Indhold
- Celleafdeling og enkle eukaryoter
- Celleafdeling og mere komplekse eukaryoter
- Kromosomer og reduktion
- Kromosom matematik og genetiske lidelser
- Faser af Meiosis
- Hvad sker der under meiosis jeg?
- Hvad sker der i Meiosis II, Prophase II?
- Hvad sker der i Meiosis II, Metaphase II?
- Hvad sker der i Meiosis II, Anaphase II?
- Hvad sker der i Meiosis II, Telophase II?
- Hvornår sker meiosis hos mennesker?
- Vent, hvad? Stop og start Meiosis
Når du hører udtrykket seksuel reproduktion, kan du muligvis ikke med det samme forestille dig celledeling (medmindre du allerede er en cellebiologisk aficionado). En bestemt type celledeling navngivet meiose er afgørende for, at seksuel reproduktion fungerer, fordi det skaber gameter eller kønsceller, der er egnede til denne type reproduktion.
Forskere og naturfaglærere kalder nogle gange meiose reduktionsdelingen. Dette skyldes, at bakterieceller, der er bestemt til at blive gameter, skal reducere deres antal kromosomer, før de dele at fremstille disse kønsceller, såsom sædceller eller æggeceller i mennesker eller spore celler i planter.
Denne reduktionsafdeling opretholder det korrekte antal kromosomer fra en generation til den næste og sikrer også genetisk mangfoldighed for afkommet.
Celleafdeling og enkle eukaryoter
Celleinddeling, der inkluderer både mitose og meiose, muliggør simpelthen en forældercelle at opdele i to (eller flere) datterceller. Denne opdeling gør det muligt for celler at reproducere, enten seksuelt eller aseksuelt.
Encellede eukaryote organismer, såsom amøber og gær, bruger mitose til at opdele i datterceller, der er identiske med forældercellen under aseksuel reproduktion. Da disse datterceller er nøjagtige kopier af forældercellen, er den genetiske mangfoldighed minimal.
Relateret indhold: S fase
Celleafdeling og mere komplekse eukaryoter
I mere komplekse eukaryoter, der bruger seksuel reproduktion, såsom mennesker, mitose spiller også vigtige roller. Disse inkluderer cellevækst og vævsheling.
Når din krop har brug for at vokse eller udskifte hudceller, slukker den hele tiden, cellerne på dette sted gennemgår mitose for at erstatte mistede celler eller tilføje bulk. I tilfælde af sårheling gennemgår cellerne i kanterne af det beskadigede væv mitose for at lukke skaden op.
Processen med meiosepå den anden side er den måde, komplekse eukaryote organismer fremstiller gameter for at reproducere seksuelt. Da dette celleprogram blander den genetiske information, der er kodet i kromosomerne, er dattercellerne genetisk unikke snarere end identiske kopier af overordnede celler (eller de andre datterceller).
Denne unikhed kan muligvis gøre nogle datterceller mere egnede til at overleve.
Kromosomer og reduktion
Dine kromosomer er en form for dit DNA, der pakkes ved at pakke strengene af genetisk materiale omkring specialiserede proteiner, der kaldes histoner. Hvert kromosom indeholder hundreder eller tusinder af gener, der koder for de træk, der gør dig anderledes end andre mennesker. Mennesker har normalt 23 par kromosomer eller 46 samlede kromosomer i hver DNA-indeholdende celle i kroppen.
For at matematikken skal fungere, når der produceres gameter, forælderen diploide celler med 46 kromosomer skal hver reducere deres sæt kromosomer med halvdelen for at blive haploide datterceller med 23 kromosomer hver.
Sæd- og ægceller skal være haploide celler da de vil mødes for at blive et nyt menneske under befrugtning, i det væsentlige kombinere de kromosomer, de bærer.
Kromosom matematik og genetiske lidelser
Hvis antallet af kromosomer i disse celler ikke blev reduceret ved meiose, ville det resulterende afkom have 92 kromosomer i stedet for 46, og den næste generation ville have 184 og så videre. Det er vigtigt at bevare antallet af kromosomer fra en generation til den næste, fordi det gør det muligt for hver generation at bruge de samme celleprogrammer.
