Tartalom
- Sejtosztódás és egyszerű eukarióták
- Sejtosztódás és összetettebb eukarióták
- Kromoszómák és redukció
- Kromoszóma matematika és genetikai rendellenességek
- A meiosis fázisai
- Mi történik az I. meiosis alatt?
- Mi történik a II. Meózisban, a II.
- Mi történik a II. Meiosisban, a II. Metafázisban?
- Mi történik a meiosis II-ben, Anaphase II?
- Mi történik a meiózis II-ben, Telophase II?
- Mikor történik a meiosis emberben?
- Várj, mi? Stop and Start Meiosis
Amikor meghallja a szexuális szaporodás kifejezést, akkor nem feltétlenül ábrázolja azonnal a sejtosztódást (hacsak nem vagy sejtbiológiai rajongó). Ugyanakkor egy meghatározott típusú sejtosztódás neve miózis elengedhetetlen a nemi szaporodás működéséhez, mivel ivarsejteket vagy nemi sejteket hoz létre, amelyek alkalmasak az ilyen szaporodásra.
A tudósok és a természettudományi tanárok néha meiosisnak hívják redukciós részleg. Ennek oka az, hogy az ivarsejtekké váló csírasejteknek kötelesek csökkentésére kromoszómák száma előttük feloszt ezeket a nemi sejteket, például spermat vagy petesejteket emberekben vagy spóra sejteket előállítani növényekben.
Ez a redukciós megoszlás fenntartja a helyes számú kromoszómát az egyik nemzedékről a másikra, és biztosítja az utódok genetikai sokféleségét.
Sejtosztódás és egyszerű eukarióták
A sejtosztódás, amely magában foglalja a mitózist és a meiosist is, egyszerűen lehetővé teszi a szülő cella ketté (vagy többre) osztani lányos sejtek. Ez a megosztás lehetővé teszi a sejtek szaporodását akár szexuálisan, akár szexuálisan.
Az egysejtű eukarióta organizmusok, mint például amoebák és élesztők, mitózist alkalmaznak olyan lánysejtekre történő felosztáshoz, amelyek azonosak a szülősejtekkel az aszexuális szaporodás során. Mivel ezek a lányos sejtek a szülő sejt pontos replikái, a genetikai sokféleség minimális.
Kapcsolódó tartalom: S fázis
Sejtosztódás és összetettebb eukarióták
Összetettebb eukariótákban, akik szexuális szaporodást használnak, mint például az emberek, mitózis szintén fontos szerepet játszik. Ide tartoznak a sejtek növekedése és a szövetek gyógyulása.
Amikor a testének növekednie kell, vagy helyettesítenie kell a bőrsejteket, amelyek folyamatosan ellazulnak, az adott hely sejtjei mitózison megy keresztül, hogy helyettesítsék az elveszett sejteket vagy tömeget hozzanak hozzá. Sebgyógyulás esetén a sérült szövet szélén lévő sejtek mitózison megy keresztül, hogy bezárják a sérülést.
A folyamata miózismásrészről az a módszer, amellyel az összetett eukarióta organizmusok ivarsejteket termelnek nemi úton történő szaporodáshoz. Mivel ez a sejtprogram eloszlatja a kromoszómákba kódolt genetikai információkat, a leánysejtek genetikailag egyediek, nem pedig a szülősejtek (vagy a többi lánysejtek) azonos példányai helyett.
Ez az egyediség egyes lánysejteket alkalmasabbá teheti a túlélésre.
Kromoszómák és redukció
A kromoszómáik egy olyan DNS-formája, amelyet úgy csomagolnak, hogy a genetikai anyag szálait az úgynevezett speciális fehérjék köré csomagolják hiszton. Minden kromoszóma több száz vagy több ezer gént tartalmaz, amelyek kódolják azokat a tulajdonságokat, amelyek különböznek téged a többi embertől. Az embereknek általában 23 pár kromoszóma van, vagy 46 teljes kromoszóma van a test minden DNS-tartalmú sejtjében.
Annak érdekében, hogy a matematika működjön az ivarsejtek előállításakor, a szülő diploid sejtek 46 kromoszómával mindegyiknek felére kell csökkentenie a kromoszómakészletét, hogy haploid leánysejtekké váljanak, amelyek mindegyike 23 kromoszómával rendelkezik.
A spermiumnak és a petesejteknek is lehetnek haploid sejtek mivel azért jönnek létre, hogy új embert hozzon létre a megtermékenyítés során, lényegében kombinálva a hordozott kromoszómákat.
