Inhoud
- Waarom meiose?
- Overzicht van meiose
- Wat gebeurt er in profase I?
- Fasen van profase I
- Wat is oversteken?
- Wat gebeurt er in metafase I?
- Wat gebeurt er in Anaphase I?
- Wat gebeurt er in Telophase I?
Meiose is een soort celdeling in eukaryotische organismen die resulteert in de productie van gametenof geslachtscellen. Bij mensen zijn de gameten sperma (spermatozoa) bij mannen en eieren (eicellen) bij vrouwen.
Het belangrijkste kenmerk van een cel die meiose heeft ondergaan, is dat deze een haploïde aantal chromosomen, dat bij mensen 23 is. Terwijl de overgrote meerderheid van de menselijke triljoenen cellen delen door mitosis en bevatten 23 paar chromosomen, voor 46 in totaal (dit wordt de diploïde nummer), gameten bevatten 22 "reguliere" genummerde chromosomen en een enkel geslachtschromosoom, aangeduid als X of Y.
Meiose kan op een aantal andere manieren worden vergeleken met mitose. Bij het begin van mitose assembleren bijvoorbeeld alle 46 chromosomen individueel langs de lijn van de uiteindelijke verdeling van de kern. In het proces van meiose, de 23 paren van homologe chromosomen in elke kern rij langs dit vlak.
Waarom meiose?
Het grote beeld van de rol van meiose is dat seksuele voortplanting zorgt voor het onderhoud van genetische diversiteit in een bepaalde soort. Dit komt omdat de meiose-mechanismen ervoor zorgen dat elke gamete die door een bepaalde persoon wordt geproduceerd, een unieke combinatie van DNA van de vader en moeder van die persoon bevat.
Genetische diversiteit is belangrijk voor elke soort omdat het dient als een bescherming tegen omgevingscondities die een hele populatie van organismen of zelfs een hele soort kunnen wegvagen. Als een organisme eigenschappen heeft geërfd die het minder vatbaar maken voor een infectieus agens of een andere bedreiging, zelfs een die misschien niet bestaat op het moment dat het organisme ontstaat, dan hebben dat organisme en zijn nakomelingen een betere overlevingskans.
Overzicht van meiose
Meiose en mitose bij mensen beginnen op dezelfde manier - met een gewone verzameling van 46 nieuw gerepliceerde chromosomen in de kern. Dat wil zeggen, alle 46 chromosomen bestaan als een paar identiek zus chromatiden (enkele chromosomen) samengevoegd op een punt langs hun lengte genaamd de centromeer.
In mitosis, de centromeren van de gerepliceerde chromosomen vormen een lijn in het midden van de kern, de kern verdeelt en elke dochterkern bevat een enkele kopie van alle 46 chromosomen. Tenzij er fouten optreden, is het DNA in elke dochtercel identiek aan dat van de oudercel en is mitose volledig na deze enkele deling.
In meiosis, wat alleen voorkomt in de geslachtsklieren, twee opeenvolgende afdelingen treden op. Deze worden meiose I en meiose II genoemd. Dit resulteert in de productie van vier dochtercellen. Elk van deze bevat een haploïde aantal chromosomen.
Dit is logisch: het proces begint met in totaal 92 chromosomen, waarvan 46 in zuster-chromatide-paren; twee divisies is voldoende om dit aantal te verminderen tot 46 na meiose I en 23 na meiose II. Meiose I is de objectief interessantere hiervan, omdat meiosis 2 eigenlijk alleen maar mitose is in alles behalve de naam.
De onderscheidende en vitale kenmerken van meiose zijn oversteken (ook wel genoemd recombinatie) en onafhankelijk assortiment.
Wat gebeurt er in profase I?
Net als bij mitose zijn de vier verschillende fasen / stadia van meiose profase, metafase, anafase en telofase - "P-mat" is een natuurlijke manier om deze en hun chronologische volgorde te onthouden.
In profase I van meiose (elke fase krijgt een nummer dat overeenkomt met de meiose-volgorde waartoe het behoort), de chromosomen condenseren van de meer diffuse fysieke rangschikking waarin ze liggen tijdens interfase, de verzamelnaam voor het niet-delende deel van een levenscyclus van cellen.
Vervolgens worden de homologe chromosomen - dat wil zeggen de kopie van chromosoom 1 van de moeder en chromosoom 1 van de vader, en op dezelfde manier voor de andere 21 genummerde chromosomen en de twee geslachtschromosomen - gekoppeld.
Dit maakt de overgang mogelijk tussen materiaal op homologe chromosomen, een soort moleculair open-markt uitwisselingssysteem.
Fasen van profase I
Profase I van meiose omvat vijf verschillende substages.
Wat is oversteken?
Crossing over, of genetische recombinatie, is in wezen een entproces waarbij een lengte dubbelstrengs DNA uit één chromosoom wordt gesneden en op zijn homoloog wordt getransplanteerd. De plekken waar dit gebeurt worden genoemd chiasmata (enkelvoud chiasma) en kan worden gevisualiseerd onder een microscoop.
Dit proces zorgt voor een grotere mate van genetische diversiteit bij nakomelingen, omdat de uitwisseling van DNA tussen homologen resulteert in chromosomen met een nieuw complement van genetisch materiaal.
Wat gebeurt er in metafase I?
In deze fase staan bivalenten op de middellijn van de cel. De chromatiden worden aan elkaar gebonden door eiwitten cohesins.
Kritisch is deze opstelling willekeurig, wat betekent dat een gegeven zijde van de cel een gelijke waarschijnlijkheid heeft om ofwel de moederhelft van de bivalente (d.w.z. de twee moederchromiden) of de vaderlijke helft op te nemen.
Wat gebeurt er in Anaphase I?
In deze fase scheiden homologe chromosomen zich af en migreren ze naar tegenovergestelde polen van de cel, die zich loodrecht op de lijn van celdeling verplaatsen. Dit wordt bereikt door de trekactie van microtubules die afkomstig zijn van centriolen aan de polen. Bovendien worden de cohesines in deze fase afgebroken, hetgeen het effect heeft van het oplossen van de "lijm" die de bivalenten bij elkaar houdt.
anafase van elke celdeling is nogal dramatisch wanneer deze door een microscoop wordt gezien, omdat het veel letterlijke, zichtbare beweging in de cel met zich meebrengt.
Wat gebeurt er in Telophase I?
In telofase I, chromosomen voltooien hun reizen naar de tegenovergestelde polen van de cel. Nieuwe kernen vormen zich bij elke pool en een nucleaire envelop vormt zich rond elke set chromosomen. Het is nuttig om te denken dat elke pool niet-zusterchromatiden bevat die gelijk zijn, maar niet langer identiek zijn vanwege oversteekgebeurtenissen.
cytokinese, de deling van een hele cel in tegenstelling tot de deling van alleen zijn kern, vindt plaats en produceert twee dochtercellen. Elk van deze dochtercellen bevat een diploïd aantal chromosomen. Dit zet het toneel voor meiose II, wanneer de chromatiden opnieuw worden gescheiden tijdens een tweede celdeling om de vereiste 23 in elk sperma en eicel te produceren aan het einde van meiose.
Verwante meiose-onderwerpen: