MEIOSE: FUNKTION, FASER OG DERES EGENSKABER - BIOLOGI - 2025

Den meiose er den type celledeling, der kendetegner eukaryote organismer, hvis livscyklus er en fase med seksuel reproduktion. Gennem denne proces halveres antallet af kromosomer i opdelende celler, hvorfor det også kaldes "reduktiv deling".

I henhold til de grundlæggende elementer i celleteorien "kommer alle celler fra en anden celle", og det vides, at en celle giver anledning til en anden gennem en opdelingsproces, der består af duplikering af dens interne komponenter (DNA, proteiner osv.)) og deres opdeling i to "datter" -celler, som er praktisk taget identiske med hinanden.

Meiosis resuméskema: 1) Kopiering af kromosomer 2) Parring af homologe kromosomer 3) Krydsning over 4) Første meiotisk opdeling (en af ​​hver af de duplikerede kromosomer pr. Dattercelle) 5) Andet meiotisk opdeling (et kromosom fra hver en pr. dattercelle) (Kilde: Peter coxhead via Wikimedia Commons)

Denne proces tillader kontinuitet i livet og den "uændrede" transmission af genetisk materiale til efterfølgende generationer. Meiose forekommer både i cellerne i flercellede organismer og i enhedsceller (protozoer, gær og bakterier, blandt mange andre).

For nogle organismer er dette den vigtigste form for reproduktion og kaldes aseksuel reproduktion. Imidlertid er reproduktionen af ​​flercellede levende væsener, der har forskellige udviklingscyklusser, lidt mere kompliceret og indebærer, at alle celler i den samme organisme er dannet fra en meget speciel celle kaldet en zygote.

Zygoten er resultatet af en proces kaldet seksuel reproduktion, som involverer fusion af to gametiske eller seksuelle celler, produceret af to forskellige individer (generelt en "mand" og en "kvinde"), og som besidder halvdelen af ​​den genetiske information hver.

Produktionsprocessen for disse kønsceller er det, der i multicellulære organismer er kendt som meiose og har hovedfunktionen ved at producere celler med halvdelen af ​​den kromosomale belastning, dvs. haploide celler.

Meiose funktion

Meiosis er den centrale del eller "hjertet" af seksuel reproduktion, som ser ud til at være en evolutionært fordelagtig "erhvervelse", da den er blevet vedtaget af de fleste dyre- og plantearter.

Denne proces involverer kombinationen af ​​to forskellige genomer, som ender med dannelsen af ​​afkom med en "ny" genetisk begavelse, hvilket igen indebærer en stigning i variationen.

Gennem denne reduktive celledeling producerer specialiserede celler i kroppen af ​​flercellede dyr og planter, kendt som kimlinjeceller, køns- eller gametiske celler, der, når de smeltes, giver anledning til en celle kaldet en zygote..

Reduktion af det kromosomale antal med meiose er et vigtigt trin for foreningen af ​​de to kønsceller, der er produceret for at "regenerere" det diploide kromosomale komplement i den næste generation, hvilket sikrer kontinuiteten af ​​arten.

Kromosomantalreduktion er mulig, da under meiose en enkelt runde DNA-replikation efterfølges af to på hinanden følgende runder med kromosomsegregation.

Konkurrencefordel

Det faktum, at to individer reproducerer sig seksuelt og fusionen af ​​to genetisk forskellige gameter forekommer, hvis kromosomer også tidligere er blevet ”blandet” ved hjælp af tilfældige processer ”, kan betyde en evolutionær fordel set ud fra konkurrence.

Meiosis, der giver anledning til celler med en ny genetisk kombination, der smelter sammen under seksuel reproduktion, gør det muligt for de individer, der er produktet af en sådan reproduktion, at tilpasse sig sig til at overleve i miljøer, der varierer på en væsentlig måde.

Eliminering af "skadelige" alleler

Da en population er modtagelig for forekomsten af ​​nye alleler ved mutationer (hvoraf mange kan være skadelige eller skadelige), kan meiose og seksuel reproduktion favorisere en hurtig eliminering af disse alleler, hvilket forhindrer deres ophobning og yderligere spredning.

Faser af meiose

Den meiotiske proces kan forklares som "adskillelse" eller "distribution" af kromosomerne i en celle, i hvis division dens kromosomale belastning reduceres, hvilket sker gennem to divisioner kendt som den første meiotiske opdeling og den anden meiotiske opdeling, idet dette er sidst ret ligner den mitotiske opdeling.

Som det vil ses nedenfor, er hver af de to meioser sammensat af en profase, en metafase, en anafase og en telofase.

Faser af meiose (Kilde: Boumphreyfr via Wikimedia Commons)

- Første meiotiske opdeling

Meiosis I eller første meiotisk opdeling begynder med foreningen af ​​medlemmerne af hvert homologt par kromosomer (moder- og faderlige kromosomer, som diploide organismer arver fra deres forældre).

grænseflade

Som ved mitose er den fase af kimcellecyklussen, der går forud for meiose, grænsefladen. I dette trin forekommer den eneste begivenhed med cellulær DNA-replikation, der genererer et moderligt og et faderligt kromosom (de er diploide celler), som hver består af to søsterchromatider.

