Anatómia-Lexikón

meiosis

definícia

Meióza je špeciálna forma delenia jadier a je tiež známa ako meióza. Obsahuje dve divízie, ktoré premieňajú diploidnú rodičovskú bunku na štyri haploidné dcérske bunky.

Každá z týchto dcérskych buniek obsahuje 1 chromatidový chromozóm a nie sú identické. Tieto zárodočné bunky sú potrebné na sexuálnu reprodukciu.

úvod

U mužov sú zárodočné bunky spermie vytvorené v semenníkoch. Ekvivalentom žien sú vaječné bunky, ktoré má od narodenia.

Jedna haploidná zárodočná bunka od každého rodiča sa zlúči do dvojitej sady chromozómov, ktorá sa nachádza vo všetkých ostatných telesných bunkách.

Ak je jedna z týchto dvoch divízií počas meiózy chybná, numerické chromozomálne aberácie, ako napríklad trizómia 21 (známy ako Downov syndróm).

Aká je funkcia meiózy?

Funkciou meiózy je produkcia zárodočných buniek v ženských aj mužských živých organizmoch. Sú potrebné na sexuálnu reprodukciu a nachádzajú sa u cicavcov a ľudí.

Po meióze je to bunka s dvojitým (diploidná) Chromozómová sada štyroch buniek s jednoduchým (haploidné) Sada chromozómov.

Toto zníženie množiny chromozómov je veľmi dôležité, pretože inak by sa počas oplodnenia spojili dve zárodočné bunky s dvojitou sadou chromozómov. Výsledkom by bola živá bytosť so štyrikrátmi (tetraploid) Sada chromozómov. Táto chromozomálna abnormalita predstavuje približne 5% všetkých potratov.

Okrem zníženia počtu chromozómov a produkcie zárodočných buniek má meióza aj ďalšiu funkciu. Náhodnou distribúciou chromatidov do štyroch dcérskych buniek zaisťuje meióza genetickú diverzitu.

Okrem náhodnej distribúcie genómu existuje aj výmena genetickej informácie medzi materskými a otcovskými chromozómami. Tento proces je známy ako kríženie a znova zvyšuje genetickú rekombináciu a rozmanitosť.

Táto téma by vás mohla tiež zaujímať: Úlohy bunkového jadra

Aký je priebeh meiózy?

Priebeh meiózy je vždy rovnaký a dá sa zhruba rozdeliť na dve časti. Tieto zase pozostávajú z niekoľkých fáz, ktoré sú však v oboch divíziách rovnaké.

Prvé rozdelenie meiózy

Meióza začína zdvojnásobením dvoch chromatidov, takže bunka má dvojitú sadu chromozómov so štyrmi chromatidmi. Nasleduje prvé rozdelenie meiózy, v ktorom sú dva páry chromozómov navzájom oddelené.

Každá z výsledných buniek má chromozóm s dvoma chromatidmi. Toto delenie je známe ako redukčné delenie, pretože dvojitá sada chromozómov je na polovicu. Beží vo viacerých fázach, ktoré majú rovnaké názvy ako pri mitóze:

Profáza
metafáz
anafáze
telofázy.

Okrem toho je v tejto časti meiózy genetický materiál stále rekombinovaný v chromozómoch. Je to výmena určitých úsekov DNA medzi dvoma chromozómami, ktorá sa nazýva kríženie.

Druhé rozdelenie meiózy

Druhou časťou meiózy je tzv. Delenie rovníc. Tu sú dve sesterské chromatidy navzájom oddelené. Vytvoria sa celkom štyri zárodočné bunky, ktoré ako genetický materiál obsahujú iba jeden chromatid.

Rovnako ako v prvom meiotickom rozdelení, štyri fázy (Profáza, metafáza, anafáza, telopáza) nájsť znova.

Oddelenie sesterských chromatidov v druhej časti meiózy sa dá porovnať s mitózou, pretože tam sú chromatidy separované a priťahované na opačné póly buniek.

Aké sú fázy meiózy?

Meióza je dôležitá pre vývoj zárodočných buniek a môže sa rozdeliť do rôznych fáz. Predovšetkým je potrebné rozlišovať medzi meiózou I a meiózou II. Toto rozdelenie má zmysel, pretože počas meiózy sa vyskytujú dve bunkové delenia.

