Anatómia-Lexikón

meióza

definícia

Meióza je zvláštna forma delenia jadier a je známa aj ako delenie zrelosti. 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 pohlavné bunky sú potrebné na pohlavné rozmnožovanie.

úvod

U mužov sú zárodočné bunky spermatické bunky tvorené v semenníkoch. Ekvivalentom u žien sú vaječné bunky, ktoré má od narodenia.

Haploidná zárodočná bunka z každého rodiča sa zlúči do dvojitej sady chromozómov, ktoré sa nachádzajú vo všetkých ostatných bunkách tela.

Ak je jedna z dvoch divízií počas meiózy chybná, potom dôjde k numerickým chromozomálnym aberáciám, ako je trizómia 21 (známy ako Downov syndróm).

Aká je funkcia meiózy?

Funkciou meiózy je produkcia zárodočných buniek v ženských aj mužských živých organizmoch. Tie sú potrebné na pohlavné rozmnožovanie a zodpovedajúcim spôsobom sa nachádzajú u cicavcov a ľudí.

Po meióze bola bunka s dvojitým (diploidný) Chromozómová sada štyroch buniek s jednoduchým (haploidný) Sada chromozómov.

Toto zmenšenie súboru chromozómov je veľmi dôležité, pretože inak by sa počas oplodnenia spojili dve zárodočné bunky s dvojitým súborom chromozómov. Výsledkom by bola živá bytosť so štyrikrát (tetraploidný) Sada chromozómov. Táto abnormalita chromozómov predstavuje približne 5% všetkých spontánnych potratov.

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

Okrem náhodnej distribúcie genómu dochádza aj k výmene genetických informácií medzi materskými a otcovskými chromozómami. Tento proces je známy ako kríženie a ďalej zvyšuje genetickú rekombináciu a diverzitu.

Táto téma by vás mohla tiež zaujímať: Funkcie bunkového jadra

Aký je priebeh meiózy?

Proces meiózy je vždy rovnaký a možno ho zhruba rozdeliť na dve časti. Tieto sa postupne skladajú z niekoľkých fáz, ktoré sú však v obidvoch oddieloch identické.

Prvé rozdelenie meiózy

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

Výsledné dve bunky majú každý chromozóm s dvoma chromatidmi. Toto delenie sa nazýva redukčné delenie, pretože dvojitá sada chromozómov je polovičná. Prebieha v niekoľkých fázach, ktoré majú rovnaké názvy ako pri mitóze:

Prophase
Metafáza
Anafáza
Telophase.

Okrem toho je v tejto časti meiózy genetický materiál stále rekombinovaný v chromozómoch. Jedná sa o výmenu určitých častí DNA medzi dvoma chromozómami, ktorá je známa ako kríženie.

Druhé rozdelenie meiózy

Druhá časť meiózy pozostáva z takzvaného rovnicového delenia. Tu sú dve sesterské chromatidy navzájom oddelené. Celkovo sú vytvorené štyri zárodočné bunky, ktoré ako genetický materiál obsahujú iba jeden chromatid.

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

Separáciu sesterských chromatidov v druhej časti meiózy možno porovnať s mitózou, pretože tam sú chromatidy oddelené a priťahované k opačným pólom bunky.

Aké sú fázy meiózy?

Meióza je dôležitá pre vývoj zárodočných buniek a možno ju rozdeliť do rôznych etáp. Najskôr je potrebné rozlišovať medzi meiózou I a meiózou II. Táto klasifikácia má zmysel, pretože počas meiózy dochádza k dvom bunkovým deleniam.

Prvé delenie sa nazýva redukčné delenie, pretože dva homologické chromozómy sú navzájom oddelené. Z dvojitej sady chromozómov sa tak vytvorí jedna sada chromozómov.

Túto prvú meiózu možno rozdeliť do štyroch fáz:

Prophase i
Metafáza I.
Anafáza I.
Telophase I.

Pôvodná bunka má dva chromozómy, ktoré sa duplikujú replikáciou. Výsledkom je bunka so štyrmi chromatidmi.

V profáze sú chromozómy stlačené a približujú sa k sebe. Táto priestorová blízkosť oboch chromozómov je dôležitá pre nasledujúce kríženie. Oba chromozómy si vymieňajú genetický materiál, čo zvyšuje genetickú diverzitu.

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

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

V poslednej fáze, telofáze, sa bunková membrána stiahne tak, že sa vytvoria dve dcérske bunky. Tieto majú jednoduchú sadu chromozómov, ale tvoria ju dve chromatidy.

Ďalej nasleduje druhé rozdelenie meiózy. Toto sa nazýva delenie rovníc a ovplyvňuje obe haploidné dcérske bunky. Počas tohto delenia sa sesterské chromatidy od seba oddelia, takže vzniknú celkom štyri bunky s jedným chromatidom.

Meióza II je veľmi podobná mitóze a možno ju tiež rozdeliť do rovnakých fáz:

Prophase II
Metafáza II
Anafáza II
Telophase II

V profáze kondenzujú sesterské chromatidy a vretenový aparát sa začína formovať.

V metafáze sú chromatidy usporiadané v rovníkovej rovine tak, že obidve chromatidy sú približne v rovnakej vzdialenosti od pólu bunky.

