Meiose innledes med en interfase bestående av G1-, S- og G2-fasene, som er nesten identiske med fasene forut for mitose. G1-fasen, som også kalles den første gapfasen, er den første fasen av interfasen og er fokusert på cellevekst. S-fasen er den andre fasen av interfase, hvor DNA av kromosomene replikeres. Til slutt er G2-fasen, også kalt den andre gap-fasen, den tredje og siste fasen av interfase; i denne fasen gjennomgår cellen de siste forberedelsene for meiose.

Under DNA-duplisering i S-fasen replikeres hvert kromosom for å produsere to identiske kopier, kalt søsterkromatider, som holdes sammen ved sentromeren. Sentrosomene, som er strukturene som organiserer mikrotubuli i den meiotiske spindelen, replikerer også. Dette forbereder cellen til å gå inn i profase I, den første meiotiske fasen.

Prophase I

Figur 1. Tidlig i profase I kommer homologe kromosomer sammen for å danne en synaps. Kromosomene er bundet tett sammen og i perfekt justering av et proteingitter ved sentromeren.

Når kjernekapslingen begynner å brytes ned, bringer proteinene assosiert med homologe kromosomer paret nær hver annen. (Husk at homologe kromosomer i mitose ikke kobles sammen. I mitose stilles homologe kromosomer opp fra ende til ende slik at når de deler seg, mottar hver dattercelle en søsterkromatid fra begge medlemmene i det homologe paret.) sammenkobling av de homologe kromosomene kalles synapsis. I synapsen er genene på kromatidene til de homologe kromosomene justert nøyaktig med hverandre (figur 1). Synaptonemal-komplekset støtter utveksling av kromosomale segmenter mellom ikke-søster homologe kromatider, en prosess som kalles kryssing. Kryssing skjer ved chaiasmata (entall = chiasma), kontaktpunktet mellom ikke-søsterkromosomer i et homologt par (figur 2).

På slutten av profase I holdes parene sammen bare kl. chiasmata og kalles tetrads fordi de fire søsterkromatidene til hvert par homologe kromosomer nå er synlige.

Figur 2. Kryssing skjer mellom ikke-søsterkromatider av homologe kromosomer. Resultatet er en utveksling av genetisk materiale mellom homologe kromosomer.

Crossover-hendelsene er den første kilden til genetisk variasjon i kjernene produsert av meiose. En enkelt crossover-hendelse mellom homologe ikke-søsterkromatider fører til en gjensidig utveksling av ekvivalent DNA mellom et maternalt kromosom og et faderalt kromosom. Nå, når søsterkromatiden flyttes inn i en kjønnscelle, vil den bære noe DNA fra den ene forelderen til individet og noe DNA fra den andre forelderen. Flere delefilter i en arm av kromosomet har samme effekt, og utveksler segmenter av DNA for å danne rekombinante kromosomer.

En andre hendelse i profase I er festingen av spindelfibermikrotubuli til kinetochore-proteiner ved sentromerene . På slutten av prometafase I er hver tetrad festet til mikrotubuli fra begge poler, med ett homologt kromosom som vender mot hver pol. De homologe kromosomene holdes fortsatt sammen ved chiasmata.

I tillegg har kjernemembranen brutt helt ned.

Metafase I

Under metafase I, den homologe kromosomer er arrangert i midten av cellen med kinetokorene vendt motsatt pol. De homologe parene orienterer seg tilfeldig ved ekvator. Husk at homologe kromosomer ikke er identiske. De inneholder små forskjeller i genetisk informasjon, noe som får hver kjønn til å ha en unik genetisk sammensetning. Denne tilfeldigheten er det fysiske grunnlaget for opprettelsen av den andre formen for genetisk variasjon hos avkom. Antall variasjoner er avhengig av antall kromosomer som utgjør et sett. Det er to muligheter for orientering ved metafaseplaten; det mulige antall justeringer er derfor lik 2n, hvor n er antall kromosomer per sett. Mennesker har 23 kromosompar, noe som resulterer i over åtte millioner (223) mulige genetisk forskjellige kjønnsceller. Dette tallet inkluderer ikke variabiliteten som tidligere ble opprettet i søsterkromatidene ved crossover. Gitt disse to mekanismene er det svært lite sannsynlig at noen to haploide celler som kommer fra meiose, vil ha samme genetiske sammensetning (figur 3).

Figur 3. Tilfeldig, uavhengig sortiment under metafase I kan demonstreres ved å vurdere en celle med et sett med to kromosomer (n = 2).I dette tilfellet er det to mulige ordninger ved ekvatorialplanet i metafase I. Det totale mulige antall forskjellige kjønnsceller er 2n, hvor n tilsvarer antall kromosomer i et sett. I dette eksemplet er det fire mulige genetiske kombinasjoner for kjønnscellene. Med n = 23 i humane celler er det over 8 millioner mulige kombinasjoner av faderlige og morslige kromosomer.

For å oppsummere de genetiske konsekvensene av meiose I, blir moder- og fadergenene rekombinert ved crossover hendelser som oppstår mellom hvert homologe par i løpet av profase I. I tillegg produserer det tilfeldige sortimentet av tetrader på metafaseplaten en unik kombinasjon av maternelle og farlige kromosomer som vil komme seg inn i kjønnsceller.

Anafase I

I anafase I trekker mikrotubuli de sammenkoblede kromosomene fra hverandre. Søsterkromatidene forblir tett bundet sammen til sentromeren. Chiasmata brytes i anafase I når mikrotubuli festet til de smeltede kinetokorene trekker de homologe kromosomene fra hverandre (Figur 4).

Figur 4. Prosessen med kromosomjustering er forskjellig mellom meiose I og meiose II. I prometafase I fester mikrotubuli seg til de sammensmeltede kinetokorene til homologe kromosomer, og de homologe kromosomene arrangeres midt på cellen i metafase I. I anafase I skilles de homologe kromosomene. I prometafase II fester mikrotubuli seg til kinetokorene til søsterkromatider, og søsterkromatidene er ordnet midt på cellene i metafase II. I anafase II skilles søsterkromatidene.

Telofase I og cytokinese

I telofase kommer de atskilte kromosomene til motsatte poler. Resten av de typiske telofasehendelsene kan eller ikke forekomme, avhengig av art. I noen organismer dannes kromosomene dekondensering og kjernekonvolutter dannes rundt kromatidene i telofase I. I andre organismer forekommer cytokinese – den fysiske separasjonen av de cytoplasmatiske komponentene i to datterceller – uten reformering av kjernene. I nesten alle dyrearter og noen sopper skiller cytokinese celleinnholdet via en spaltningsfure (innsnevring av aktinringen som fører til cytoplasmisk inndeling). I planter dannes en celleplate under cellecytokinese ved at Golgi-vesikler smelter sammen med metafaseplaten. Denne celleplaten vil til slutt føre til dannelse av cellevegger som skiller de to dattercellene.

To haploide celler er sluttresultatet av den første meiotiske delingen. Cellene er haploide fordi det ved hver pol er bare ett av hvert par av de homologe kromosomene. Derfor er bare ett komplett sett av kromosomene til stede. Dette er grunnen til at cellene betraktes som haploide – det er bare ett kromosomsett, selv om hver homolog fremdeles består av to søsterkromatider. Husk at søsterkromatider bare er duplikater av en av de to homologe kromosomene (bortsett fra endringer som skjedde under kryssingen). I meiose II vil disse to søsterkromatidene skille seg og skape fire haploide datterceller.

Bidra!

Forbedre denne sidenFinn ut mer