Prvá divízia sa nazýva redukčná divízia, pretože dva homológne chromozómy sú od seba oddelené. Takto sa vytvorí jedna sada chromozómov z dvojitej sady chromozómov.

Táto prvá meióza sa dá rozdeliť do štyroch fáz:

Prorok I
Metafáza I.
Anafáza I.
Telophase I.

Pôvodná bunka má dva chromozómy, ktoré sú duplikované replikáciou. Výsledkom je bunka so štyrmi chromatidmi.

V profázii sú chromozómy stlačené a navzájom sa približujú. Táto priestorová blízkosť oboch chromozómov je dôležitá pre nasledujúce kríženie. Oba chromozómy si vymieňajú genetický materiál, ktorý zvyšuje genetickú diverzitu.

Ďalej prichádza metafáza, v ktorej sú dva homológne chromozómy usporiadané v rovníkovej rovine. Súčasne sa vytvorí vretenové zariadenie.

V anafáze sú chromozómové páry od seba oddelené a priťahované k opačným pólom bunky.

V poslednej fáze, telophase, sa bunková membrána zúží tak, že sa vytvoria dve dcérske bunky. Majú jednoduchý súbor chromozómov, ale pozostáva z dvoch chromatidov.

Ďalej prichádza druhá divízia meiózy. Toto sa nazýva delenie rovníc a ovplyvňuje obe haploidné dcérske bunky. Počas tohto delenia sú sesterské chromatidy oddelené jedna od druhej, takže výsledkom sú celkom štyri bunky s jedným chromatidom.

Meióza II je veľmi podobná mitóze a dá sa rozdeliť do rovnakých fáz:

Prophase II
Metafáza II
Anafáza II
Telophase II

Pri profázii sa sestra chromatidov kondenzuje a vretenový prístroj sa začína tvoriť.

V metafáze sú chromatidy usporiadané v rovníkovej rovine, takže obidva chromatidy sú približne v rovnakej vzdialenosti od pólu bunky.

V anafáze sú sesterské chromatidy navzájom oddelené a migrujú smerom k pólu bunky.

V telophase sa bunková membrána opäť zužuje a vytvárajú sa nové jadrové obaly.

To viedlo k celkom štyrom dcérskym bunkám, ktoré obsahujú jednoduchý súbor chromozómov vo forme chromatidu ako genetického materiálu.

Tieto zárodočné bunky, pohlavné bunky alebo gaméty, sa vytvárajú inak u oboch pohlaví.

U žien sú vaječné bunky prítomné od narodenia, ale do puberty sú v určitom druhu spiaceho režimu. S nástupom sexuálnej zrelosti sa každý mesiac dozrieva vajíčka, ktorá sa potom môže oplodniť.

U mužov produkcia spermií v semenníkoch nezačína až do začiatku puberty. Na rozdiel od žien sú muži stále schopní vytvárať zárodočné bunky až do vysokého veku.

Aký je rozdiel medzi mitózou?

Meióza je veľmi podobná mitóze, pokiaľ ide o druhé meiotické delenie, ale medzi dvoma deleniami bunkových jadier existujú určité rozdiely.

výsledok

Výsledkom meiózy sú zárodočné bunky s jednoduchým súborom chromozómov, ktoré sú vhodné na sexuálnu reprodukciu. Pri mitóze sa vytvárajú identické dcérske bunky s dvojitou sadou chromozómov. Tieto bunky nemajú funkciu reprodukcie, ale nahrádzajú staré, mŕtve alebo už plne funkčné telesné bunky.

Počet divízií

Ďalším rozdielom medzi meiózou a mitózou je rozdielny počet divízií. Pri meióze sú potrebné dve divízie. V prvej redukčnej divízii sú oddelené dva páry chromozómov, v nasledujúcom delení rovníc sú obidve sesterské chromatidy navzájom oddelené.

Na rozdiel od mitózy stačí jedno rozdelenie. V tejto jednej divízii sú sesterské chromatidy oddelené tak, že vzniknú dve geneticky identické dcérske bunky.

trvanie

Meióza a mitóza sa však líšia nielen vo svojej funkcii a počte divízií, ale aj v dĺžke ich trvania. Mitóza je relatívne rýchly proces, ktorý trvá asi hodinu. Meióza na druhej strane trvá omnoho dlhšie a môže stagnovať v jednej fáze niekoľko rokov alebo dokonca desaťročí.