Udtryk I

Under profase I om meiose I forekommer foreningen eller fysisk kontakt mellem homologe kromosomer (ækvivalente kromosomer fra to forskellige forældre, faderen og moderen) i hele deres længde.

Denne begivenhed er kendt som synapse, og det er processen, hvorved fire kromatider er forbundet, to fra hvert homologt kromosom, og det er grunden til, at den resulterende struktur kaldes et tetrad eller bivalent kompleks (antallet af tetrader i en celle under profase er svarende til det haploide antal kromosomer).

I hver tetrad rekombineres ikke-søsterchromatider, det vil sige dem, der hører til homologe kromosomer, gennem en proces kaldet crossover, hvilket resulterer i den genetiske udveksling mellem kromosomer ved at "skære og indsætte" af tilfældige fragmenter i tilfældige positioner, generering af nye genkombinationer.

Efter forekomst af rekombination adskilles centromererne af de homologe kromosomer, hvor de kun forbliver forenet af regioner kendt som chiasmer, der svarer til crossover-stederne. Søsterchromatiderne forbliver imidlertid fastgjort via centromeren.

I denne fase af meiose I vokser celler og syntetiserer reservemolekyler. Derudover værdsættes dannelsen af ​​mikrotubulespindlen, og i den sene profase I forsvinder kernekonvolutten, og kromatidtetraderne ses tydeligt under lysmikroskopet.

Denne fase slutter, når tetraderne stiller sig op i skillelinjens ækvatorplan.

Metafase I

Under metafase fastgøres fibrene i mikrotubulespindlen til centromererne af homologe kromosomer og til modsatte poler i cellen; Dette er det modsatte af, hvad der sker under mitose, hvor centromererne af søsterchromatiderne er bundet til mikrotubuli ved modsatte poler.

Anafase I

I denne fase adskilles de duplikerede homologe kromosomer, da de "trækkes" mod modsatte poler i cellen takket være mikrotubulierne i spindlen. Ved hver pol findes der derefter en tilfældig kombination af kromosomer, men kun et medlem af hvert homologt par.

Under anafase I forbliver søsterkromatiderne bundet til hinanden gennem deres centromerer, som adskiller sig fra mitose, eftersom søsterchromatiderne under mitotisk anafase adskilles ved modsatte poler i cellen.

Telofase I

På dette tidspunkt "krometterer" kromatiderne, det vil sige, de bliver mindre synlige under mikroskopet og mister deres karakteristiske form. Kernekonvolutten er omorganiseret, og cytokinesis eller adskillelse af datterceller forekommer, som har et haploidt antal kromosomer, men som består af duplikerede kromosomer (med deres to kromatider).

Mellem telofase I og den næste meiotiske opdeling er der en kort periode kendt som interkinesis, skønt den ikke forekommer i alle organismer.

- Anden meiotiske opdeling

Under anden division adskilles søsterchromatiderne, som forekommer under mitose, men uden at DNA'et er blevet replikeret tidligere.

Prophase II

Profase II ligner meget mitotisk profase. På dette stadium er der ingen sammenhæng af homologe kromosomer og ingen overkrydsning.

I profase II bliver kromatiderne synlige igen, det vil sige, at kromatinet kondenseres. Spindelfibrene stråler fra hver pol og strækker sig mod centromererne, der forbinder søsterchromatiderne.

Endelig forsvinder den nukleare konvolut, og mikrotubulerne fra modsatte poler når centromeren for hver kromatid, og de justerer sig i celleets ækvatorplan.

Metafase II

Metafase II adskiller sig fra metafase I med hensyn til antallet af kromatider, der stiller op i ækvatorplanet. I metafase I ses tetrader, mens i II kun observeres søsterchromatider af det samme kromosom som i mitotisk metafase.

Anafase II

I dette trin adskilles søsterchromatiderne, når de forskydes mod modsatte poler i cellen. Fra dette øjeblik betragtes hver kromatid som et uafhængigt kromosom.

Telofase II

I begyndelsen af ​​telofase regenererer den nukleare konvolut derefter på sættet med uuplicerede homologe kromosomer, der blev fordelt i hver pol af cellen, hvorefter cytokinesis eller adskillelse af datterceller finder sted.

Den meiotiske opdeling af en diploid celle producerer fire haploide celler, som hver har en anden kombination af gener, da rekombination fandt sted.

Referencer

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Væsentlig cellebiologi. Garland Science.
2. Bernstein, H., & Bernstein, C. (2013). Meiosis evolutionære oprindelse og adaptive funktion. I Meiosis. IntechOpen.
3. Hunt, PA, & Hassold, TJ (2002). Sex betyder noget ved meiose. Science, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Meiosis: hvordan kunne det fungere? Proceedings of the National Academy of Sciences, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9. udg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
6. Villeneuve, AM, & Hillers, KJ (2001). Hvorfra meiose? Cell, 106 (6), 647-650.