.
Далі, під час анафази I, синапсис закінчується, і гомологічні пари хромосом відокремлюються і мігрують на протилежні сторони клітини. У телофазі I клітинний поділ локалізує по одному типу кожної пари гомологічних хромосом у кожній гаплоїдній дочірній клітині, при цьому хроматиди несуть у собі кросинговерний генетичний матеріал.
Решта мейозу
В мейоз II, дві клітини від мейозу я поділяю, щоб відокремити дві сестринські хроматиди гомологічних пар. Отримані гамети тепер мають гаплоїдне число непарних сестринських хромосом. У людини чоловічі статеві клітини чотири функціональні сперматозоїди. Мейоз у жіночих людей утворює одне велике функціональне яйце і три маленькі (і, зрештою, викинуті) клітини, які називаються полярними тілами, що містять ядра, але мало цитоплазми.
Генетична мінливість гамет походить, по-перше, від незалежного асортименту окремих хромосом протягом кожен мейотичний поділ з материнськими та батьківськими хроматидами, що випадково розсіюються по дочірніх клітинах моди. У людини загальна кількість можливих комбінацій спарювання 23 хромосом становить 8 324 608.
Друге джерело мінливості походить від обміну генетичним матеріалом від кросинговеру під час синапсису.