Məlumat

15.8: Meiosis - Biologiya

15.8: Meiosis - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Metazoada bir hüceyrənin qız hüceyrələrini meydana gətirdiyi iki vəziyyət var. Birincisi və ən çox yayılmışı mitozdur. İkincisi meiozdur. Meiosis gametlərin (cinsiyyət hüceyrələrinin) əmələ gəlməsi prosesidir. Heyvanlar və bitkilər cinsi çoxalma yolu ilə əmələ gəlir (əgər bu sizin üçün bir xəbərdirsə, biologiyadan başqa bir şeylə məşğul olmağı düşünün). Bu orqanizmlər həyata iki hüceyrənin birləşməsindən başlayır: sperma və yumurta. Hər ikisi yeni orqanizmə genetik material verir. Hər nəsildə xromosomların lazımi sayını saxlamaq üçün gametlərin hər biri bir xromosom dəsti verir, beləliklə, döllənmiş yumurta və orqanizmdəki bütün digər hüceyrələr iki xromosom dəstinə malikdir - hər bir valideyndən bir. Meyozun məqsədi və mitozdan əsas fərqi, dəqiq replikasiyalı qız hüceyrələri yaratmaq deyil, orijinal hüceyrə olaraq genetik materialın yalnız yarısı miqdarında olan qız hüceyrələri yaratmaqdır.

Gəlin bu vəziyyətə eqoist bir şəkildə nəzər salaq: insanlarda mayoz. Bədəninizdəki demək olar ki, hər bir hüceyrədə 46 xromosom, atanızdan 23, ananızdan isə 23 xromosom olan bir nüvə var. İstisna yalnız gametlərdir: kişilərdə spermatositlər və qadınlarda oositlər. Somatik hüceyrələrin 2n və ya diploid olduğu deyilir, yəni 2 xromosom dəsti, gametlər isə yalnız bir xromosom dəsti olan 1n və ya haploiddir. Bəzən meyoz tələbələri bir az çaşdıra bilər, çünki o, hüceyrə dövrünün mitozla eyni hissəsində, yəni G-dən sonra baş verir.2. Buna görə də, meioza daxil olan hüceyrə əslində 4 xromosom dəstinə malikdir, çünki DNT artıq S fazasında replikasiyaya məruz qalmışdır.

Yetkin qırmızı qan hüceyrələrində nüvə yoxdur, bəzi əzələ hüceyrələri isə bir neçə mioblastın birləşməsindən əmələ gəldiyi üçün çoxnüvəli olsalar da, nüvələrin hər birində 46 xromosom var. Poliploidiya, insanlarda nadir olsa da, bir çox orqanizmlər üçün normal bir vəziyyətdir. Qurbağa, Xenopus laevis, ümumi tədqiqat heyvanı tetraploiddir.

Meyoz, hər biri mitoza bənzər fazaları olan iki ardıcıl meyotik bölmədən ibarətdir: profilaktika, metafaza, anafaza, telofaza və hər biri tam sitokinezlə başa çatır. Qeyd edək ki, meiotik telofaza I-dən dərhal sonra hüceyrə bölünür və hər iki qız hüceyrə dərhal II fazada olur. Müdaxilə edən yoxdur G1, S və ya G2 faza.

Meyozun I profilaktikası mitozun profilaktikası ilə çox oxşar şəkildə başlayır: MPF (mitotik-cdk) aktivləşməsi, xromosom kondensasiyası, mil əmələ gəlməsi və nüvə zərfinin parçalanması. Bununla belə, mitozla müqayisədə I meyotik profilaktika çox uzun müddət davam edir və onu beş mərhələyə bölmək olar: leptoten, ziqoten, paxiten, diploten və diakinez. Leptoten zamanı hər bir xromosom üçün bacı xromatidlərin iki dəsti (ana və ata tərəfdən) sıxlaşır, hizalanır və bivalent kimi tanınan bir quruluş meydana gətirir. Aydınlaşdırmaq üçün, bu bivalent verilmiş xromosomun dörd nüsxəsindən ibarətdir: ana xromosomunun və ata xromosomunun hər biri iki nüsxədir. Müəyyən bir xromosomun ana və ata versiyaları uzun müddət çox yaxınlıqda saxlandığından, xromosomun xromosomun dəyişmə ehtimalı daha yüksəkdir. rekombinasiya, və ya hər bir xromosomun homoloji hissələrinin kəsişməsi və mübadiləsi.

Rekombinasiya ata xromosomunun bir parçası uyğun gələn ana xromosomunda DNT-nin homoloji parçası ilə dəyişdirildikdə baş verir (və ya əksinə). Qeyd edək ki, bacı xromatidlər (yəni, dəqiq nüsxələr) rekombinasiya etmir - yalnız homoloji bacı olmayan xromatidlər rekombinasiya edə bilər. Aydındır ki, bu cür DNT mübadiləsi diqqətlə və ekvivalent şəkildə aparılmalıdır ki, hər bir tərəfdə meydana gələn DNT-nin olması lazım olan bütün genetik məlumatı ehtiva etsin və nəzərdə tutulduğundan daha çox məlumat olmasın. Rekombinasiyada bu dəqiqliyi təmin etmək üçün bacı olmayan homoloji xromatidlər sinaptonemal kompleksdə (SC) bir yerdə saxlanılır. Bu nərdivana bənzər kompleks profilaktika I-nin ziqoten mərhələsində formalaşmağa başlayır və paxitendə tamamlanır. Tam SC xromatidlərin uzunluğu boyunca uzanan zülallı yanal elementlərdən (aka eksenel elementlər) və iki yanal elementə perpendikulyar olan nərdivanın pilləkənlərini təşkil edən lifli zülallardan ibarət qısa mərkəzi elementdən ibarətdir. Mərkəz elementi bir-biri ilə, eləcə də yanal elementlərlə qarşılıqlı əlaqədə olan eninə mərsiyə dimerlərindən ibarətdir. Bu mərsiyə zülalları (məsələn, SCP1 (siçan), Zip1p (maya)) zülalların qarşılıqlı təsir domenləri kimi fəaliyyət göstərən mərkəzi qıvrımlı bölgələrə malikdir. SCP3 və buna görə də tam yanal element formalaşması funksional sinaptonemal kompleks üçün lazımsız olsa da, kondensin və kohezin yanal elementlərin düzgün eninə mərsiyə bağlanması üçün zəruri görünür.

