MEJOZA: FUNKCIJA, FAZE I NJIHOVE KARAKTERISTIKE - BIOLOGIJA - 2025

Mejoza je vrsta diobe stanica koje karakterizira eukariotskih organizama čiji životni ciklus je faza spolnog razmnožavanja. Kroz taj se proces broj kromosoma u stanicama za dijeljenje smanjuje za pola, zbog čega je poznat i kao "reduktivna dioba".

Prema osnovama stanične teorije, "svaka stanica dolazi iz druge stanice", a poznato je da jedna stanica nastaje druga kroz proces diobe koji se sastoji od umnožavanja njenih unutarnjih komponenti (DNK, proteina itd.)) i njihovo razdvajanje u dvije "kćeri" stanice koje su gotovo jednake jedna drugoj.

Zbirna shema mejoze: 1) Umnožavanje kromosoma 2) Uparivanje homolognih kromosoma 3) Prelazak preko 4) Prva mejotska podjela (jedan od dupliranih kromosoma po kćeri) 5) Druga mejotska podjela (po jedan kromosom iz svakog) jedan po ćelijskoj kćeri) (Izvor: Peter coxhead putem Wikimedia Commons)

Taj proces omogućuje kontinuitet života i "nepromijenjen" prijenos genetskog materijala na sljedeće generacije. Mejoza se javlja kako u stanicama višećelijskih organizama, tako i u jednoćelijskim organizmima (protozoa, kvasac i bakterije, među mnogim drugima).

Za neke organizme ovo je glavni oblik razmnožavanja i poznat je kao aseksualna reprodukcija. Međutim, reprodukcija višećelijskih živih bića koja imaju različite razvojne cikluse malo je složenija i podrazumijeva da su sve stanice istog organizma formirane iz vrlo posebne stanice koja se naziva zigota.

Žigota je rezultat procesa koji se naziva seksualna reprodukcija, a koji uključuje fuziju dviju gametskih ili seksualnih stanica, proizvedenih od strane dvije različite jedinke (uglavnom "muško" i "žensko") i koje posjeduju polovinu genetskih informacija svaki.

Proces proizvodnje ovih spolnih stanica ono je što je kod višećelijskih organizama poznato kao mejoza i ima glavnu funkciju stvaranja stanica s pola kromosomskog opterećenja, to jest haploidnih stanica.

Funkcija mejoze

Mejoza je središnji dio ili "srce" seksualne reprodukcije, što se čini evolucijski povoljnim "stjecanjem", kao što je usvojila većina životinjskih i biljnih vrsta.

Ovaj postupak uključuje kombinaciju dva različita genoma, što završava formiranjem potomstva s "novom" genetskom darovnicom, što zauzvrat podrazumijeva povećanje varijabilnosti.

Kroz ovu reduktivnu diobu stanica, specijalizirane stanice u tijelu višećelijskih životinja i biljaka, poznate kao stanice klija, stvaraju spolne ili gametske stanice koje, kada se stapaju, stvaraju stanicu koja se zove zigota., Smanjenje kromosomskog broja mejozom ključan je korak za sjedinjenje dviju spolnih ćelija koje se stvaraju kako bi "regenerirale" diploidni kromosomski komplement u sljedećoj generaciji, osiguravajući kontinuitet vrste.

Smanjenje broja kromosoma moguće je jer tijekom mejoze jedan krug replikacije DNA prati dva uzastopna kruga segregacije kromosoma.

Konkurentska prednost

Činjenica da se dvije jedinke reproduciraju seksualno i dolazi do spajanja dviju genetski različitih gameta, čiji su kromosomi također prethodno "pomiješani" slučajnim procesima ", što bi moglo značiti evolucijsku prednost s gledišta konkurencije.

Mejoza, koja stvara stanice s novom genetskom kombinacijom koja se stapa tijekom spolne reprodukcije, omogućava pojedincima koji su proizvod takve reprodukcije da se prilagode preživljavanju u okruženjima koja se bitno razlikuju.

Eliminacija "štetnih" alela

Budući da je populacija osjetljiva na pojavu novih alela mutacijama (od kojih mnoge mogu biti štetne ili štetne), mejoza i spolna reprodukcija mogu pogodovati brzom uklanjanju ovih alela, sprječavajući njihovo nakupljanje i dalje širenje.

Faze mejoze

Mejotski proces može se objasniti "razdvajanjem" ili "raspodjelom" kromosoma stanice u čijem se odjeljenju smanjuje njegovo kromosomsko opterećenje, što se događa kroz dvije podjele poznate kao prva mejotska podjela i druga mejotska podjela, a to je posljednja prilično slična mitotskoj podjeli.

Kao što ćemo vidjeti u nastavku, svaka se od dvije mejoze sastoji od profaze, metafaze, anafaze i telofaze.

Faze mejoze (Izvor: Boumphreyfr putem Wikimedia Commonsa)

- Prva mejotska podjela

Mejoza I ili prva mejotska podjela započinje sjedinjenjem članova svakog homolognog para kromosoma (majčinski i očinski kromosom koje diploidni organizmi nasljeđuju od roditelja).

Sučelje

Kao i kod mitoze, sučelje je faza staničnog ciklusa zametki koja prethodi mejozi. Tijekom ove faze događa se jedini događaj replikacije stanične DNA, koji stvara majčinski i očinski kromosom (to su diploidne stanice) koji se sastoje od dvije sestrinske kromatide.

