Meióza

Meióza ako súčasť pohlavného rozmnožovania

Význam hnojenia

Potomok dostane od každého rodiča sadu chromozómov, takže celkovo polovica jeho dedičnosti pochádza od každého rodiča. Tieto dve sady chromozómov však nie sú identické s rodičovskými chromozómami. Je to preto, že sa počas redukčného delenia menia procesom nazývaným crossing-over.

Význam meiózy

To má dve príčiny:

1. Po prvé, redukovať chromozómy v každom vajíčku alebo spermii len na jednu sadu.

Dva chromozómy v páre nie sú identické, pretože v každom konkrétnom mieste na chromozómoch sa môžu vyskytovať rôzne alely (formy génu). Premýšľajte o každom páre chromozómov, o jednej sade od každého rodiča. Z každého páru sa do každej gaméty dostane len jeden. Takže v prvom rade sa gaméty líšia, pretože z každého páru môže mať gaméta chromozóm otca alebo matky. Toto sa nazýva "nezávislá asortácia".

2. Umožniť kríženie medzi každým párom rodičovských chromozómov. Kríženie mení, ktoré alely sa nachádzajú na konkrétnom chromozóme.

Hoci sa chromozómy označujú ako chromozómy "matky" a "otca", v praxi nie sú všetky chromozómy gamét rovnaké ako chromozómy rodičov. Je to preto, že v procese meiózy došlo k výmene častí chromozómov.

Hoci gaméty majú len jednu sadu chromozómov, táto sada je premiešanou zmesou genetického materiálu od oboch rodičov. Každé jedno vajíčko alebo spermia môže mať iný výber alel z rodičovských chromozómov.

Podobne ako pri miešaní balíčka kariet môže vzniknúť mnoho rôznych kombinácií génov bez zmeny (mutácie) v jednotlivých génoch. Mutácie sa však vyskytujú a môžu pridať alely, ktoré predtým v populácii neboli. V každom prípade sa premiešaním zvyšuje rozmanitosť potomstva a rozmanitosť dáva aspoň niektorým potomkom väčšiu šancu na prežitie v ťažkých časoch. Premiešavanie alel, ku ktorému dochádza pri meióze, môže byť dôvodom, prečo pohlavné rozmnožovanie vôbec existuje.

"Nie je ťažké vymyslieť dôvody, prečo by sexuálne populácie mali mať dlhodobé výhody oproti asexuálnym. Môžu sa rýchlejšie vyvíjať a prispôsobovať meniacim sa okolnostiam..."

Osobitné prípady

Cyklická partenogenéza

Niekoľko pomerne veľkých taxónov (skupín organizmov) využíva cyklickú partenogenézu. Ide o prípad, keď sa niekoľko generácií zrodí panenským pôrodom a potom nastane generácia s normálnym pohlavným rozmnožovaním. Príkladom sú mšice a kladocerany (malé kôrovce nazývané vodné blchy). Mšice zvyčajne fungujú takto: keď je dobré počasie a ich rastlinní hostitelia sú v najlepšom stave, používajú partenogenézu. Na konci sezóny, keď sa počasie zhorší, používajú pohlavné rozmnožovanie. Tento systém rozmnožovania sa nazýva apogamia.

Pri partenogenéze obsahujú vajíčka len genetický materiál matky a nie sú oplodnené. Vajíčka môžu vzniknúť buď meiózou, alebo mitózou. Pri meióze vzniká krížením genetický odtlačok, ktorý sa trochu líši od materského. Partenogenetické potomstvo zelených mušiek teda nie je identické a vykazuje určité genetické rozdiely: niektoré úseky chromozómov sa líšia v dôsledku meiózy. Pri mitóze by vzniklo identické potomstvo.

Medzi týmito partenogenetickými taxónmi je niekoľko druhov, ktoré úplne upustili od pohlavia.

Strata sexuality

Niekoľko eukaryotických organizmov úplne stratilo schopnosť pohlavného rozmnožovania, a preto nemajú meiózu. Patria k nim aj bdeloidnéchvostoskoky, ktoré sa rozmnožujú len partenogenézou.

Podrobnosti o meióze

Meiózu môžeme rozdeliť na meiózu I a meiózu II.

Meióza I

Úlohou prvého delenia je umožniť prechod. Rovnako ako mitóza, aj meióza zahŕňa profázu, metafázu, anafázu a telofázu.

Fáza I

Chromozómy sa stávajú viditeľnými, jadrový obal mizne a centrioly (v hornej a dolnej časti jadra) začínajú vytvárať vretenové vlákna, ktoré obklopujú chromozómy.

V tejto fáze sa každý chromozóm rozdelí na dve sesterské chromatidy, ktoré držia pohromade centroméry. Párové chromozómy majú teraz štyri chromatidy (2 sady "sestier") stlačené k sebe. Prekríženie sa uskutoční medzi dvoma nesesterskými chromatidami; zvyšné dve zostanú neprekrížené. Pri krížení dochádza k výmene segmentov každej zo zúčastnených chromatíd, DNA a súvisiacich chromatínových bielkovín. Geneticky sa tento proces nazýva rekombinácia.

Metafáza I

Chromozómy sú zoradené pozdĺž ekvatoriálnej (centrálnej) línie vretienka v homologických pároch.

Anafáza I

Chromozómy sú rozdelené tak, aby ich bolo na oboch stranách bunky rovnaké množstvo. Keďže v ľudskej bunke je 46 chromozómov, na oboch stranách ich je 23.

(Prebieha cytokinéza, delenie bunky na dve časti.)

Telofáza I

Dve dcérske bunky sa úplne rozdelia, vytvorí sa nukleový obal a chromozómy sa stanú menej viditeľnými. V každej z týchto buniek je 23 chromozómov.

Meióza II

Obe bunky sa pripravujú na ďalšie delenie vo fáze známej ako interkinéza alebo interfáza II. Obe tieto bunky prejdú meiózou II.

Fáza II

Chromozómy sa stávajú viditeľnými, jadrový obal mizne a centrioly tvoria vretenové vlákna.

Metafáza II

Chromozómy sú zoradené pozdĺž stredovej línie na vretenovitých vláknach

Anafáza II

Chromozómy sa rozdelia na dve chromatidy. Chromatidy sú dve vlákna DNA (deoxyribo-nukleovej kyseliny), ktoré tvoria chromozóm. Sú spojené stredovým spojom nazývaným centroméra.

(Prebieha cytokinéza. Bunka sa delí.)

Telofáza II

Bunky sú úplne rozdelené. Nukleový obal sa zreformuje a vzniknú štyri nové bunky s odlišnou DNA.

U mužov sa všetky štyri bunky stávajú spermiami. U žien sa len jedna z nich stáva zrelým vajíčkom, zatiaľ čo zvyšné tri sa znovu vstrebávajú do tela.

Udalosti zahŕňajúce meiózu, ktoré ukazujú kríženie chromozómov

Problémy

U ľudí existujú určité stavy, ktoré sú spôsobené chybnou meiózou. Príkladmi sú:

• Downov syndróm - trizómia chromozómu 21
• Patauov syndróm - trizómia chromozómu 13
• Edwardsov syndróm - trizómia chromozómu 18
• Klinefelterov syndróm - extra chromozómy X u mužov - t. j. XXY, XXXY, XXXXY
• Turnerov syndróm - chýbajúci jeden chromozóm X u žien - t. j. XO
• Syndróm trojitého X - extra chromozóm X u žien
• Syndróm XYY - extra chromozóm Y u mužov