Meioza este precedată de o interfază constând din fazele G1, S și G2, care sunt aproape identice cu fazele care preced mitoza. Faza G1, care este, de asemenea, numită prima fază gap, este prima fază a interfazei și se concentrează asupra creșterii celulare. Faza S este a doua fază a interfazei, în timpul căreia se reproduce ADN-ul cromozomilor. În cele din urmă, faza G2, numită și a doua fază gap, este a treia și ultima fază a interfazei; în această fază, celula suferă pregătirile finale pentru meioză.

În timpul duplicării ADN-ului în faza S, fiecare cromozom este reprodus pentru a produce două copii identice, numite cromatide surori, care sunt ținute împreună la centromer. Centrosomii, care sunt structurile care organizează microtubulii fusului meiotic, se replică, de asemenea. Aceasta pregătește celula pentru a intra în profaza I, prima fază meiotică.

Profaza I

Figura 1. La începutul profazei I, cromozomii omologi se reunesc pentru a forma o sinapsă. Cromozomii sunt legați strâns între ei și aliniați perfect de o rețea proteică la centromer.

Pe măsură ce învelișul nuclear începe să se descompună, proteinele asociate cromozomilor omologi aduc perechea aproape de fiecare alte. (Amintiți-vă că, în mitoză, cromozomii omologi nu se împerechează. În mitoză, cromozomii omologi se aliniază cap la cap, astfel încât, atunci când se divid, fiecare celulă fiică primește o cromatidă soră de la ambii membri ai perechii omoloage. împerecherea cromozomilor omologi se numește sinapsă. În sinapsă, genele de pe cromatidele cromozomilor omologi sunt aliniate exact între ele (Figura 1). Complexul sinaptonemal susține schimbul de segmente cromozomiale între cromatide omoloage non-surori, un proces numit încrucișare. Încrucișarea are loc la chaiasmata (singular = chiasma), punctul de contact dintre cromozomii non-surori ai unei perechi omoloage (Figura 2).

La sfârșitul profazei I, perechile sunt ținute împreună numai la chiasmata și sunt numite tetrad, deoarece cele patru cromatide surori ale fiecărei perechi de cromozomi omologi sunt acum vizibile.

Figura 2. Încrucișarea are loc între cromatide non-surori ale cromozomilor omologi. Rezultatul este un schimb de material genetic între cromozomi omologi.

Evenimentele încrucișate sunt prima sursă de variație genetică în nucleele produse de meioză. Un singur eveniment încrucișat între cromatide non-surori omoloage duce la un schimb reciproc de ADN echivalent între un cromozom matern și un cromozom patern. Acum, atunci când acea cromatidă soră este mutată într-o celulă gametică, va transporta ADN de la un părinte al individului și un ADN de la celălalt părinte. Multiple încrucișări într-un braț al cromozomului au același efect, schimbând segmente de ADN pentru a crea cromozomi recombinați.

Un al doilea eveniment în faza I este atașarea microtubulilor de fibră a fusului la proteinele kinetocore la centromeri. . La sfârșitul prometafazei I, fiecare tetradă este atașată la microtubuli din ambii poli, cu un cromozom omolog orientat către fiecare pol. Cromozomii omologi sunt încă ținuți împreună la chiasmata.

În plus, membrana nucleară s-a descompus în întregime.

Metafaza I

În timpul metafazei I, omologul cromozomii sunt dispuși în centrul celulei cu cinetocorii orientați către polii opuși. Perechile omoloage se orientează aleatoriu la ecuator. Amintiți-vă că cromozomii omologi nu sunt identici. Acestea conțin ușoare diferențe în informațiile lor genetice, determinând fiecare gamet să aibă o structură genetică unică. Această întâmplare este baza fizică pentru crearea celei de-a doua forme de variație genetică la descendenți. Numărul de variații depinde de numărul de cromozomi care alcătuiesc un set. Există două posibilități de orientare la placa metafazică; prin urmare, numărul posibil de alinieri este egal cu 2n, unde n este numărul de cromozomi pe set. Oamenii au 23 de perechi de cromozomi, ceea ce duce la peste opt milioane (223) de gameți posibili genetic diferiți. Acest număr nu include variabilitatea care a fost creată anterior în cromatidele surori prin încrucișare. Având în vedere aceste două mecanisme, este foarte puțin probabil ca oricare două celule haploide care rezultă din meioză să aibă aceeași compoziție genetică (Figura 3).