Toto je prípad vaječných buniek, ktoré sa už vytvorili pri narodení, ale všetky sú v režime spánku, až kým nedosiahnu sexuálnu zrelosť.

Vývoj samčích pohlavných buniek, spermie, tiež trvá asi 64 dní. Z toho asi 24 dní pripadá na meiózu.

Viac informácií o tejto téme nájdete na stránke: Mitóza - jednoducho vysvetlené!

Čo je to prechod?

Tento prechod predstavuje výmenu genetického materiálu medzi dvoma chromatidami. V tomto postupe sa navzájom približujú, krížia a potom si vymieňajú určité fragmenty DNA.

Tento proces prebieha počas delenia zárodočných buniek (meiosis) namiesto. Križovatka môže byť priradená k fáze I, ktorá môže byť rozdelená do piatich fáz.

Pred prvým rozdelením meiózy sa DNA zdvojnásobí, takže v bunke sú štyri chromatidy. Prvá fáza profázy I je tá Leptotene, v ktorej chromozómy kondenzujú a sú viditeľné pod svetelným mikroskopom.

Toto je ďalšie Zygotene, pri ktorom sa chromozómy navzájom približujú a vytvára sa homológny pár chromozómov. Táto priestorová blízkosť oboch chromozómov je nevyhnutným predpokladom výmeny genetického materiálu. Paralelne sa vytvára synaptonemálny komplex. Jedná sa o komplex niekoľkých proteínov, ktoré sa tvoria medzi chromozómami a zaisťujú ich presnú polohu.

nižšie Pachytan teraz sa uskutoční skutočné prekročenie. V obidvoch predchádzajúcich fázach už došlo k zlomom DNA. Teraz sa dva chromatidy krížia navzájom a body zlomu sú opravené. Materské a otcovské chromozómy si vymieňajú malé segmenty DNA. Tieto prechody sú viditeľné ako svetelné mikroskopy pod svetelným mikroskopom.

v diplom synaptonemálny komplex sa rozpúšťa a chromozómy sú navzájom spojené iba pri chiasmata.

V poslednej fáze profázy I diakinetickej, jadrová membrána sa rozpustí, mitotické vreteno sa začne hromadiť a meióza sa môže uskutočňovať v obvyklom poradí.

Prechod sa používa na intrachromozomálnu rekombináciu a spolu s náhodným priradením genetického materiálu do zárodočných buniek hrá dôležitú úlohu v rôznych charakteristikách.

Ako sa vyskytuje trizómia 21?

Trizómia 21 je choroba spôsobená trojnásobnou prítomnosťou 21. chromozómu. V zdravých bunkách existujú duplicitné chromozómy, takže ľudia majú celkom 46 chromozómov. Pacient s trizómiou 21 má 47 chromozómov a má Downov syndróm.

Trojnásobná prítomnosť 21. chromozómu je vo väčšine prípadov spôsobená chybou v meióze.

Meióza premení bunku so 4 chromatidmi na štyri zárodočné bunky, každá s jedným chromatidom prostredníctvom dvoch divízií. V obidvoch splatnostiach sa však môžu vyskytnúť chyby. Výsledkom je, že chromatidy nie sú správne rozmiestnené v zárodočných bunkách a potom nasledujú zárodočné bunky s dvoma chromatidami.

Tieto zárodočné bunky majú duplicitné jednotlivé chromozómy, pri Downovom syndróme 21. chromozóm. Ak sa takáto vaječná bunka spojí so zdravým spermiom, embryo má 21. chromozóm v troch kópiách.

Príznaky tejto numerickej chromozomálnej aberácie sú rôzne a ich závažnosť sa môže líšiť. Takéto deti sú často duchovne spomalené, zakrpatené a majú vrodené srdcové vady.

Riziko ochorenia sa zvyšuje s vekom matky, takže mnoho starších tehotných žien uprednostňuje vykonanie testu na plodovú vodu.

Ak máte o túto tému ďalší záujem, prečítajte si nasledujúci článok: Downov syndróm