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

V telofáze sa bunková membrána opäť zúži a vytvoria sa nové jadrové obaly.

Výsledkom boli celkovo štyri dcérske bunky, ktoré ako genetický materiál obsahovali jednoduchú sadu chromozómov vo forme chromatidu.

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

U žien sú vaječné bunky prítomné od narodenia, až do puberty sú však v akomsi spánkovom režime. S nástupom pohlavnej dospelosti každý mesiac dozrieva vaječná bunka, ktorá sa potom môže oplodniť.

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

Aký je rozdiel od mitózy?

Meióza je veľmi podobná mitóze, pokiaľ ide o druhé meiotické delenie, existujú však určité rozdiely medzi týmito dvoma rozdeleniami jadier buniek.

Výsledok

Výsledkom meiózy sú zárodočné bunky s jednoduchou sadou chromozómov, ktoré sú vhodné na pohlavné rozmnožovanie. Mitóza vytvára dcérske bunky, ktoré sú navzájom identické a majú dvojitú sadu chromozómov. Tieto bunky nemajú funkciu reprodukcie, ale nahrádzajú staré, mŕtve alebo už nie úplne funkčné bunky tela.

Počet oddielov

Ďalším rozdielom medzi meiózou a mitózou je rozdielny počet rozdelení. Pri meióze sú potrebné dve delenia. V prvom redukčnom rozdelení sa oddelia dva páry chromozómov; v nasledujúcom rozdelení rovníc sa oddelia dva sesterské chromatidy.

Naproti tomu pri mitóze stačí jedno rozdelenie. V tomto jednom rozdelení sa sesterské chromatidy oddelia tak, že vzniknú dve geneticky identické dcérske bunky.

Trvanie

Meióza a mitóza sa však líšia nielen funkciou a počtom delení, ale aj trvaním. Mitóza je pomerne rýchly proces, ktorého dokončenie trvá asi hodinu. Na druhej strane meióza trvá oveľa dlhšie a môže stagnovať v jednej fáze niekoľko rokov alebo dokonca desaťročí.

To je prípad vaječných buniek, ktoré sa vytvárajú už pri narodení, ale všetky sú v spánkovom režime, kým nedosiahnu pohlavnú zrelosť.

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

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

Aký je prechod?

Križovatka popisuje výmenu genetického materiálu medzi dvoma chromatidmi. Pritom sa navzájom približujú, krížia a potom si vymieňajú určité fragmenty DNA.

Tento proces prebieha počas delenia zárodočných buniek (meióza) namiesto. Križovatku je možné priradiť k fáze I, ktorú je možné rozdeliť do piatich fáz.

Pred začiatkom prvého rozdelenia meiózy sa DNA zdvojnásobí, takže v bunke sú štyri chromatidy. Prvou fázou profázy I je to Leptotén, v ktorom sa chromozómy kondenzujú a stávajú sa viditeľnými pod svetelným mikroskopom.

Toto je ďalšie Zygotén, v ktorom sa chromozómy k sebe priblížia a vznikne homológne párovanie chromozómov. Táto priestorová blízkosť oboch chromozómov je nevyhnutným predpokladom schopnosti výmeny genetického materiálu. Zároveň sa vytvára synaptonemálny komplex. Jedná sa o komplex niekoľkých proteínov, ktoré sa tvoria medzi chromozómami a zabezpečujú ich presnú polohu.

Ďalej Pachytan k skutočnému prechodu teraz dochádza. V dvoch predchádzajúcich fázach už došlo k zlomom v DNA. Teraz sa dve chromatidy krížia navzájom a body zlomu sa opravia. Materské a otcovské chromozómy si vymieňajú malé segmenty DNA. Tieto kríženia sú pod svetelným mikroskopom viditeľné ako chiasmata.

v Diplom synaptonemálny komplex sa rozpúšťa a chromozómy sú navzájom spojené iba na chiasmata.

V poslednej fáze profázy I, Diakinéza, nukleárna membrána sa rozpúšťa, mitotické vreteno sa začína hromadiť a meióza môže prebiehať v obvyklom poradí.

Križovatka sa používa na intrachromozomálnu rekombináciu a spolu s náhodným priradením genetického materiálu k zárodočným bunkám hrá dôležitú úlohu v rôznych vlastnostiach.

Ako vzniká trizómia 21?

Trizómia 21 je ochorenie, ktoré je spôsobené trojnásobnou prítomnosťou 21. chromozómu. V zdravých bunkách sú chromozómy duplikované, takže človek má celkovo 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 premieňa bunku so 4 chromatidmi na štyri zárodočné bunky, každá s jedným chromatidom, rozdelením na dve časti. Môžu sa však vyskytnúť chyby v oboch splatnostiach. Výsledkom je, že chromatidy nie sú správne distribuované v zárodočných bunkách a nasledujú zárodočné bunky s dvoma chromatidmi.

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

Príznaky tejto numerickej chromozomálnej aberácie sú rôznorodé a môžu sa líšiť v závažnosti. Takéto deti sú často duchovne retardované, zakrpatené a majú vrodené srdcové chyby.

Riziko vzniku ochorenia sa zvyšuje s vekom matky, takže veľa starších tehotných žien dáva prednosť vykonaniu testu na plodovú vodu.

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