Пояснив мейоз! Функція, завдання, хвороби; Розлад

Мейоз - це процес, який виходить за рамки простого поділу клітин і спрямований на утворення статевих клітин. Мейоз зарезервований для живих істот з хромосомами.

Він відповідає за створення клітин, які можна використовувати для розмноження. Мейоз відіграє значну роль у подальшому генетичному складі нащадків. Цей процес є життєво важливим і чутливим до порушень.

Нижче ви знайдете, які функції та завдання він виконує, його переваги, які несправності можуть виникнути та всю іншу важливу інформацію з цього питання.

Що таке мейоз?

Щоб зрозуміти мейоз, спочатку слід пояснити кілька інших термінів:

Мітоз: Поділ клітин і розмноження геному
Диплоїдна: Подвійний набір хромосом (2n)
Гаплоїдний: Один набір хромосом (1n)
Статева клітина: Сперма та яйцеклітина (у тварин)
Хромосоми: Форма, в якій генетичний матеріал присутній в ядрі клітини під час процесів ділення клітин
Набір хромосом: Набір унікальних хромосом

Мейоз - це процес, який генерує статеві клітини з первинних статевих клітин, які створювались від народження, шляхом процесів поділу та відновлення. Він починається з клітини, яка містить нормальний набір хромосом для живих істот (2n у людини). Першому поділу клітини передує подвоєння геному. Всі хромосоми дублюються, і половина з них переміщується в один кінець клітини. Тоді це ділить.

Ці дочірні клітини, які тепер мають 2n, знову діляться безпосередньо. Тепер у вас є чотири дочірні клітини, кожна з яких має простий набір хромосом. У людини це зазвичай відповідає набору з 23 хромосом.

Що стосується кількох видів тварин та деяких видів рослин, це не настільки суворо регламентовано. Залежно від типу статевої клітини, може бути різне число хромосомних наборів, а різні статеві клітини з різною кількістю хромосомних наборів також можуть використовуватися під час розмноження.

Мейоз у жінок

Оскільки статеві клітини жінки - це особливо великі клітини - яйцеклітини величезні в порівнянні зі спермою - мейоз також повинен продукувати саме ці клітини.

Тут буває так, що під час першого поділу виникають дві клітини різного розміру. Один отримує майже всю клітинну плазму (і, отже, більшість необхідних клітинних апаратів, таких як мітохондрії, апарат Гольджі тощо), а інший залишається дуже малим.

Потім відбувається другий поділ. Більша клітина знову ділиться відповідно асиметрично - в результаті виходить велика яйцеклітина, яка здатна вижити і використовується як статева клітина і три маленьких так званих полярних тіла, які розщеплюються організмом.

Це еволюційно і пов’язано з тим, що перші клітинні поділи новоствореного життя відбуваються всередині жінки. Яйцеклітина має необхідні ресурси для перших поділів. Оскільки він не повинен залишати жіноче тіло, він не повинен бути таким маленьким і гнучким, як сперма.

Мейоз у чоловіків

Мейоз у чоловіків насправді утворює чотири функціональні статеві клітини, кожна з яких має дещо інший генетичний склад. Однак у всіх чотирьох зазвичай є єдиний, цілком цілий набір хромосом.
Сперма набагато рухливіша і менша, ніж яйцеклітини. Крім того, вони утворюються протягом усього життя і у більших кількостях, ніж яєчні клітини.

Фази I, II та III

Фази мейозу: мейоз I та мейоз II

Під час Мейоз I. хромосоми рекомбінуються. Це означає, що хромосоми обох батьків частково збираються відповідно до їх гомологічного аналога шляхом схрещування. Результатом є хромосоми однакової форми, які тепер поєднують алелі обох батьків.

Під час нормального процесу поділу клітин самі хромосоми розпадаються на свої дві хроматиди (які з’єднані центромерою). Однак це не стосується мейозу I.

В Мейоз II Потім хромосоми розміщують назад на екваторіальній площині клітини до поділу. Вони не подвоюються до цього. Цього разу їх також розщеплюють центромери, так що кожна дочірня клітина в кінцевому підсумку містить один набір хромосом.

Функції та завдання

Мейоз виконує кілька завдань. З одного боку, така форма редукційного поділу не дає подвоювати набори хромосом у кожному поколінні. Це неможливо з біологічної точки зору, і потомство з подвоєним набором хромосом, як правило, нежиттєздатне, навіть як зиготи.

Тому важливо, щоб обидва батьки приносили лише половину набору хромосом. Однак, оскільки ця половина набору хромосом і так містить усі гени, які йому потрібні, це не так, що кожен з батьків вносить лише певні хромосоми. Обидва батьки вносять повний набір, і обидва набори возз'єднуються в зиготі, утворюючи диплоїдний набір хромосом.

Крім того, мейоз має ще одну еволюційно значущу перевагу. Оскільки існують різні варіанти одного й того самого гена - один говорить про алелі - особини в популяції також краще або гірше пристосовані до свого середовища. Процес еволюції все одно сприятиме виживанню генетично сприятливих особин та їхніх нащадків.

Ширший діапазон генетичних варіантів робить особу більш гнучкою. Це велике генетичне різноманіття забезпечується схрещуванням - перекриттям хромосом батька і матері в клітині та пов’язаним обміном частин між собою - під час мейозу I.

