MEJOZĖ: FUNKCIJA, FAZĖS IR JŲ YPATYBĖS - BIOLOGIJA - 2025

Mejozė yra ląstelių dalijimosi, kuri būdinga eukariotinius organizmus, kuriuos gyvavimo ciklas yra seksualinio reprodukcijai etapas tipas. Dėl šio proceso chromosomų skaičius dalijamosiose ląstelėse yra sumažinamas perpus, todėl jis dar vadinamas „redukciniu dalijimusi“.

Remiantis ląstelių teorijos pagrindais, „kiekviena ląstelė ateina iš kitos ląstelės“ ir yra žinoma, kad viena ląstelė sukuria kitą per dalijimosi procesą, kurį sudaro jos vidinių komponentų (DNR, baltymų ir kt.) Dubliavimasis. ) ir jų atskyrimas į dvi „dukterines“ ląsteles, kurios yra praktiškai tapačios viena kitai.

Mejozės apibendrinamoji schema: 1) Chromosomų dubliavimasis 2) Homologinių chromosomų porų susidarymas 3) Skersojimas per 4) Pirmasis meiotinis dalijimasis (viena iš kiekvienos kartotinių chromosomų kiekvienoje dukterinėje ląstelėje) 5) Antrasis mejozės dalijimasis (viena chromosoma iš kiekvienos iš kiekvienos) po vieną dukters ląstelėje) (Šaltinis: Peteris Coxheadas per „Wikimedia Commons“)

Šis procesas leidžia tęsti gyvenimą ir „nepakeistą“ genetinės medžiagos perdavimą kitoms kartoms. Mejozė įvyksta tiek daugialąsčių organizmų ląstelėse, tiek vienaląsčių organizmų (pirmuonių, mielių ir bakterijų, be kitų).

Kai kuriems organizmams tai yra pagrindinė reprodukcijos forma ir vadinama aseksualiu dauginimu. Tačiau daugialąsčių gyvų būtybių, turinčių skirtingus vystymosi ciklus, dauginimasis yra šiek tiek sudėtingesnis ir reiškia, kad visos to paties organizmo ląstelės yra suformuotos iš labai ypatingos ląstelės, vadinamos zigota.

Zigotas yra lytinio dauginimosi proceso, apimančio dviejų gametinių arba lytinių ląstelių susiliejimą, kurį gamina du skirtingi individai (paprastai „patinas“ ir „moteris“) ir turintys pusę genetinės informacijos, rezultatas. kiekviena.

Šių lytinių ląstelių gamybos procesas yra tas, kuris daugialąsčiuose organizmuose žinomas kaip mejozė, ir jo pagrindinė funkcija yra gaminti ląsteles, turinčias pusę chromosomų apkrovos, tai yra haploidines ląsteles.

Mejozės funkcija

Mejozė yra centrinė seksualinio dauginimosi dalis arba „širdis“, kuri, atrodo, yra evoliuciškai naudingas „įsigijimas“, nes ją priėmė dauguma gyvūnų ir augalų rūšių.

Šis procesas apima dviejų skirtingų genomų sujungimą, kuris baigiasi palikuonių su „nauja“ genetine dotacija susidarymu, o tai savo ruožtu reiškia padidėjusį kintamumą.

Atliekant šį redukcinį ląstelių dalijimąsi, daugialąsčių gyvūnų ir augalų kūne esančios specializuotos ląstelės, žinomos kaip lytinės ląstelės, gamina lytines arba gametines ląsteles, kurios susiliedamos sukuria ląstelę, vadinamą zigota. .

Chromosomų skaičiaus sumažinimas mejozės būdu yra būtinas dviejų lyčių ląstelių, gaminamų sujungiant „regeneruoti“ diploidinį chromosomų komplementą kitoje kartoje, žingsnis, užtikrinant rūšies tęstinumą.

Chromosomų skaičiaus sumažinimas yra įmanomas, nes mejozės metu po vieno DNR replikacijos ciklo seka du iš eilės chromosomų atskyrimo raundai.

