MEIOOSI: TOIMINTA, VAIHEET JA NIIDEN OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Meioosi on tyyppi solunjakautumisen joka luonnehtii eukaryoottisista organismeista, joiden elinkaari on vaihe sukupuolisen lisääntymisen. Tämän prosessin kautta kromosomien lukumäärä jakavissa soluissa puolittuu, minkä vuoksi se tunnetaan myös nimellä "pelkistävä jakautuminen".

Soluteorian perusteiden mukaan "jokainen solu tulee toisesta solusta", ja tiedetään, että yksi solu tuottaa toisen jakautumisprosessin kautta, joka muodostuu sen sisäisten komponenttien (DNA, proteiinit jne.) Kopioinnista.) ja niiden erottuminen kahdeksi "tytär" -soluksi, jotka ovat käytännöllisesti identtisiä keskenään.

Yhteenveto meioosista: 1) Kromosomien päällekkäisyys 2) Homologisten kromosomien parittuminen 3) Ylitys yli 4) Ensimmäinen meioottinen jakautuminen (yksi jokaisesta kopioidusta kromosomista tyttäresolua kohden) 5) Toinen meioottinen jako (yksi kromosomi jokaisesta) yksi tyttäresolua kohden) (Lähde: Peter Coxhead Wikimedia Commonsin kautta)

Tämä prosessi mahdollistaa elämän jatkuvuuden ja geneettisen materiaalin "muuttumattoman" siirtymisen seuraaville sukupolville. Meioosia esiintyy sekä monisoluisten organismien soluissa että yksisoluisissa organismeissa (mm. Alkueläimet, hiiva ja bakteerit).

Joillekin organismeille tämä on pääasiallinen lisääntymismuoto ja tunnetaan aseksuaalisena lisääntymisenä. Monisoluisten elävien olentojen lisääntyminen, joilla on erilaiset kehityssyklit, on kuitenkin hiukan monimutkaisempaa ja merkitsee, että saman organismin kaikki solut muodostuvat erityisestä solusta, jota kutsutaan tsygootiksi.

Sikotti on seurausta seksuaalisesta lisääntymisestä, johon liittyy kahden gameettisen tai sukupuolisen solun fuusio, jota tuottaa kaksi eri henkilöä (yleensä "uros" ja "naaras") ja joilla on puolet geneettisestä tiedosta kukin.

Näiden sukupuolisolujen tuotantoprosessi tunnetaan monisoluisissa organismeissa meioosina ja sen päätehtävänä on tuottaa soluja, joilla on puoli kromosomaalista kuormitusta, toisin sanoen haploidisia soluja.

Meioosin toiminta

Meioosi on sukupuolisen lisääntymisen keskeinen osa tai "sydän", joka näyttää olevan evoluutioehdolla edullinen "hankinta", koska se on hyväksytty useimmissa eläin- ja kasvilajeissa.

Tämä prosessi käsittää kahden eri genomin yhdistelmän, joka päättyy jälkeläisten muodostumiseen "uudella" geneettisellä lahjoituksella, mikä puolestaan ​​merkitsee variaatioiden lisääntymistä.

Tämän pelkistävän solujakautumisen kautta monisoluisten eläinten ja kasvien kehossa olevat erikoistuneet solut, joita kutsutaan ituradan soluiksi, tuottavat sukupuoli- tai gameettisia soluja, jotka sulautuessaan muodostavat solun, jota kutsutaan tsygootiksi..

Kromosomien lukumäärän pienentäminen meioosilla on välttämätön vaihe niiden kahden sukupuolen solujen yhdistymiselle, jotka tuotetaan "uudistamaan" diploidisen kromosomikomplementin seuraavassa sukupolvessa, varmistaen lajin jatkuvuuden.

Kromosomien lukumäärän pienentäminen on mahdollista, koska meioosin aikana yhtä DNA-replikaation kierrosta seuraa kaksi peräkkäistä kromosomien segregaation kierrosta.

Kilpailuetu

Se tosiasia, että kaksi yksilöä lisääntyy seksuaalisesti ja tapahtuu kahden geneettisesti erilaisen sukusolujen fuusio, jonka kromosomit on myös aikaisemmin ”sekoitettu” satunnaisten prosessien avulla ”, voi tarkoittaa evoluutioetua kilpailun kannalta.

