MEIOS: FUNKTION, FASER OCH DERAS EGENSKAPER - BIOLOGI - 2025

Den meiosen är den typ av celldelning som karakteriserar eukaryota organismer vars livscykel är en fas av sexuell reproduktion. Genom denna process halveras antalet kromosomer i delande celler, varför det också kallas "reduktiv delning".

Enligt grunderna i cellteorin "kommer alla celler från en annan cell" och det är känt att en cell ger upphov till en annan genom en delningsprocess som består av duplicering av dess inre komponenter (DNA, proteiner, etc.) ) och deras uppdelning i två "dotter" -celler, som är praktiskt taget identiska med varandra.

Sammanfattningsschema för meios: 1) Duplisering av kromosomer 2) Parning av homologa kromosomer 3) Korsning över 4) Första meiotisk uppdelning (en av var och en av de duplicerade kromosomerna per dottercell) 5) Andra meiotiska uppdelningen (en kromosom från varje en per dottercell) (Källa: Peter coxhead via Wikimedia Commons)

Denna process tillåter livskontinuitet och "oförändrad" överföring av genetiskt material till efterföljande generationer. Meios förekommer både i cellerna i flercelliga organismer och i encelliga organismer (protoso, jäst och bakterier, bland många andra).

För vissa organismer är detta huvudformen för reproduktion och kallas asexual reproduktion. Men reproduktionen av flercelliga levande varelser, som har olika utvecklingscykler, är lite mer komplexa och innebär att alla celler i samma organisme bildas från en mycket speciell cell som kallas en zygote.

Zygoten är resultatet av en process som kallas sexuell reproduktion, som involverar fusion av två gametiska eller sexuella celler, producerade av två olika individer (vanligtvis en "hane" och en "kvinna") och som har hälften av den genetiska informationen varje.

Produktionsprocessen för dessa könsceller är det som kallas meios i flercelliga organismer och har huvudfunktionen att producera celler med halva kromosombelastningen, det vill säga haploida celler.

Meiosfunktion

Meios är den centrala delen eller "hjärtat" av sexuell reproduktion, som verkar vara en evolutionärt fördelaktig "förvärv", eftersom den har antagits av de flesta djur- och växtarter.

Denna process involverar kombinationen av två olika genom, som slutar med bildandet av avkommor med en "ny" genetisk begåvning, vilket i sin tur innebär en ökning av variationen.

Genom denna reduktionscelldelning producerar specialiserade celler i kroppen av flercelliga djur och växter, kända som kimlinjeceller, köns- eller gametiska celler som, när de smälts, ger upphov till en cell som kallas en zygote. .

Minskningen av kromosomantalet med meios är ett viktigt steg för att förena de två könscellerna som produceras för att "regenerera" det diploida kromosomala komplementet i nästa generation, vilket säkerställer artenas kontinuitet.

Kromosomantalsminskning är möjlig, eftersom en enda omgång av DNA-replikering följs av två på varandra följande omgångar av kromosomsegregering under meios.

Konkurrensfördel

Det faktum att två individer reproducerar sexuellt och sammansmältningen av två genetiskt olika gameter inträffar, vars kromosomer också tidigare har "blandats" med slumpmässiga processer, kan innebära en evolutionär fördel ur konkurrenssynpunkt.

Meios, som ger upphov till celler med en ny genetisk kombination som smälter samman under sexuell reproduktion, gör att de individer som är produkten av sådan reproduktion kan anpassa sig för att överleva i miljöer som varierar på ett väsentligt sätt.

Eliminering av "skadliga" alleler

Eftersom en population är mottaglig för uppkomsten av nya alleler genom mutationer (av vilka många kan vara skadliga eller skadliga), kan meiose och sexuell reproduktion gynna snabbt eliminering av dessa alleler, vilket förhindrar deras ansamling och ytterligare spridning.

Faser av meios

Den meiotiska processen kan förklaras som "separering" eller "distribution" av kromosomerna i en cell i vars uppdelning dess kromosomala belastning reduceras, vilket sker genom två divisioner kända som den första meiotiska uppdelningen och den andra meiotiska uppdelningen, varvid sist ganska lik den mitotiska uppdelningen.

Som framgår nedan består var och en av de två meiosen av ett profas, ett metafas, ett anafas och ett telofas.

Faserna för meios (Källa: Boumphreyfr via Wikimedia Commons)

- Först meiotisk uppdelning

Meiosis I eller första meiotiska uppdelningen börjar med föreningen av medlemmarna i varje homologt kromosompar (moder- och faderliga kromosomer som diploida organismer ärver från sina föräldrar).

Gränssnitt

Liksom i mitos är fasen i groddcellscykeln som föregår meiose gränssnittet. Under detta skede inträffar den enda händelsen av cellulär DNA-replikation, som genererar en moder- och en faderlig kromosom (de är diploida celler) som var och en består av två systerkromatider.