Figura 3. Sortimentul independent aleatoriu în timpul metafazei I poate fi demonstrat luând în considerare o celulă cu un set de doi cromozomi (n = 2).În acest caz, există două aranjamente posibile la planul ecuatorial în metafaza I. Numărul total posibil de gameți diferiți este 2n, unde n este egal cu numărul de cromozomi dintr-un set. În acest exemplu, există patru combinații genetice posibile pentru gameți. Cu n = 23 în celulele umane, există peste 8 milioane de combinații posibile de cromozomi paterni și materni.

Pentru a rezuma consecințele genetice ale meiozei I, genele materne și paterne sunt recombinate prin încrucișare evenimente care apar între fiecare pereche omologă în timpul profazei I. În plus, sortimentul aleatoriu de tetradele de pe placa metafazică produce o combinație unică de cromozomi materni și paterni care își vor intra în gamete.

Anafaza I

În anafaza I, microtubulii separă cromozomii legați. Cromatidele surori rămân strâns legate între ele de centromer. Chiasmele sunt rupte în anafaza I, pe măsură ce microtubulii atașați la cinetocorii fuzionați separă cromozomii omologi (Figura 4).

Figura 4. Procesul de aliniere a cromozomilor diferă între meioza I și meioza II. În prometafaza I, microtubulii se atașează la cinetocorii fuzionați ai cromozomilor omologi, iar cromozomii omologi sunt dispuși la punctul mediu al celulei în metafaza I. În anafaza I, cromozomii omologi sunt separați. În prometafaza II, microtubulii se atașează la kinetocorii cromatidelor surori, iar cromatidele surori sunt aranjate în punctul mediu al celulelor din metafaza II. În anafaza II, cromatidele surori sunt separate.

Telofaza I și Citokineza

În telofaza, cromozomii separați ajung la poli opuși. Restul evenimentelor tipice telofazice pot să apară sau nu, în funcție de specie. În unele organisme, cromozomii decondensează și învelișurile nucleare se formează în jurul cromatidelor în telofaza I. În alte organisme, citokineza – separarea fizică a componentelor citoplasmatice în două celule fiice – are loc fără reformarea nucleilor. În aproape toate speciile de animale și unele ciuperci, citokineza separă conținutul celulei printr-o brazdă de clivaj (constricția inelului de actină care duce la divizarea citoplasmatică). La plante, o placă celulară se formează în timpul citokinezei celulare prin veziculele Golgi care fuzionează la placa metafazică. Această placă celulară va duce în cele din urmă la formarea pereților celulari care separă cele două celule fiice.

Două celule haploide sunt rezultatul final al primei diviziuni meiotice. Celulele sunt haploide, deoarece la fiecare pol există doar una din fiecare pereche de cromozomi omologi. Prin urmare, este prezent doar un set complet de cromozomi. Acesta este motivul pentru care celulele sunt considerate haploide – există un singur set de cromozomi, chiar dacă fiecare omolog constă încă din două cromatide surori. Amintiți-vă că cromatidele surori sunt doar duplicate ale unuia dintre cei doi cromozomi omologi (cu excepția modificărilor care au avut loc în timpul încrucișării). În meioza II, aceste două cromatide surori se vor separa, creând patru celule fiice haploide.

Contribuie!

Îmbunătățiți această paginăAflați mai multe