Konkurencinis pranašumas

Tai, kad du individai dauginasi lytiškai ir įvyksta dviejų genetiškai skirtingų lytinių ląstelių suliejimas, kurių chromosomos taip pat anksčiau buvo „sumaišytos“ naudojant atsitiktinius procesus “, gali reikšti evoliucinį pranašumą konkurencijos požiūriu.

Mejozė, sukelianti ląsteles su nauju genetiniu deriniu, susiliejančiu lytinio dauginimosi metu, leidžia individams, kurie yra tokio dauginimosi rezultatas, prisitaikyti išgyventi aplinkoje, kuri iš esmės skiriasi.

„Kenksmingų“ alelių pašalinimas

Kadangi populiacija mutacijomis (daugelis jų gali būti kenksmingi ar kenksmingi) gali atsirasti naujų alelių, mejozė ir lytinė reprodukcija gali padėti greitai pašalinti šiuos alelius, užkertant kelią jų kaupimuisi ir tolesniam plitimui.

Mejozės fazės

Mejozinis procesas gali būti paaiškinamas kaip ląstelių, kurių pasidalijimas sumažina jos chromosomų apkrovą, chromosomų „atsiskyrimas“ arba „pasiskirstymas“, įvykstantis per du padalijimus, žinomus kaip pirmasis meiotinis padalijimas ir antrasis meiotinis padalijimas, tai yra paskutinis gana panašus į mitozinį skirstymą.

Kaip bus matyti toliau, kiekviena iš dviejų mejozių yra sudaryta iš profazės, metafazės, anafazės ir telofazės.

Mejozės fazės (Šaltinis: Boumphreyfr per Wikimedia Commons)

- Pirmasis meiotinis pasidalijimas

I mejozė arba pirmasis mejozinis padalijimas prasideda kiekvienos homologinės chromosomų poros (motinos ir tėvo chromosomos, kurias diploidiniai organizmai paveldi iš savo tėvų) narių sąjunga.

Sąsaja

Kaip ir mitozėje, lytinių ląstelių ciklo fazė, einanti prieš mejozę, yra sąsaja. Šiame etape įvyksta vienintelis ląstelių DNR replikacijos įvykis, kuris sukuria motinos ir tėvo chromosomas (jos yra diploidinės ląstelės), kurias kiekviena sudaro dvi seserinės chromatidės.

I fazė

I meiosiozės I fazės metu homologinių chromosomų (dviejų skirtingų tėvų, tėvo ir motinos lygiavertės chromosomos) sąjunga arba fizinis kontaktas vyksta per visą jų ilgį.

Šis įvykis yra žinomas kaip sinazė ir tai procesas, kurio metu susiejamos keturios chromatidės, po dvi iš kiekvienos homologinės chromosomos, todėl susidariusi struktūra vadinama tetrada arba dvivalente komplekse (tetradžių skaičius ląstelėje profazės metu yra lygus haploidiniam chromosomų skaičiui).

Kiekvienoje tetradoje ne seserinės chromatidės, tai yra tos, kurios priklauso homologinėms chromosomoms, rekombinuojasi per procesą, vadinamą kryžminimu, kuris lemia genetinį apsikeitimą tarp chromosomų „pjaustant ir įklijuojant“ atsitiktinius fragmentus atsitiktinėse vietose. kuriant naujus genų derinius.

Įvykus rekombinacijai, homologinių chromosomų centromerai atsiskiria, sujungiami tik tomis sritimis, vadinamomis chiasma, kurios atitinka kryžminimo vietas. Vis dėlto sesuo chromatidai lieka pritvirtinti per centrometrą.

Šiame I mejozės etape ląstelės auga ir sintezuoja atsargines molekules. Be to, vertinamas mikrotubulų verpstės formavimasis ir vėlyvoje I fazėje branduolinis apvalkalas dingsta, o chromatidinės tetrados aiškiai matomos po šviesos mikroskopu.

Ši fazė pasibaigia, kai tetradai eina ties dalijančiosios ląstelės pusiaujo plokštuma.

