Meioza explicată! Funcția, sarcina, bolile; Tulburare

Meioza este un proces care depășește simpla diviziune celulară și vizează formarea celulelor germinale. Meioza este rezervată ființelor vii cu cromozomi.

Este responsabil pentru crearea celulelor care pot fi utilizate pentru reproducere. Meioza joacă un rol semnificativ în structura genetică ulterioară a descendenților. În consecință, acest proces este vital și sensibil la tulburări.

Veți găsi mai jos ce funcții și sarcini îndeplinește, avantajele sale, ce defecțiuni pot apărea și toate celelalte informații importante pe această temă.

Ce este meioza?

Pentru a înțelege meioza, mai întâi trebuie clarificați alți câțiva termeni:

Mitoză: Diviziunea celulară și duplicarea genomului
Diploid: Set dublu de cromozomi (2n)
Haploid: Set unic de cromozomi (1n)
Celulă germinativă: Spermă și ovul (la animale)
Cromozomi: Forma în care materialul genetic este prezent în nucleul celular în timpul proceselor de diviziune celulară
Set de cromozomi: Set de cromozomi unici

Meioza este un proces care generează celule germinale din celulele germinale primordiale, care au fost create încă de la naștere, prin procese de divizare și reducere. Începe cu o celulă care conține un set normal de cromozomi pentru ființe vii (2n la om). Prima diviziune celulară este precedată de o duplicare a genomului. Toți cromozomii sunt duplicați, iar jumătate dintre ei migrează către un capăt al celulei. Atunci acest lucru se împarte.

Aceste celule fiice, care au acum 2n, se împart din nou direct. Acum aveți patru celule fiice, fiecare cu un set simplu de cromozomi. La om, acest lucru corespunde de obicei unui set de 23 de cromozomi.

În cazul câtorva specii de animale și a unor specii de plante, acest lucru nu este atât de strict reglementat. În funcție de tipul de celule germinale, poate exista un număr diferit de seturi de cromozomi și diferite celule germinale cu un număr diferit de seturi de cromozomi pot fi de asemenea utilizate în timpul reproducerii.

Meioza la femei

Deoarece celulele germinale ale femeii sunt celule deosebit de mari - celulele ovulelor sunt imense în comparație cu spermatozoizii - meioza trebuie să producă exact aceste celule.

Aici este cazul în care două celule de dimensiuni diferite apar în timpul primei diviziuni. Una primește aproape întreaga plasmă celulară (și, prin urmare, majoritatea aparatului celular necesar, cum ar fi mitocondriile, aparatul Golgi etc.), iar cealaltă rămâne foarte mică.

Apoi are loc divizia a doua. Celula mai mare se împarte din nou asimetric - rezultatul este o celulă ovulă mare, care este capabilă să supraviețuiască și este utilizată ca celulă germinativă și trei așa-numiți corpuri polare care sunt defalcate de corp.

Acest lucru este evolutiv și are legătură cu faptul că primele diviziuni celulare ale unei vieți nou create au loc în cadrul femeii. Celula de ou are resursele necesare pentru primele diviziuni. Deoarece nu trebuie să părăsească corpul feminin, nu trebuie să fie la fel de mic și flexibil ca sperma.

Meioza la bărbați

Meioza la bărbați produce de fapt patru celule germinale funcționale, toate având o structură genetică ușor diferită. Cu toate acestea, toți cei patru au de obicei un singur set complet intact de cromozomi.
Spermatozoizii sunt mult mai mobili și mai mici decât celulele ovule. În plus, acestea sunt formate pe tot parcursul vieții și în cantități mai mari decât celulele ouă.

Fazele I, II și III

Faze ale meiozei: meioza I și meioza II

In timpul Meioza I. cromozomii sunt recombinați. Aceasta înseamnă că cromozomii ambilor părinți sunt parțial reasamblați în conformitate cu omologul lor omolog prin trecere. Rezultatul este cromozomii de aceeași formă, care combină acum alelele ambilor părinți.