Переваги та вдосконалення

Ці генетичні рекомбінації мають кілька переваг, наприклад:

Більш різноманітна імунна система
Краща адаптація до дефіциту ресурсів
Поєднані оптичні функції
Ідентифікація на основі пахучих речовин для обох батьків

Крім того, диплоїдний набір хромосом має ту перевагу, що дефектні та неефективні ділянки гена можна подолати кращою версією. Таким чином, вигідні гени також можуть заявити про себе через домінування з покоління в покоління.

Крім того, випадкові мутації, що відбуваються в статевій клітині, є причиною для додавання нових генетичних варіантів. Якщо мутація позитивна - тобто вона має перевагу - її можна передати. Якщо це буде несприятливо, це навряд чи станеться.

Хвороби та несправності

Хвороби, несправності та скарги, пов’язані з мейозом

Найбільша перевага мейозу, а саме зменшення вдвічі хромосомних наборів і одночасне створення нових генетичних варіантів, також є найбільшим недоліком.

Зрештою, один набір хромосом, як він знаходиться в статевих клітинах, означає вищу сприйнятливість до помилок. Організм вже не може усунути пошкодження, використовуючи гомологічний набір хромосом.

Статеві хромосоми у чоловіків (X і Y) особливо сприйнятливі, оскільки вони утворюють єдину пару хромосом, яка не є гомологічною. Пошкодження Х-хромосоми може бути частково компенсовано Y-хромосомою і навпаки.

Збій мейозу

Хвороби, які можуть виникнути під час мейозу

Оскільки мейоз настільки сприйнятливий, деякі хвороби можуть тут коренитися або виникати під час процесу.

До них належать, наприклад:

Синдром Дауна: трисомія 21
Синдром Патау: трисомія 13
Синдром Едвардса: Трисомія 18
Різні помилки в кількості статевих хромосом
Різні гени, які працюють неправильно або взагалі не працюють

Трисомії та синдроми

Синдром Дауна, мабуть, найвідоміший представник: постраждалі страждають від деформацій навколо голови, пошкодження органів та зниження інтелекту. Тривалість їх життя нижча, ніж у здорових людей. Синдром Дауна виникає, коли в геномі є зайва хромосома (21-а).

Інші трисомії також призводять до серйозних ускладнень під час пологів. Спільне у всіх - те, що вони мають величезний вплив на розвиток людини. Однак більшість трисомій настільки серйозні, що жива істота не може жити з ними.

Від цього слід відрізняти часткові трисомії. У них є частини надлишкової хромосоми. Це може мати різний ефект, залежно від того, що кодують гени цих хромосом. Можливі порушення обміну речовин, порушення росту та серйозні наслідки.

Надлишок статевих хромосом, навпаки, не настільки рідкісний. Вони часто не виявляються, оскільки часто не викликають серйозних ускладнень. Постраждалі особи (особливо чоловіки) часто мають трохи помітніший зріст тіла, трохи знижений інтелект або інший вираз статевих органів.

У жінок статева хромосома також може повністю відсутні. Постраждалі страждають синдромом Ульріха-Тернера. Вони менші на зріст, жіночі статеві органи недорозвинені і зазвичай стерильні.

І навпаки, існує синдром трипло-Х. Його часто не розпізнають. Єдиними наслідками може бути зниження інтелекту та родючості.

Тут згадується ряд інших захворювань, пов’язаних із статевими хромами:

Синдром Клайнфельтера (одна або кілька зайвих Х-хромосом у чоловіків)
XYY-синдром (незначний вплив)
Більше однієї додаткової Y-хромосоми (безпліддя, інтелектуальна недостатність, рідко пошкодження органів)

Частково неправильно розташовані гени, відсутні частини або зайві частини, які були помилково прикріплені під час мейозу, можуть мати різні наслідки. Оскільки гени зазвичай кодують білки, зокрема, ріст і метаболізм можуть бути пошкоджені. Для цього існує багато способів. Знову ж таки, постраждалі часто не дізнаються про це.

Часті запитання та відповіді

Тут ви знайдете відповіді на поширені запитання про мейоз.

Все живе практикує мейоз?
Ні. Мейоз відбувається у всьому живому, що має статеве розмноження. Процеси клонування, такі як бутонізація або поділ бактерій, не потребують мейозу. Бактерії - які належать до прокаріотів - також не мають хромосом.

Яка точна кількість хромосом під час мейозу у людини?
Мейоз починається з клітини, в якій всі хромосоми присутні двічі. Цей показник подвоюється. Зараз у неї 92 хромосоми. На цій фазі також проводиться рекомбінація. Відбувається перший поділ, і ви отримуєте дві дочірні клітини з 46 хромосомами кожна. Другий поділ робить їх двома клітинами по 23 хромосоми кожна.

Чи виліковні захворювання, спричинені помилками мейозу?
Ні. Оскільки те, що виробляється під час мейозу, є половиною основного генетичного складу цілого організму. Усі подальші генетичні копії генеруються з цього - і помилка повторюється знову і знову.
Можна лікувати лише симптоми.

Наш висновок про мейоз

Однак, оскільки це врешті-решт процес, який суттєво впливає на потомство, помилки в мейозі особливо серйозні. За допомогою мейозу можна також краще зрозуміти багато інших процесів з галузей еволюції та спадкової теорії.