Meioosi, joka aiheuttaa soluja uudella geneettisellä yhdistelmällä, joka sulautuu seksuaalisen lisääntymisen aikana, antaa tällaisen lisääntymisen tuloksena syntyvien yksilöiden sopeutua selviytymiseen ympäristöissä, jotka vaihtelevat olennaisella tavalla.

"Haitallisten" alleelien eliminointi

Koska populaatio on alttiita uusien alleelien esiintymiselle mutaatioiden avulla (joista monet voivat olla haitallisia tai haitallisia), meioosi ja sukupuolinen lisääntyminen voivat edistää näiden alleelien nopeaa eliminointia estämällä niiden kertymisen ja edelleen leviämisen.

Meioosivaiheet

Meioottinen prosessi voidaan selittää solun kromosomien "erotteluna" tai "jakautumisena", jonka jakautumisessa sen kromosomaalinen kuormitus on vähentynyt, mikä tapahtuu kahden jakautumisen kautta, jotka tunnetaan nimellä ensimmäinen meioottinen jako ja toinen mejoottinen jako, tämä on viimeinen melko samanlainen kuin mitoottinen jako.

Kuten jäljempänä nähdään, kukin kahdesta meiosesta koostuu profaasista, metafaasista, anafaasista ja teofaasista.

Meioosin vaiheet (Lähde: Boumphreyfr Wikimedia Commonsin kautta)

- Ensimmäinen meioottinen jako

Meioosi I tai ensimmäinen meioottinen jakautuminen alkaa kunkin homologisen kromosomiparin jäsenten yhdistymisellä (äidin ja isän kromosomit, jotka diploidiset organismit perivät vanhemmiltaan).

Käyttöliittymä

Kuten mitoosissa, idioosin solusyklin vaihe, joka edeltää meioosia, on rajapinta. Tämän vaiheen aikana tapahtuu ainoa solun DNA: n replikaation tapahtuma, joka tuottaa äidin ja isän kromosomin (ne ovat diploidisia soluja), jotka kukin koostuvat kahdesta sisarkromatiidista.

Profaasi I

Meioosi I: n vaiheen I aikana homologisten kromosomien (kahden eri vanhemman, isän ja äidin ekvivalentit kromosomit) välinen liitto tai fyysinen kosketus tapahtuu koko pituudeltaan.

Tätä tapahtumaa kutsutaan synapsiksi, ja se on prosessi, jossa neljä kromatidiä yhdistetään, kaksi jokaisesta homologisesta kromosomista, siksi tuloksena olevaa rakennetta kutsutaan tetradiksi tai kaksiarvoiseksi komplekseksi (tetradienttien lukumäärä solussa profaasin aikana on vastaa kromosomien haploidimäärää).

Jokaisessa tetradissa ei-sisarkromatidiissa, ts. Homologisiin kromosomeihin kuuluvat, rekombinoituu prosessin kautta, jota kutsutaan ristinopeudeksi, mikä johtaa geenivaihtoon kromosomien välillä “leikkaamalla ja liittämällä” satunnaisia ​​fragmentteja satunnaisiin paikkoihin, tuottaa uusia geenikombinaatioita.

Rekombinaation tapahtumisen jälkeen homologisten kromosomien sentromeerit erottuvat, ja niitä yhdistävät vain kiasma-alueiksi kutsutut alueet, jotka vastaavat ristikkokohtia. Sisarkromatidit pysyvät kuitenkin kiinnittyneinä sentrometrin kautta.

Tässä meioosi I: n vaiheessa solut kasvavat ja syntetisoivat varamolekyylejä. Lisäksi mikrotubuluskaran muodostumista pidetään arvossa ja myöhäisessä profaasissa I ydinvaippa katoaa ja kromatiditetradit näkyvät selvästi valomikroskoopin alla.

Tämä vaihe päättyy, kun tetradit rivittyvät jakavan solun ekvatoriaalitasoon.