Profaza I

Tijekom profaze I mejoze I, sjedinjenje ili fizički kontakt homolognih kromosoma (ekvivalentni kromosom dva različita roditelja, oca i majke) događa se duž njihove dužine.

Ovaj događaj poznat je kao sinapsa i to je proces kojim su povezana četiri kromatida, po dva iz svakog homolognog kromosoma, zbog čega se dobivena struktura naziva tetradni ili bivalentni kompleks (broj tetrada u ćeliji tijekom profaze je ekvivalent haploidnom broju kromosoma).

U svakoj tetradi, nesestrinske kromatide, odnosno one koje pripadaju homolognim kromosomima, rekombiniraju se postupkom koji se naziva crossover, što rezultira genetskom razmjenom kromosoma "rezanjem i lijepljenjem" slučajnih fragmenata u slučajne položaje, stvaranje novih kombinacija gena.

Nakon što dođe do rekombinacije, centromeri homolognih kromosoma se odvajaju, ostajući objedinjeni samo regijama poznatim kao chiasmi, a koje odgovaraju križnim mjestima. Sestrinske kromatide, međutim, ostaju povezane preko centromera.

Tijekom ove faze mejoze I, stanice rastu i sintetiziraju rezervne molekule. Pored toga, cijeni se formiranje vretena mikrotubula i u kasnoj fazi faze I nuklearna ovojnica nestaje, a kromatidne tetrade jasno se vide pod svjetlosnim mikroskopom.

Ova se faza završava kada se tetradi porede u ekvatorijalnoj ravnini razdjelne ćelije.

Metafaza I

Tijekom metafaze, vlakna vretena mikrotubula pričvršćuju se na centromere homolognih kromosoma i na suprotne polove stanice; To je suprotno onome što se događa tijekom mitoze u kojoj su centromeri sestrinskih kromatida pričvršćeni na mikrotubule na suprotnim polovima.

Anafaza I

U ovoj se fazi duplicirani homologni kromosomi razdvajaju, jer se "povlače" prema suprotnim polovima stanice zahvaljujući mikrotubulima vretena. Tada se na svakom polu nalazi slučajna kombinacija kromosoma, ali samo po jedan član svakog homolognog para.

Tijekom anafaze I sestrinske kromatide ostaju povezane jedna uz drugu kroz svoje centromere, što se razlikuje od mitoze jer se tijekom mitotske anafaze sestrinske kromatide razdvajaju na suprotnim polovima stanice.

Telofaza I

U ovom trenutku, kromatidi se "dekondenziraju", tj. Postaju manje vidljivi pod mikroskopom, gubeći svoj karakteristični oblik. Nuklearna ovojnica se reorganizira i dolazi do citokineze ili odvajanja kćeričkih stanica koje imaju haploidni broj kromosoma, ali koje se sastoje od dupliciranih kromosoma (s njihova dva kromatida).

Između telofaze I i sljedeće mejotske podjele postoji kratko vrijeme poznato kao interkineza, iako se ono ne događa u svim organizmima.

- Druga mejotska podjela

Tijekom druge podjele, sestrinske kromatide su razdvojene, što se događa i tijekom mitoze, ali bez da se prethodno replicira DNK.

Profaza II

Profaza II vrlo je slična mitotičkoj profazi. U ovoj fazi ne postoji sjedinjenje homolognih kromosoma i ne postoji crossover.

U profazi II kromatidi ponovo postaju vidljivi, to jest, kromatin se kondenzira. Vlakna vretena zrače iz svakog pola, produžujući prema centromerama koji spajaju sestrinske kromatide.

Konačno, nuklearna ovojnica nestaje i mikrotubule s suprotnih polova dosežu centromere svake kromatide i smještaju se u ekvatorijalnu ravninu stanice.

Metafaza II

Metafaza II razlikuje se od metafaze I s obzirom na broj kromatida koji se redaju u ekvatorijalnoj ravnini. U metafazi I vide se tetrade, dok su u II uočene samo sestrinske kromatide istog kromosoma, kao u mitotičkoj metafazi.

Anafaza II

U ovom se stupnju sestrinske kromatide razdvajaju jer su premještene prema suprotnim polovima stanice. Od ovog trenutka svaki se kromatid smatra neovisnim kromosomom.

Telofaza II

Na početku telofaze, tada se nuklearna ovojnica regenerira na skupu nedupliciranih homolognih kromosoma koji su bili distribuirani u svakom polu ćelije, nakon čega dolazi do citokineze ili odvajanja kćeri.

Mejotska podjela diploidne ćelije proizvodi četiri haploidne stanice od kojih svaka ima različitu kombinaciju gena, kako je došlo do rekombinacije.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… i Walter, P. (2013). Bitna stanična biologija. Garland Science.
2. Bernstein, H., i Bernstein, C. (2013). Evolucijsko podrijetlo i adaptivna funkcija mejoze. U mejozi. IntechOpen.
3. Hunt, PA, i Hassold, TJ (2002). Seks je važan u mejozi. Science, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Mejoza: kako je mogla raditi? Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologija (9. izd.). Brooks / Cole, Cengage Learning: SAD.
6. Villeneuve, AM, i Hillers, KJ (2001). Otkud mejoza? Stanica, 106 (6), 647-650.