Kromoszóma matematika és genetikai rendellenességek
Ha ezekben a sejtekben a kromoszómák számát nem csökkentette a meiozis, akkor a kapott utódok 46 helyett 92 kromoszómával rendelkeznek, a következõ generáció pedig 184 és így tovább. Az egyik nemzedékről a másikra a kromoszómák számának megőrzése fontos, mivel lehetővé teszi, hogy minden generáció ugyanazokat a sejtprogramokat használja.
Még egy extra (vagy hiányzó) kromoszóma is súlyos lehet genetikai rendellenességek.
Például, a Down-szindróma akkor fordul elő, amikor van egy további példány a 21. kromoszómából, ezáltal a rendellenességben szenvedő embereknek a 46 helyett 47 kromoszóma adódik.
Noha a meiosis során hibák fordulhatnak elő és fordulhatnak elő, a kromoszómák számának csökkentésére szolgáló alapprogram az ivarsejtekre történő felosztás előtt biztosítja, hogy a legtöbb utód a megfelelő számú kromoszómával járjon el.
A meiosis fázisai
A meiosis két fázist foglal magában, úgynevezett meiosis I és meiosis II, amelyek egymás után fordulnak elő. Az I. meiosis két haploid leánysejtet termelő, egyedi kromatiddal, amelyek a kromoszómák előfutárai.
A meiosis II kissé hasonlít a mitózishoz, mivel egyszerűen felosztja ezt a két haploid leánysejtet az első fázisból négy haploid leánysejtbe. A mitózis azonban minden szomatikus sejtben előfordul, míg a meiozis csak a reproduktív szövetekben, például az emberek herékében és petefészkeiben zajlik.
A meiozis mindegyik fázisa alfázisokat tartalmaz. Az I. meiozis esetében ezek az I. és I. metafázis, az I. anafázis és a telofázis. A II. Meiosis esetében ezek a II., II. Metafázis, a II. És a II.
Mi történik az I. meiosis alatt?
A meiosis II anyáinak és csavarjainak értelmezése érdekében hasznos az I. meiosis alapvető ismerete, mivel a meiosis második fázisa az elsőre épül. Az alfázisokban leírt szabályozott lépések sorozatán keresztül a meiozis meghúzza a párosított kromoszómákat, az úgynevezett homológ kromoszómák, A szülősejt a sejt egymással szemben lévő oldalaival mindaddig, amíg minden pólus nem tartalmaz 23 kromoszómát. Ezen a ponton a cella ketté oszlik.
Ezen redukált kromoszómák mindegyike két testvér szálból áll, úgynevezett nővére kromatidok, tartja a centromérához. A legegyszerűbb ezeket a tömörített verziókban ábrázolni, amelyek elképzelhetők úgy, hogy kissé hasonlítanak pillangókhoz. A bal szárnykészlet (egy kromatid) és a jobb szárnykészlet (a második kromatid) a testnél (a centroméren) kapcsolódnak.
Az I. meiozis szintén magában foglalja a három mechanizmust, amelyek biztosítják az utódok genetikai sokféleségét. A keresztezés során a homológ kromoszómák kicserélik a DNS kis régióit. Később a véletlenszerű szétválasztás biztosítja, hogy ezekből a kromoszómákból származó gének két verziója véletlenszerűen és egymástól függetlenül átkeveredjen a ivarsejtekbe.
A független választék biztosítja, hogy a nővérekromatidok különálló ivarsejtekben felhalmozódjanak. Összességében ezek a mechanizmusok átkeverik a genetikai réteget, hogy számos lehetséges génkombinációt előállítsanak.
Mi történik a II. Meózisban, a II.
A meiosissal, amelyet befejeztem, a II. Meiosis veszi át a helyét. A II. Meiosis első fázisában, amelyet II. Fázisnak neveznek, a sejt megkapja a működéséhez szükséges gépeket. Először a sejtmag két területe, a nukleolus és a magburkoló feloldódik.
Aztán a nővér kromatidok lecsapódik, ami azt jelenti, hogy kiszáradnak és megváltoztatják az alakjukat, hogy kompaktabbá váljanak. Most vastagabbak, rövidebbek és szervezetesebbek, mint a sűrített állapotukban, úgynevezett kromatinnak.
A cella centrosómáhozvagy mikrotubulus szervező központok a sejt másik oldalára vándorolnak, és orsót képeznek közöttük. Ezek a központok mikrotubulusokat állítanak elő és rendeznek, amelyek fehérje szálak, amelyek sokféle szerepet játszanak a sejtben.
A II. Fázis során ezek a mikrotubulusok képezik a orsószálak amely végül fontos szállítási funkciókat lát el a II. meiosis későbbi szakaszaiban.
Mi történik a II. Meiosisban, a II. Metafázisban?