I metafazė

Metafazės metu mikrotubulų suklio pluoštai prisitvirtina prie homologinių chromosomų centromerų ir prie priešingų ląstelės polių; Tai yra priešingai tam, kas vyksta mitozės metu, kai seserinės chromatidės centromerai yra pritvirtinti prie mikrotubulų priešinguose poliuose.

I anafazė

Šioje fazėje dubliuojamos homologinės chromosomos atsiskiria, nes jos „sukasi“ link priešingų ląstelės polių, dėl suklio mikrotubulų. Tada kiekviename poliuje randamas atsitiktinis chromosomų derinys, tačiau tik po vieną kiekvienos homologinės poros narį.

I anafazės metu seserinės chromatidės išlieka per centromerus, kurios skiriasi viena nuo kitos, nes mitozinės anafazės metu seserinės chromatidės yra atskirtos priešinguose ląstelės poliuose.

I telofazė

Šiuo metu chromatidai „dekondensuojasi“, tai yra, jie tampa mažiau matomi po mikroskopu, prarasdami būdingą formą. Branduolinis apvalkalas pertvarkomas ir įvyksta citokinezė arba dukterinių ląstelių atskyrimas, kurios turi haploidinį chromosomų skaičių, bet kurias sudaro dubliuojamos chromosomos (su dviem jų chromatidais).

Tarp I teofazės ir kito meiotinio padalijimo yra trumpas laiko tarpas, vadinamas interkineze, nors jis pasireiškia ne visuose organizmuose.

- Antrasis meiotinis pasidalijimas

Antrojo padalijimo metu seserinės chromatidės yra atskirtos, kaip ir mitozės metu, tačiau DNR nebuvo pakartota anksčiau.

II fazė

II fazė yra labai panaši į mitozinę fazę. Šiame etape nėra homologinių chromosomų sąjungos ir nėra kryžminio.

II profazėje chromatidai vėl tampa matomi, tai yra, chromatinas kondensuojasi. Verpstės pluoštai spinduliuoja iš kiekvieno poliaus, pailgėja link centromerų, jungiančių seserines chromatides.

Galiausiai branduolinis apvalkalas išnyksta ir mikrotubuliai iš priešingų polių pasiekia kiekvieno chromatido centrometrą ir jie yra išlyginti pusiaujo ląstelės plokštumoje.

II metafazė

II metafazė nuo I metafazės skiriasi chromatidžių, esančių pusiaujo plokštumoje, skaičiumi. I metafazėje matomi tetradai, o II - tik tos pačios chromosomos seserinės chromatidės, kaip ir mitozinėje metafazėje.

II anafazė

Šiame etape sesuo chromatidai išsiskiria, kai jie pasislenka link priešingų ląstelės polių. Nuo šio momento kiekvienas chromatidas laikomas nepriklausoma chromosoma.

II telofazė

Tada telofazės pradžioje branduolinis apvalkalas regeneruoja nepadaromų homologinių chromosomų rinkinį, kuris buvo paskirstytas kiekviename ląstelės poliuje, po kurio įvyksta citokinezė arba dukterinių ląstelių atskyrimas.

Meiozinis diploidinės ląstelės dalijimasis sukuria keturias haploidines ląsteles, kurių kiekvienoje yra skirtingas genų derinys, nes vyko rekombinacija.

Nuorodos

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ir Walter, P. (2013). Esminė ląstelių biologija. Girlianda mokslas.
2. Bernstein, H., ir Bernstein, C. (2013). Meiozės evoliucinė kilmė ir adaptacinė funkcija. Mejozėje. „IntechOpen“.
3. Hunt, PA ir Hassold, TJ (2002). Seksas yra svarbus mejozei. Science, 296 (5576), 2181–2183.
4. Kleckner, N. (1996). Mejozė: kaip ji galėtų veikti? Nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, 93 (16), 8167-8174.
5. Saliamonas, EP, Bergas, LR ir Martinas, DW (2011). Biologija (9-asis leidimas). Brooks / Cole, Cengage mokymasis: JAV.
6. Villeneuve, AM ir Hillers, KJ (2001). Iš kur mejozė? Cell, 106 (6), 647-650.