Meioosia edeltää välivaihe, joka koostuu G1-, S- ja G2-vaiheista, jotka ovat lähes identtisiä mitoosia edeltävien vaiheiden kanssa. G1-vaihe, jota kutsutaan myös ensimmäiseksi aukovaiheeksi, on välivaiheen ensimmäinen vaihe ja keskittyy solujen kasvuun. S-vaihe on interfaasin toinen vaihe, jonka aikana kromosomien DNA replikoituu. Lopuksi G2-vaihe, jota kutsutaan myös toiseksi aukkovaiheeksi, on välivaiheen kolmas ja viimeinen vaihe; tässä vaiheessa solulle tehdään viimeiset valmistelut meioosia varten.

DNA-päällekkäisyyksien aikana S-faasissa jokainen kromosomi replikoituu tuottamaan kaksi identtistä kopiota, joita kutsutaan sisarkromideiksi, joita pidetään yhdessä sentromeerissä. Sentrosomit, jotka ovat rakenteita, jotka organisoivat meioottisen karan mikrotubuluksia, replikoituvat myös. Tämä valmistaa solun siirtymään profaasiin I, ensimmäiseen meioottiseen vaiheeseen.

Profaasi I

Kuva 1. Profaasin I varhaisessa vaiheessa homologiset kromosomit yhdistyvät synapsiin. Kromosomit ovat sitoutuneet tiiviisti toisiinsa ja täydellisessä linjassa proteiinihilan kanssa sentromeerissa.

Kun ydinvoima alkaa hajota, homologisiin kromosomeihin liittyvät proteiinit tuovat parin lähelle kumpikin. muut. (Muistakaa, että mitoosissa homologiset kromosomit eivät pariudu toisiinsa. Mitoosissa homologiset kromosomit asettuvat riviin päästä päähän siten, että jakautuessaan kukin tytärsolu saa sisarikromatidin homologisen parin molemmilta jäseniltä.) Tiukka homologisten kromosomien pariliitosta kutsutaan synapsiksi. Synapseissa homologisten kromosomien kromatidien geenit kohdistuvat tarkasti toistensa kanssa (kuva 1). Synaptonemaalinen kompleksi tukee kromosomaalisten segmenttien vaihtoa muiden kuin sisarusten homologisten kromatidien välillä. Ylitys tapahtuu chaiasmatassa (singulaarinen = chiasma), homologisen parin ei-siskokromosomien kosketuspisteessä (kuva 2).

Profaasin I lopussa parit pidetään yhdessä vain chiasmataa, ja niitä kutsutaan tetradeiksi, koska kunkin homologisen kromosomiparin neljä sisarkromatidia ovat nyt näkyvissä.

Kuva 2. Ristikytkentä tapahtuu homologisten kromosomien ei-siskokromatidien välillä. Tuloksena on geneettisen materiaalin vaihto homologisten kromosomien välillä.

Ristikkäistapahtumat ovat ensimmäinen geneettisen vaihtelun lähde meioosin tuottamissa ytimissä. Yksittäinen ristikkäistapahtuma homologisten ei-sisaristen kromatidien välillä johtaa vastaavan DNA: n vastavuoroiseen vaihtoon äidin kromosomin ja isän kromosomin välillä. Nyt kun tämä sisarkromatidi siirretään sukusoluun, se kuljettaa jonkin verran DNA: ta yksilön yhdeltä vanhemmalta ja jonkin verran DNA: ta toiselta vanhemmalta. Kromosomivarren monilla ristikytkimillä on sama vaikutus, jotka vaihtavat DNA-segmenttejä rekombinanttikromosomien muodostamiseksi.

Toinen vaihe Prophase I: ssä on karakuidun mikrotubulusten kiinnittyminen kinetokoreihin proteiineihin centromereissä. . Prometafaasin I lopussa kukin tetradi on kiinnitetty molempien napojen mikrotubuluksiin siten, että yksi homologinen kromosomi on päin kutakin napaa. Homologisia kromosomeja pidetään edelleen yhdessä chiasmatoissa.

Lisäksi ydinkalvo on hajonnut kokonaan.