În timpul unui proces normal de diviziune celulară, cromozomii înșiși sunt descompuși în cele două cromatide ale lor (care sunt conectate prin centromer). Cu toate acestea, acest lucru nu se aplică meiozei I.

În Meioza II cromozomii sunt apoi așezați înapoi pe planul ecuatorial al celulei înainte de divizare. Nu sunt dublate înainte de aceasta. De această dată, ele sunt, de asemenea, descompuse în centromer, astfel încât fiecare celulă fiică ajunge să conțină un singur set de cromozomi.

Funcții și sarcini

Meioza îndeplinește mai multe sarcini. Pe de o parte, această formă de diviziune de reducere împiedică dublarea seturilor de cromozomi în fiecare generație. Acest lucru nu ar fi fezabil din punct de vedere biologic, iar descendenții cu un set dublu de cromozomi nu sunt de obicei viabile chiar și ca zigoti.

Prin urmare, este important ca ambii părinți să aducă doar o jumătate de set de cromozomi. Cu toate acestea, întrucât această jumătate de set de cromozomi conține oricum toate genele de care are nevoie, nu este cazul ca fiecare părinte să contribuie doar cu anumite cromozomi. Ambii părinți contribuie la un set complet, iar ambele seturi se reunesc în zigot pentru a forma un set diploid de cromozomi.

În plus, meioza are un alt avantaj semnificativ din punct de vedere evolutiv. Deoarece există diferite variante ale aceleiași gene - se vorbește despre alele - indivizii dintr-o populație sunt mai bine sau mai prost adaptați mediului lor. Procesul de evoluție va favoriza oricum supraviețuirea indivizilor favorizați genetic și a descendenților lor.

O gamă mai largă de variante genetice face individul mai flexibil. Această diversitate genetică mai mare este asigurată de încrucișarea - suprapunerea cromozomilor tatălui și mamei în celulă și schimbul asociat de părți între ele - în timpul meiozei I.

Beneficii și îmbunătățiri

Aceste recombinații genetice au câteva avantaje, de exemplu:

Sistem imunitar mai diversificat
O mai bună adaptare la deficitul de resurse
Caracteristici optice combinate
Identificabilitate bazată pe substanțe mirositoare pentru ambii părinți

În plus, setul diploid de cromozomi are avantajul că zonele defecte și mai puțin eficiente din genă pot fi acoperite de versiunea mai bună. În acest fel, genele avantajoase se pot afirma și prin dominare de la generație la generație.

În plus, mutațiile aleatorii care apar într-o celulă germinală sunt un motiv pentru adăugarea de noi variante genetice. Dacă mutația este pozitivă - adică are un avantaj - poate fi transmisă mai departe. Dacă este nefavorabil, este puțin probabil să se întâmple.

Boli și defecțiuni

Boli, defecțiuni și reclamații legate de meioză

Cel mai mare dezavantaj al meiozei, și anume reducerea la jumătate a seturilor de cromozomi și crearea simultană de noi variante genetice, este, de asemenea, cel mai mare dezavantaj.

La urma urmei, un singur set de cromozomi, așa cum este în celulele germinale, înseamnă o susceptibilitate mai mare la erori. Corpul nu mai poate elimina daunele folosind un set omolog de cromozomi.

Cromozomii sexuali la bărbați (X și Y) sunt deosebit de sensibili, deoarece formează singura pereche de cromozomi care nu este omologă. Deteriorarea cromozomului X poate fi compensată doar parțial de cromozomul Y și invers.

Eșecul meiozei

Boli care pot apărea în timpul meiozei

Deoarece meioza este atât de susceptibilă, unele boli pot fi înrădăcinate aici sau pot apărea în timpul procesului.