Selv et ekstra (eller manglende) kromosom kan forårsage alvorlige genetiske lidelser.
F.eks. Forekommer Downs syndrom, når der er en ekstra kopi af kromosom 21, hvilket giver personer med denne lidelse 47 kromosomer snarere end 46.
Mens der muligvis kan forekomme fejl under meiose, sikrer det grundlæggende program for reduktion af antallet af kromosomer inden opdeling i gameter, at de fleste afkom afvikles med det rigtige antal kromosomer.
Faser af Meiosis
Meiose inkluderer to faser, kaldet meiose I og meiose II, der forekommer i rækkefølge. Meiosis I producerer to haploide datterceller med unikke kromatider, som er forløberne for kromosomer.
Meiosis II ligner noget med mitose, fordi den simpelthen opdeler de to haploide datterceller fra den første fase i fire haploide datterceller. Imidlertid forekommer mitose i alle somatiske celler, hvorimod meiose kun finder sted i reproduktionsvæv, såsom testikler og æggestokke hos mennesker.
Hver af meiose-faser inkluderer underfaser. For meiose I er disse profase I, metafase I, anafase I og telofase I. For meiose II er disse profase II, metafase II, anafase II og telofase II.
Hvad sker der under meiosis jeg?
For at give mening om møtrikker og bolte i meiose II er det nyttigt at have en grundlæggende forståelse af meiose I siden den anden fase af meiose bygger på den første. Gennem en række regulerede trin, der er lagt i underfaser, trækker meiose jeg de parrede kromosomer, kaldet homologe kromosomer af overordnede celle til modsatte sider af cellen, indtil hver pol indeholder en klynge på 23 kromosomer. På dette tidspunkt deler cellen sig i to.
Hver af disse reducerede kromosomer består af to søsterstrenge, kaldet søsterchromatider, holdt sammen af en centromer. Det er nemmest at forestille dem i deres kondenserede versioner, som du kan forestille dig, at de ligner noget sommerfugle. Det venstre vingsæt (en kromatid) og det højre vinger (det andet kromatid) forbinder ved kroppen (centromeren).
Meiosis I inkluderer også de tre mekanismer, der sikrer afkomens genetiske mangfoldighed. Under krydsning udveksler de homologe kromosomer små regioner af DNA. Senere sikrer tilfældig segregering, at de to versioner af generne fra disse kromosomer blandes tilfældigt og uafhængigt ind i gameterne.
Uafhængigt sortiment sørger for, at søsterchromatider opvikles i separate gameter. I alt blander disse mekanismer det genetiske dæk til at producere mange mulige kombinationer af gener.
Hvad sker der i Meiosis II, Prophase II?
Med meiose, jeg afsluttede, overtager meiose II. I den første fase af meiose II, kaldet profase II, får cellen det maskiner, den har brug for, til celledeling klar til at arbejde. Først opløses to områder af cellekernen, nucleolus og kernekonvolutten.
Derefter søsterchromatiderne kondensere, hvilket betyder, at de dehydrerer og ændrer form for at blive mere kompakte. De forekommer nu tykkere, kortere og mere organiserede end de gør i deres ubetingede tilstand, kaldet kromatin.
Cellen centrosomereller mikrotubulære organiseringscentre, migrerer til modsatte sider af cellen og danner en spindel imellem dem. Disse centre producerer og organiserer mikrotubuli, som er proteinfilamenter, der spiller en lang række roller i cellen.
Under profase II danner disse mikrotubuli spindelfibre der til sidst vil udføre vigtige transportfunktioner i senere faser af meiose II.
Hvad sker der i Meiosis II, Metaphase II?
Den anden fase, kaldet metaphase II, handler om at flytte søsterchromatiderne i korrekt position til celledeling. For at gøre dette fastgøres disse spindelfibre til centromer, som er det specialiserede område af DNA, der holder søsterkromatiderne sammen som et bælte, eller kroppen af den sommerfugl, du forestillede dig, hvor de venstre og højre vinger er søsterchromatiderne.
Når spindelfibrene er forbundet til centromeren, bruger de deres lokaliseringsmekanismer til at skubbe søsterchromatiderne ind i midten af cellen. Når de ankommer til midten, fortsætter spindelfibrene med at skubbe søsterkromatiderne indtil de stiller op langs cellens midtlinie.
Hvad sker der i Meiosis II, Anaphase II?
Nu hvor søsterchromatiderne er foret langs midtlinjen, fastgjort ved centromeren til spindelfibrene, kan arbejdet med at opdele dem i datterceller begynde. Enderne af spindelfibrene, der ikke er fastgjort til søsterkromatiderne, er forankret til centrosomerne placeret på hver side af cellen.
Spindelfibrene begynder at trække sig sammen, og søsterchromatiderne trækkes fra hinanden, indtil de adskilles. I løbet af denne periode fungerer sammentrækningen af spindelfibrene ved centrosomerne som en rulle, der trækker søsterkromatiderne fra hinanden og trækker dem også mod modsatte sider af cellen. Forskere kalder nu søsterchromatiderne søster kromosomer, bestemt til separate celler.
Hvad sker der i Meiosis II, Telophase II?
Nu hvor spindelfibrene med succes har opdelt søsterchromatiderne i separate søsterchromosomer og transporteret dem til modsatte sider af cellen, er selve cellen klar til at dele sig. Først kromosomer dekondenser og vender tilbage til deres normale, trådlignende tilstand som kromatin. Da spindelfibrene har udført deres arbejde, er de ikke længere nødvendige, så spindlen adskilles.
Alt, hvad der er tilbage til, at cellen kan gøre nu, er delt i to gennem en kaldet mekanisme cytokinese. For at gøre dette dannes kernekonvolutten igen og skaber en indrykkning ned i midten af cellen, kaldet en spaltningsfure. Måden, som cellen bestemmer, hvor denne fyr skal trækkes, forbliver uklar og genstand for ophedet debat blandt forskere, der studerer cytokinesis.
Et proteinkompleks kaldet actin-myosin-kontraktil ring får cellemembranen (og cellevæggen i planteceller) til at vokse langs cytokinesis-furen og klemmer cellen i to. Hvis spaltningsfuren dannet på det rigtige sted, med søsterkromosomerne adskilt i separate sider, er søsterkromosomerne nu i separate celler.
Disse er nu fire haploide datterceller, der indeholder unik, varieret genetisk information, som du kender som sædceller eller ægceller (eller spore celler i planter).
Hvornår sker meiosis hos mennesker?
Et af de mest interessante aspekter ved meiose er, når det forekommer hos mennesker, som varierer baseret på personens kønstildeling. For mandlige mennesker, der er begyndt på puberteten, foregår meiose kontinuerligt og producerer fire haploide sædceller pr. Runde, som hver er klar til at befrugte en ægcelle og producere afkom, hvis de får mulighed.
Når det kommer til kvindelige mennesker, er tidslinjen for meiose anderledes, mere kompliceret og meget fremmed. I modsætning til mandlige mennesker, der kontinuerligt producerer sædceller fra puberteten til døden, fødes kvindelige mennesker med en levetid forsyning af æg, der allerede er inde i deres æggestokkevæv.
Vent, hvad? Stop og start Meiosis
Det blæser lidt i sindet, men kvindelige mennesker gennemgår en del af meiose jeg, mens de stadig er fostre selv. Dette producerer æggeceller inde i ægget i fosteret, og derefter går meiose i det væsentlige offline, indtil det er udløst af hormonproduktion ved pubertet.
På det tidspunkt genoptages meiose kort, men stoppes derefter igen på metafase II-fasen af meiose II. Det starter først sikkerhedskopiering og afslutter programmet, hvis ægget befrugtes.
Mens hele meiose-programmet producerer fire funktionelle sædceller til mandlige mennesker, gør det kun en funktionel ægcelle til kvindelige mennesker og tre fremmede celler kaldet polære legemer.
Som du kan se, involverer seksuel reproduktion meget mere end sædceller møder æg.Det er faktisk et superkompliceret sæt af celledelingsprogrammer, der arbejder sammen for at sikre, at hvert potentielt afkom har det rigtige antal kromosomer og en unik chance for at overleve takket være genetisk blanding.