Metafaasi I

Metafaasin aikana mikrotubuluksen karan kuidut kiinnittyvät homologisten kromosomien sentromeereihin ja solun vastakkaisiin napoihin; Tämä on päinvastoin kuin tapahtuu mitoosin aikana, jolloin sisarkromatidien centrometrit kiinnittyvät mikrotubuluksiin vastakkaisilla napoilla.

Anaphase I

Tässä vaiheessa kopioidut homologiset kromosomit erottuvat, koska ne "vedetään" kohti solun vastakkaisia ​​napoja karan mikrotubulusten ansiosta. Sitten jokaisesta navasta löydetään satunnainen yhdistelmä kromosomeja, mutta vain yksi jäsen jokaisesta homologisesta parista.

Anafaasin I aikana sisarkromatidit pysyvät kiinnittyneinä toisiinsa sentromeeriensä kautta, mikä eroaa mitoosista, koska mitoottisen anafaasin aikana sisarkromatidit erotetaan solun vastakkaisissa napoissa.

Telofaasi I

Tässä vaiheessa kromatidit “dekondensoituvat”, ts. Ne muuttuvat vähemmän näkyviksi mikroskoopin alla menettäen ominaismuodon. Ydinverho vaihdetaan uudelleen ja tapahtuu sytokiineesi tai tytärsolujen erottelu, joissa on haploidimäärä kromosomeja, mutta jotka koostuvat kopioiduista kromosomeista (niiden kahden kromatidin kanssa).

Teofaasi I: n ja seuraavan meioottisen jaon välillä on lyhyt aika, joka tunnetaan nimellä interkinesis, vaikka sitä ei esiinny kaikissa organismeissa.

- Toinen meioottinen jako

Toisen jaon aikana sisarkromatidit erotetaan, kuten tapahtuu mitoosin aikana, mutta ilman, että DNA: ta replikoituisi aiemmin.

Profaasi II

Profaasi II on hyvin samanlainen kuin mitoottinen profaasi. Tässä vaiheessa ei ole homologisten kromosomien liittoa eikä risteytystä.

Profaasissa II kromatidit tulevat jälleen näkyviksi, ts. Kromatiini kondensoituu. Karan kuidut säteilevät jokaisesta navasta, pidentyen kohti sisarkromatideja yhdistäviä sentromeerejä.

Lopuksi ydinvaippa katoaa ja vastakkaisten napojen mikrotubulukset saavuttavat kunkin kromatidin sentrometrin ja ne kohdistuvat solun ekvatoriaalitasoon.

Metafaasi II

Metafaasi II eroaa metafaasista I niiden kromatidien lukumäärän suhteen, jotka rinnastuvat päiväntasaajan tasoon. Metafaasissa I nähdään tetradeja, kun taas toisessa II havaitaan vain saman kromosomin sisarkromatidit, kuten mitoottisissa metafaaseissa.

Anaphase II

Tässä vaiheessa sisarkromatidit erottuvat, kun ne siirtyvät kohti solun vastakkaisia ​​napoja. Tästä hetkestä lähtien kutakin kromatidiä pidetään itsenäisenä kromosomina.

Telofaasi II

Sitten teofaasin alussa, ydinvaippa uudistuu monistamattomalla joukolla homologisia kromosomeja, jotka jakautuivat solun kumpaankin napaan, minkä jälkeen tapahtuu sytokiini tai tytärsolujen erottuminen.

Diploidisolun meioottinen jako tuottaa neljä haploidia solua, joista jokaisella on erilainen geenikokoonpano rekombinaation tapahtuessa.

Viitteet

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ja Walter, P. (2013). Oleellinen solubiologia. Garland Science.
2. Bernstein, H., ja Bernstein, C. (2013). Meioosin evoluutioperä ja mukautuva toiminta. Meiosisissa. IntechOpen.
3. Hunt, PA, ja Hassold, TJ (2002). Seksella on merkitystä meioosissa. Science, 296 (5576), 2181 - 2183.
4. Kleckner, N. (1996). Meioosi: miten se voisi toimia? Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR, ja Martin, DW (2011). Biologia (9. edn). Brooks / Cole, Cengage-oppiminen: Yhdysvallat.
6. Villeneuve, AM, ja Hillers, KJ (2001). Mistä meioosi? Cell, 106 (6), 647 - 650.