Acestea includ, de exemplu:

Sindromul Down: trisomia 21
Sindromul Patau: trisomia 13
Sindromul Edwards: Trisomia 18
Diverse erori în numărul cromozomilor sexuali
Diverse gene care funcționează incorect sau deloc

Trisomii și sindroame

Sindromul Down este probabil cel mai cunoscut reprezentant. Cei afectați suferă de deformări în zona capului, leziuni ale organelor și inteligență redusă. Speranța lor de viață este mai mică decât cea a oamenilor sănătoși. Sindromul Down apare atunci când există un cromozom suplimentar (al 21-lea) în genom.

Alte trisomii duc, de asemenea, la complicații grave în timpul nașterii. Ceea ce au în comun toți este că au un impact enorm asupra dezvoltării umane. Majoritatea trisomiilor, cu toate acestea, sunt atât de grave încât o ființă vie nu poate trăi cu ele.

Trisomiile parțiale trebuie distinse de aceasta. Au părți ale unui exces de cromozom. Acest lucru poate avea efecte diferite aici, în funcție de ceea ce codifică genele acestor cromozomi. Sunt posibile tulburări metabolice, tulburări de creștere și efecte grave.

Pe de altă parte, cromozomii sexuali în exces nu sunt atât de rari. De multe ori nu se găsesc deoarece adesea nu provoacă complicații grave. Persoanele afectate (în special bărbații) au adesea o statură puțin mai vizibilă, o inteligență ușor redusă sau o expresie diferită a organelor sexuale.

Un cromozom sexual poate fi, de asemenea, complet absent la femei. Cei afectați suferă de sindromul Ullrich-Turner. Au o statură mai mică, organele genitale feminine sunt subdezvoltate și sunt în mare parte sterile.

În schimb, există sindromul triplo-X. De multe ori nu este recunoscut. Singurele efecte pot fi scăderea inteligenței și fertilității.

O serie de alte boli asociate cromilor sexuali sunt menționate aici:

Sindromul Klinefelter (unul sau mai mulți cromozomi X suplimentari la bărbați)
Sindromul XYY (impact mic)
Mai mult de un cromozom Y suplimentar (infertilitate, dizabilitate intelectuală, rareori leziuni ale organelor)

Genele poziționate incorect parțial, piesele lipsă sau piesele de prisos care au fost atașate incorect în timpul meiozei pot avea efecte diferite. Deoarece genele codifică de obicei proteinele, creșterea și metabolismul pot fi afectate în special. Există multe modalități de a face acest lucru. Din nou, cei afectați de multe ori nu vor afla despre asta.

Întrebări și răspunsuri frecvente

Aici veți găsi răspunsuri la întrebările frecvente despre meioză.

Toate viețuitoarele practică meioza?
Nu. Meioza apare la toate ființele vii care au reproducere sexuală. Procesele de clonare, cum ar fi înmugurirea sau divizarea bacteriilor, nu necesită meioză. Bacteriile - care aparțin procariotelor - nu au nici cromozomi.

Care este numărul exact de cromozomi în timpul meiozei la om?
Meioza începe cu o celulă în care toți cromozomii sunt prezenți de două ori. Această rată este dublată. Acum are 92 de cromozomi. Recombinarea se efectuează și în această fază. Prima diviziune are loc și obțineți două celule fiice cu 46 de cromozomi fiecare. O a doua diviziune le face două celule cu 23 de cromozomi fiecare.

Sunt vindecabile bolile cauzate de erori în meioză?
Nu. Deoarece ceea ce se produce în timpul meiozei este jumătate din structura genetică de bază a unui organism întreg. Toate copiile genetice ulterioare sunt generate de aceasta - și o eroare este duplicată din nou și din nou.
Se pot trata doar simptomele.

Concluzia noastră asupra meiozei

Cu toate acestea, deoarece acesta este în cele din urmă un proces care are efecte semnificative asupra descendenților, erorile în meioză sunt deosebit de grave. Cu ajutorul meiozei se pot înțelege mai bine multe alte procese din domeniile evoluției și ale teoriei ereditare.