Utrop I

Under profas I om meios, I, föreningen eller fysisk kontakt mellan homologa kromosomer (motsvarande kromosomer från två olika föräldrar, fadern och mamman) inträffar i hela deras längd.

Denna händelse kallas synapse och det är processen genom vilken fyra kromatider är associerade, två från varje homolog kromosom, varför den resulterande strukturen kallas en tetrad eller tvåvärd komplex (antalet tetrader i en cell under profas är motsvarande det haploida antalet kromosomer).

I varje tetrad rekombineras icke-syster-kromatider, det vill säga de som tillhör homologa kromosomer, genom en process som kallas crossover, vilket resulterar i det genetiska utbytet mellan kromosomer genom att "skära och klistra in" av slumpmässiga fragment i slumpmässiga positioner, generera nya genkombinationer.

Efter att rekombination har inträffat, separeras centromererna i de homologa kromosomerna, förblir enade endast av regioner kända som chiasmer, vilket motsvarar övergångsställena. Systerkromatiderna förblir emellertid fästa via centromeren.

Under denna fas av meios I växer och syntetiserar celler reservmolekyler. Dessutom uppskattas bildningen av mikrotubuluspindeln och i sena profas I försvinner kärnhöljet och kromatidtetraderna ses tydligt under ljusmikroskopet.

Denna fas slutar när tetraderna står i linje i delningscellens ekvatorplan.

Metafas I

Under metafas fäster fibrerna i mikrotubuluspindeln till centromererna hos homologa kromosomer och till motsatta poler i cellen; Detta är motsatsen till vad som inträffar under mitos, där centromererna i systerkromatiderna är fästa vid mikrotubulor vid motsatta poler.

Anafas I

I denna fas separeras de duplicerade homologa kromosomerna, eftersom de "dras" mot motsatta poler i cellen tack vare mikrotubulerna i spindeln. Vid varje pol hittas då en slumpmässig kombination av kromosomer, men endast en medlem av varje homologt par.

Under anafas I förblir systerkromatiderna fästa vid varandra genom sina centromerer, som skiljer sig från mitos, eftersom systerkromatiderna under mitotiska anafas separeras vid motsatta poler i cellen.

Telofas I

Vid detta tillfälle "krondiderar" kromatiderna, det vill säga de blir mindre synliga under mikroskopet och förlorar sin karakteristiska form. Kärnhöljet omorganiseras och cytokinesis eller separering av dotterceller inträffar, som har ett haploidt antal kromosomer, men som består av duplicerade kromosomer (med deras två kromatider).

Mellan telofas I och nästa meiotiska uppdelning finns det en kort tid känd som interkinesis, även om den inte förekommer i alla organismer.

- Andra meiotiska uppdelningen

Under den andra uppdelningen separeras systerkromatiderna, som inträffar under mitos, men utan att DNA: n har replikerats tidigare.

Profas II

Prophase II är mycket lik mitotisk profas. I detta skede finns det ingen sammansättning av homologa kromosomer och ingen övergång.

I profas II blir kromatiderna synliga igen, det vill säga kromatinet kondenseras. Spindelfibrerna strålar från varje pol och sträcker sig mot centromererna som förenar systerkromatiderna.

Slutligen försvinner kärnhöljet och mikrotubulerna från motsatta poler når centromeren hos varje kromatid och de anordnar sig i cellens ekvatorplan.

Metafas II

Metafas II skiljer sig från metafas I med avseende på antalet kromatider som står i linje i ekvatorialplanet. I metafas I ses tetrader, medan i II endast systerkromatider av samma kromosom observeras, som i mitotiskt metafas.

Anafas II

I detta steg separerar systerkromatiderna när de förskjuts mot motsatta poler i cellen. Från detta ögonblick anses varje kromatid vara en oberoende kromosom.

Telofas II

I början av telofas regenereras kärnhöljet sedan på den oduplicerade uppsättningen homologa kromosomer som fördelades i varje pol i cellen, varefter cytokinesis eller separering av dotterceller inträffar.

Den meiotiska uppdelningen av en diploid cell producerar fyra haploida celler, som var och en har en olika kombination av gener, eftersom rekombination ägde rum.

referenser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Väsentlig cellbiologi. Garland Science.
2. Bernstein, H., & Bernstein, C. (2013). Evolutionärt ursprung och adaptiv funktion av meios. I Meiosis. IntechOpen.
3. Hunt, PA, & Hassold, TJ (2002). Sex är viktigt i meios. Science, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Meios: hur kunde det fungera? Proceedings of the National Academy of Sciences, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9: e edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
6. Villeneuve, AM, & Hillers, KJ (2001). Varifrån meios? Cell, 106 (6), 647-650.