Mejoza.doc

Mejoza

            W następujących posobie pokoleniach organizmów rozmnażających się płciowo stałość liczby chromosomów zapewnia specjalny rodzaj podziału komórkowego, zwany mejozą. Na proces mejozy składają się dwa podziały jądra i cytoplazmy, nazwane pierwszym i drugim podziałem mejotyznym. W każdym z podziałów wyróżnia się profazę, metafazę, anafazę i telofazę. W wyniku pierwszego podziału mejotycznego chromosomy chomologiczne zostają rozdzielone do dwóch różnych jąder. W drugim podziale następuje rozdzielenie chromatyd tworzących chromosomy, tak że każda z chromatyd siostrzanych przemieszcza się do jądra komórki potomnej. W wyniku dwóch kolejnych podziałów komórkowych liczba chromosomów ulega redukcji o połowę.

           U wielu organizmów profaza I jest najdłuższym stadium. W tym czasie komórka rośnie i syntetyzuje materiały odżywcze. Chromosomy przyjmują często niezwykłe kształty. W profazie I ma miejsce koniugacja i crossing - over ale taże jeszcze inne charakterystyczne zdarzenia, znane z profazy mitotycznej. Tworzy się wrzeciono podziałowe, w komórkach zwierzęcych pary centrioli przemieszczają się do biegunów, a w rejonie astrosfery formują się promieniście ułożone mikrotubule. W późnej profazie I zanika otoczka jądrowa. Chromatydy siostrzane są nadal ułożone ściśle jedna obok drugiej. Zanika natomiast zespolenie chromosomów homologicznych, a ich centromery (i kinetochory) oddzielają się. Chromosomy homologiczne połączone są teraz ze sobą tylko w rejonach zwanych chiazmami, w których nastąpiła wymiana fragmentów DNA między chromatydami (crossing - over). Obecność chiazm nadaje tetradom charakterystyczny kształt litery X.

           Profaza I kończy się, gdy tetrady lokują się w płaszczyźnie równikowej komórki; od tego momentu komórka wchodzi w stadium metafazy I. Do kinetochorów chromatyd siostrzanych jednego chromosomu przyczepione są włókna wrzeciona prowadzące do jednego z dwu biegunów, a do kinetochorów chromatyd chromosomu homologicznego - włókna prowadzące do bieguna przeciwnego. (W mitozie kinetochory siostrzanych chromatyd łączą się za pomocą włókien wrzeciona z przeciwnymi biegunami).

           Podczas anafazy I chromosomy homologiczne każdej pary rozdzielają się i przemieszczają do przeciwległych biegunów. Do każdego z biegunów dociera zatem materiał genetyczny, który jest przypadkowym zestawem chromosomów matczynych i ojcowskich, w każdym z biegunów może się jednak znaleźć tylko jeden z pary chromosomów homologicznych. Chromatydy siostrzane pozostają złączone w rejonie centromeru, co istotnie różni anafazę I od anafazy podziału mitotycznego, kiedy to chromatydy siostrzane rozchodzą się do przeciwległych biegunów.

           W telofazie I chromatydy ulegają kondensacji, odtwarza się otoczka jądrowa i w końcu następuje cytokineza. Zakładając że komórka posiada 4 chromosomy (dla ułatwienia) mamy teraz do czynienia z dwiema komórkami, z których każda ma dwa podwojone chromosomy, złożone łącznie z czterech chromatyd. W analogicznym stadium podziału mejotycznego komórki ludzkie zawierają na każdym biegunie po 23 podwojone chromosomy (46 chromatyd).

           Kolejne stadium mejozy, interkineza, odpowiada interfazie, lecz istotnie się od niej różni. W stadium tym nie występuje faza S, nie dochodzi bowiem do replikacji chromosomów. Interkineza trwa na ogół bardzo krótko, a u niektórych organizmów nie występuje wcale.

           Ponieważ pomiędzy dwoma podziałami mejotycznymi chromosomy pozostają ciągle częściowo skondensowane, profaza drugiego podziału jest również krótka. Profaza II jest pod wieloma względami podobna do profazy podziału mitotycznego: chromosomy homologiczne nie tworzą par (w istocie tylko jeden chromosom z homologicznej pary występuje w każdym jądrze), nie zachodzi też crossing - over.

           Podczas metafazy II chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej komórki. Pierwszą i drugą metafazę podziału mejotycznego łatwo odróżnić. W metafazie I chromatydy tworzą układ tetrad (czterech chromatyd), podczas gdy w metafazie II zgrupowane są po dwie (tak samo jak w metafazie mitotycznej). Różnica ta nie zawsze jest wyraźnie widoczna, gdy obserwuje się naturalne chromosomy.

           W anafazie II chromatydy, przyczepione za pomocą kinetochorów do włókien wrzeciona podziałowego, rozdzielają się i rozchodzą do przeciwległych biegunów. Każda z chromatyd staje się teraz, podobnie jak w mitozie, samodzielnym chromosomem.

           Podczas telofazy II na każdym z biegunów znajduje się po jednym chromosomie z każdej homologicznej pary; żaden z chromosomów nie jest podwojony. Odtwarza się otoczka jądrowa, chromosomy wydłużają się, tworzą nici chromatynowe, a w końcu następuje cytokineza.

           W dwóch kolejnych podziałach mejotycznych powstają cztery haploidalne jądra, z których każde zawiera po jednym z chromosomów wszystkich rodzajów. Każda nowo powstała komórka haploidalna ma odmienną kombinację genów. Źródła tej różnorodności są następujące:

W czasie mejozy chromosomy matczyne i ojcowskie zostają wymieszane, a następnie w anafazie I przypadkowo rozdzielone, po jednym z każdej pary homologicznej, do biegunów komórki,

Chromosomy homologiczne (matczyny i ojcowski) wymieniają między sobą fragmenty DNA (crossing - over).