Metafaasi I

Metafaasin I aikana homologinen kromosomit on järjestetty solun keskelle siten, että kinetokhorit ovat vastakkaisia pylväitä kohti. Homologiset parit suuntautuvat satunnaisesti päiväntasaajalle. Muistakaamme, että homologiset kromosomit eivät ole identtisiä. Ne sisältävät pieniä eroja geneettisissä tiedoissaan, mikä aiheuttaa jokaiselle sukusolulle ainutlaatuisen geneettisen meikin. Tämä satunnaisuus on fyysinen perusta jälkeläisten geneettisen vaihtelun toisen muodon luomiselle. Muunnelmien määrä riippuu joukon muodostavien kromosomien lukumäärästä. Metafaasilevyllä on kaksi suuntautumismahdollisuutta; mahdollinen kohdistusten lukumäärä on siis 2n, jossa n on kromosomien määrä sarjaa kohti. Ihmisillä on 23 kromosomiparia, mikä johtaa yli kahdeksaan miljoonaan (223) mahdolliseen geneettisesti erilliseen sukusoluun. Tämä luku ei sisällä vaihtelua, joka aiemmin syntyi sisarkromatideissa crossoverilla. Kun otetaan huomioon nämä kaksi mekanismia, on erittäin epätodennäköistä, että kahdella meioosista johtuvalla haploidilla solulla on sama geneettinen koostumus (kuva 3).

Kuva 3. Satunnainen, riippumaton valikoima metafaasin I aikana voidaan osoittaa tarkastelemalla solua, jossa on kaksi kromosomia (n = 2).Tässä tapauksessa päiväntasaajan tasossa metafaasissa I on kaksi mahdollista järjestelyä. Eri sukusolujen mahdollinen kokonaismäärä on 2n, missä n on yhtä suuri kuin kromosomien määrä joukossa. Tässä esimerkissä on neljä mahdollista geneettistä yhdistelmää sukusoluille. Kun n = 23 on ihmissoluissa, isän ja äidin kromosomien yhdistelmiä on yli 8 miljoonaa.

Yhteenvetona meioosi I: n geneettisistä seurauksista yhdistetään äidin ja isän geenit ristikkäin tapahtumia, jotka tapahtuvat kunkin homologisen parin välillä profaasin I aikana. Lisäksi satunnainen tetradien valikoima metafaasilevyllä tuottaa ainutlaatuisen yhdistelmän äidin ja isän kromosomeista, jotka pääsevät sukusoluihin.

Anafaasi I

Anafaasissa I mikrotubulit vetävät liitetyt kromosomit erilleen. Sisarkromatidit pysyvät tiiviisti kiinni sentromeerissä. Chiasmatat hajoavat anafaasissa I, kun fuusioituneisiin kinetohoreihin kiinnittyneet mikrotubulukset vetävät homologiset kromosomit erilleen (kuva 4).

Kuva 4. Kromosomien kohdistusprosessi eroaa meioosi I: n ja meioosi II: n välillä. Prometafaasissa I mikrotubulit kiinnittyvät homologisten kromosomien fuusioituneisiin kinetohoreihin, ja homologiset kromosomit on järjestetty solun keskipisteeseen metafaasissa I. Anafaasissa I homologiset kromosomit erotetaan. Prometafaasi II: ssa mikrotubulukset kiinnittyvät sisarkromatidien kinetohoreihin, ja sisarkromatidit on järjestetty metafaasi II: n solujen keskipisteeseen. Anafaasissa II sisarkromatidit erotetaan.

Telofaasi I ja sytokineesi

Telofaasissa erotetut kromosomit saapuvat vastakkaisiin napoihin. Loput tyypillisistä telefaasitapahtumista voivat tapahtua tai eivät, lajista riippuen. Joissakin organismeissa kromosomit hajoavat ja ydinvaipat muodostuvat kromatidien ympärille telofaasissa I. Muissa organismeissa sytokineesi – sytoplasman komponenttien fyysinen erottaminen kahdeksi tytärsoluksi – tapahtuu ilman ytimien uudistumista. Lähes kaikissa eläinlajeissa ja joissakin sienissä sytokineesi erottaa solun sisällön pilkkoutumisvaonolla (aktiinirenkaan supistuminen, joka johtaa sytoplasman jakautumiseen). Kasveissa solulevy muodostuu solusytokineesin aikana Golgi-rakkuloiden sulautuessa metafaasilevylle. Tämä solulevy johtaa lopulta soluseinämien muodostumiseen, jotka erottavat kaksi tytärsolua.

Kaksi haploidista solua ovat ensimmäisen meioottisen jakautumisen lopputulos. Solut ovat haploideja, koska kussakin napassa on vain yksi kummastakin homologisten kromosomien parista. Siksi vain yksi kromosomien täydellinen joukko on läsnä. Siksi soluja pidetään haploideina – kromosomiryhmiä on vain yksi, vaikka kukin homologi koostuu silti kahdesta sisarkromatidista. Muistakaa, että sisarkromatidit ovat vain yhden kopioita kahdesta homologisesta kromosomista (lukuun ottamatta muutoksia, jotka tapahtuivat ylityksen aikana). Meioosi II: ssa nämä kaksi sisarkromatidia erottuvat toisistaan ja muodostavat neljä haploidia tytärsolua.

Osallistu!

Paranna tätä sivuaLisätietoja