A második fázis, az úgynevezett II. Metafázis, arról szól, hogy a testvérkromatidokat a sejtosztódás megfelelő helyzetébe helyezzük. Ehhez az orsószálak a centromérához, amely a testreszabott DNS-régió, amely a nővér kromatidokat tartja össze, mint egy övet, vagy annak a pillangónak a testét, amelyet elképzeltem, ahol a bal és a jobb szárny a húga kromatid.
A centromerhez való csatlakozás után az orsószálak lokalizációs mechanizmusaikat használják a testvérkromatidoknak a sejt közepébe történő nyomására. Amint megérkeznek a központba, az orsószálak addig nyomják a testvér-kromatidiumokat, amíg a sejt középvonala mentén fel nem sorolódnak.
Mi történik a meiosis II-ben, Anaphase II?
Most, hogy a testvérkromatidok a középső vonal mentén vannak felsorakoztatva, a centroméren az orsószálakhoz kapcsolódva, megkezdődhet a lányos sejtekre történő felosztás. Az orsószálak végei, amelyek nem kapcsolódnak a testvérkromatidokhoz, a sejt mindkét oldalán található centroszómákhoz vannak rögzítve.
Az orsószálak összehúzódnak, és a nővér kromatideket szétválnak, amíg szétválnak. Ebben az időben az orsószálak összehúzódása a centroszómákban úgy működik, mint egy tekercs, húzza a testvér-kromatideket egymástól, és húzza őket a sejt ellentétes oldalai felé is. A tudósok most a nővére kromatidoknak hívják nővér kromoszómái, külön cellákra szánják.
Mi történik a meiózis II-ben, Telophase II?
Most, hogy az orsórostok sikeresen felosztották a testvérkromatideket különálló testvérkromoszómákba, és a sejt másik oldalára szállították, maga a sejt készen áll a megosztásra. Először a kromoszómák dekondenzálódnak és visszatérnek normál, szálszerű állapotukba kromatin. Mivel az orsószálak elvégezték a feladataikat, már nem szükséges, így az orsó szétesik.
Mindössze annyi, ami a cella számára megtörténik, egy ún citokinezis. Ehhez a nukleáris boríték újra kialakul, és egy bemélyedést hoz létre a cella közepén, amelyet hasítási barázdának hívnak. Még nem tisztázott, hogy a sejt hogyan határozza meg ezt a barázdát, és heves vita tárgya a citokinézist tanulmányozó tudósok körében.
Az aktin-miozin összehúzódó gyűrűnek nevezett fehérjekomplex a sejtmembrán (és a növényi sejtek sejtfalának) növekedését idézi elő a citokinezis barázda mentén, és a sejtet ketté szorítja. Ha a hasítási barázda a megfelelő helyen alakult ki, a nővére kromoszómáival külön-külön oldalakat szétválasztva, akkor a nővér kromoszómák most külön sejtekben vannak.
Ez most négy haploid leánysejt, amelyek egyedi, változatos genetikai információkat tartalmaznak, amelyeket spermium vagy petesejtként (vagy spóra sejtekként a növényekben) ismernek.
Mikor történik a meiosis emberben?
A meiozis egyik legérdekesebb aspektusa az, amikor az emberben fordul elő, amely a személy szexuális hozzárendelése alapján változik. A férfiaknál a pubertás kezdete után a meiosis folyamatosan zajlik, és körönként négy haploid spermiumot termel, amelyek készen állnak egy petesejt megtermékenyítésére és utódok előállítására, ha lehetőséget adnak rá.
A nők esetében a mejozis időbeli eltérése, bonyolultabb és sokkal furcsább. A férfiaktól eltérően, akik a pubertástól a halálig folyamatosan termelnek spermiumsejteket, a nőstény embereknek élettartamú tojásellátása születik már petefészek szöveteiben.
Várj, mi? Stop and Start Meiosis
Kicsit elme fúj, de a nőstény emberek egy részén átmegy az I. meiozisban, miközben maguk még magzatok is. Ez petesejteket termel a magzati petefészkekben, majd a meiozis lényegében offline állapotba kerül, amíg a pubertás.
Abban az időben a meiozis röviden folytatódik, de a meiozis II metafázis II szakaszában ismét megáll. Csak akkor indul biztonsági másolatot készíteni és befejezni a programot, ha a tojás megtermékenyült.
Míg az egész meiosis program négy funkcionális spermiumot állít elő férfiak számára, addig csak egy funkcionális petesejt készül a nők számára és három idegen sejt, az úgynevezett sarki testek.
Mint láthatja, a szexuális szaporodás sokkal többet érint, mint a sperma és a pete.Valójában egy szuper bonyolult sejtosztásos programkészlet, amely együtt működik annak érdekében, hogy a potenciális utódoknak megfelelő számú kromoszóma legyen és egyedülálló esélye a túlélésre, a genetikai megoszlásnak köszönhetően.