Meiose er forud for en interfase bestående af G1-, S- og G2-faserne, som er næsten identiske med faserne forud for mitose. G1-fasen, som også kaldes den første gap-fase, er den første fase af interfasen og er fokuseret på cellevækst. S-fasen er den anden fase af interfasen, hvor kromosomernes DNA replikeres. Endelig er G2-fasen, også kaldet anden gap-fase, den tredje og sidste fase af interfasen; i denne fase gennemgår cellen de sidste præparater til meiose.

Under DNA-duplikering i S-fasen replikeres hvert kromosom til at producere to identiske kopier, kaldet søsterkromatider, der holdes sammen i centromeren. Centrosomerne, som er strukturer, der organiserer mikrotubuli i den meiotiske spindel, replikerer også. Dette forbereder cellen til at komme ind i profase I, den første meiotiske fase.

Profase I

Figur 1. Tidligt i profase I mødes homologe kromosomer for at danne en synaps. Kromosomerne er bundet tæt sammen og i perfekt tilpasning af et proteingitter ved centromeren.

Når kernekapslen begynder at bryde ned, bringer proteinerne forbundet med homologe kromosomer parret tæt på hver Andet. (Husk, at homologe kromosomer i mitose ikke parres sammen. I mitose stilles homologe kromosomer op fra ende til ende, så når hver del opdeles, modtager hver dattercelle en søsterkromatid fra begge medlemmer af det homologe par.) parring af de homologe kromosomer kaldes synapsis. I synapsen er generne på kromatiderne i de homologe kromosomer justeret nøjagtigt med hinanden (figur 1). Synaptonemal-komplekset understøtter udveksling af kromosomale segmenter mellem ikke-søster homologe kromatider, en proces kaldet krydsning. Krydsning sker ved chaiasmata (ental = chiasma), kontaktpunktet mellem ikke-søster-kromosomer i et homologt par (figur 2).

I slutningen af profase I holdes parene kun sammen kl. chiasmata og kaldes tetrads, fordi de fire søsterkromatider i hvert par homologe kromosomer nu er synlige.

Figur 2. Crossover forekommer mellem ikke-søsterkromatider af homologe kromosomer. Resultatet er en udveksling af genetisk materiale mellem homologe kromosomer.

Crossover-begivenhederne er den første kilde til genetisk variation i kernerne produceret af meiose. En enkelt crossover-begivenhed mellem homologe ikke-søsterkromatider fører til en gensidig udveksling af ækvivalent DNA mellem et maternalt kromosom og et faderligt kromosom. Når søsterkromatidet flyttes ind i en kønscelle, bærer det nu noget DNA fra den ene forælder til individet og noget DNA fra den anden forælder. Flere delefilter i en arm af kromosomet har samme virkning, idet de udveksler segmenter af DNA for at skabe rekombinante kromosomer.

En anden begivenhed i fase I er fastgørelsen af spindelfibermikrotubuli til kinetochore-proteinerne ved centromererne . I slutningen af prometaphase I er hver tetrad bundet til mikrotubuli fra begge poler med et homologt kromosom vendt mod hver pol. De homologe kromosomer holdes stadig sammen ved chiasmata.

Derudover er kernemembranen brudt helt ned.

Metafase I

Under metafase I er den homologe kromosomer er arrangeret i midten af cellen med kinetochores vendt modsatte poler. De homologe par orienterer sig tilfældigt ved ækvator. Husk at homologe kromosomer ikke er identiske. De indeholder små forskelle i deres genetiske information, hvilket får hver gamete til at have en unik genetisk sammensætning. Denne tilfældighed er det fysiske grundlag for oprettelsen af den anden form for genetisk variation hos afkom. Antallet af variationer afhænger af antallet af kromosomer, der udgør et sæt. Der er to muligheder for orientering ved metafasepladen; det mulige antal justeringer er derfor lig med 2n, hvor n er antallet af kromosomer pr. sæt. Mennesker har 23 kromosompar, hvilket resulterer i over otte millioner (223) mulige genetisk forskellige kønsceller. Dette tal inkluderer ikke den variation, der tidligere blev oprettet i søsterkromatiderne ved crossover. I betragtning af disse to mekanismer er det meget usandsynligt, at nogen to haploide celler, der stammer fra meiose, vil have den samme genetiske sammensætning (figur 3).

Figur 3. Tilfældigt, uafhængigt sortiment under metafase I kan demonstreres ved at overveje en celle med et sæt på to kromosomer (n = 2).I dette tilfælde er der to mulige arrangementer ved ækvatorialplanet i metafase I. Det samlede mulige antal forskellige gameter er 2n, hvor n er lig med antallet af kromosomer i et sæt. I dette eksempel er der fire mulige genetiske kombinationer for kønscellerne. Med n = 23 i humane celler er der over 8 millioner mulige kombinationer af faderlige og moderlige kromosomer.

For at opsummere de genetiske konsekvenser af meiose I rekombineres moder- og fadergenerne ved crossover hændelser, der forekommer mellem hvert homologt par under profase I. Derudover producerer det tilfældige udvalg af tetrader på metafasepladen en unik kombination af maternelle og fædrene kromosomer, der vil komme ind i kønscellerne.

Anafase I

I anafase I trækker mikrotubuli de sammenkædede kromosomer fra hinanden. Søsterkromatiderne forbliver tæt bundet sammen til centromeren. Chiasmata brydes i anafase I, da mikrotubuli, der er bundet til de sammensmeltede kinetochores, trækker de homologe kromosomer fra hinanden (figur 4).

Figur 4. Processen med kromosomjustering adskiller sig mellem meiose I og meiose II. I prometaphase I binder mikrotubuli til de sammensmeltede kinetochores af homologe kromosomer, og de homologe kromosomer arrangeres i midten af cellen i metafase I. I anafase I adskilles de homologe kromosomer. I prometaphase II binder mikrotubuli sig til kinetochores af søsterkromatider, og søsterkromatiderne er arrangeret i midten af cellerne i metafase II. I anafase II adskilles søsterkromatiderne.

Telophase I og Cytokinesis

I telofase ankommer de adskilte kromosomer til modsatte poler. Resten af de typiske telofasehændelser kan eller kan ikke forekomme afhængigt af arten. I nogle organismer dannes kromosomerne decondense, og der dannes nukleare konvolutter omkring kromatiderne i telofase I. I andre organismer forekommer cytokinese – den fysiske adskillelse af de cytoplasmiske komponenter i to datterceller – uden reformering af kernerne. I næsten alle dyrearter og nogle svampe adskiller cytokinese celleindholdet via en spaltningsfure (indsnævring af actinringen, der fører til cytoplasmisk opdeling). I planter dannes en celleplade under cellecytokinese ved hjælp af Golgi-vesikler, der smelter sammen med metafasepladen. Denne celleplade vil i sidste ende føre til dannelse af cellevægge, der adskiller de to datterceller.

To haploide celler er slutresultatet af den første meiotiske division. Cellerne er haploide, fordi der ved hver pol kun er et af hvert par af de homologe kromosomer. Derfor er kun et komplet sæt af kromosomer til stede. Dette er grunden til, at cellerne betragtes som haploide – der er kun et kromosomsæt, selvom hver homolog stadig består af to søsterkromatider. Husk, at søsterkromatider kun er duplikater af en af de to homologe kromosomer (undtagen ændringer, der opstod under krydsning). I meiose II adskilles disse to søsterkromatider og skaber fire haploide datterceller.

Bidrag!

Forbedr denne sideFå flere oplysninger