Rekombinasiya ikiqat zəncirli qırılmaların meydana gəlməsi ilə və ya olmadan baş verə bilər və əslində, sinaptonemal kompleksin formalaşması olmadan baş verə bilər, baxmayaraq ki, SC yəqin ki, rekombinasiyanın səmərəliliyini artırır. Daxilində S. pombe, meiosis sinaptonemal kompleks formalaşmadan baş verir, lakin SC hissələrinə bir qədər oxşar kiçik kəsikli strukturlar var. Meyvə milçəyində, Drosophila melanogaster, dişilər sinaptonemal kompleksdən istifadə edərək mayoz keçirlər, lakin kişilər meiotik rekombinasiyaya məruz qalmırlar və onların xromosomları sinaptonemal komplekslər əmələ gətirmir. Əksər hallarda rekombinasiyadan əvvəl rekombinasiya üçün potensial nöqtələrdə əmələ gələn protein kompleksləri olan rekombinasiya düyünlərinin əmələ gəlməsi baş verir. Meiotik rekombinasiya üçün ən yaxşı öyrənilmiş mexanizm, meioz spesifik endonükleaz, Spo11 tərəfindən başlatılan xromosomlardan birinin ikiqat zəncirli qırılmasını əhatə edir. Bu kəsmənin 5' ucları (hər istiqamətdə bir) 3' tək telli çıxıntılar yaratmaq üçün bir qədər deqradasiya edilir. Bu, homoloji kəsilmiş xromosomun itkin hissəsi üçün şablon rolunu oynayan bir xromosomdan olan bir zəncirlə Holliday birləşmələrinin meydana gəlməsinə səbəb olur. Bu, göstərildiyi kimi, krossoverli və ya krossoversiz iki yoldan biri ilə həll edilə bilər (Şəkil (PageIndex{17})).

Rekombinasiya paxitendə başlanır və diplotendə tamamlanır, bu zaman sinaptonemal kompleks parçalanır. Xromatidlər ayrılmağa başladıqda, bəzi rekombinasiya yerlərində xiasmatlar aydın olur. Profaza başa çatdıqda, xiazmata xromosomların mərkəzindən uclarına qədər həll olunur.

Hüceyrə meyotik profilaktika I-dən meyotik metafaza I-ə keçdikcə, mitoz və meyoz arasındakı başqa bir fərq ortaya çıxır: xromosomlar metafaza lövhəsində cüt deyil, tetradlar şəklində düzülür. Bu səbəbdən, anafazada bir-birindən ayrıldıqda, bacı xromatidlər dəstləri əks qütblərə ayrılır. Əlbəttə ki, rekombinasiyaya görə bacı xromatidlərin hələ də eyni olma ehtimalı azdır.

Adi anafaza və telofazadan sonra hüceyrə parçalanır və dərhal qız hüceyrələr ikinci mayoz bölünməyə başlayır (Şəkil (PageIndex{18}), sağ tərəf). Bəzi hüceyrə tiplərində xromosomlar meyotik telofaza I-də dekondensasiya olunmur, lakin əgər varsa, meyotik profilaktika II-də yenidən kondensasiya olunur. Profaza II eyni şəkildə davam edir mitotik profilaktika, sinaptonemal komplekslərin əmələ gəlməsi və ya rekombinasiyası yoxdur. Metafaza II-də bacı xromatidlər eynilə mitozda olduğu kimi metafaza lövhəsi boyunca düzülür, baxmayaraq ki, indi hüceyrədə cəmi 2n xromosom var, mitozda isə 4n olardı (çünki DNT çoxaldı). Yenə bölmənin qalan hissəsini demək olar ki, mitoz kimi tamamlayaraq, anafaza II-də bacı xromatidlər bir-birindən ayrılır, telofazada II nüvə reformları baş verir və son sitokinez meioza daxil olan orijinaldan cəmi dörd hüceyrə yaradır, hər birində 1n xromosomlar.

Yumurta hüceyrələri, genetik və toplu material donorları olaraq, böyük olmalıdır, ancaq genetik donorlar kimi, sperma hüceyrələri deyil. Aşağıdakı diaqram yumurta hüceyrələrinin nəslini təsvir edir. Meyotik hadisədən yalnız bir oosit əmələ gəlir; digər üç qız hüceyrə qütb cisimləri adlanır və o qədər az sitoplazmik material ehtiva edir ki, onlar yalnız qısa müddətə canlıdırlar. Oositlər üçün birinci meyotik bölünmədə sitoplazmanın asimmetrik paylanması meyotik milin mərkəzdə deyil, hüceyrənin periferiyasında yerləşməsi ilə əlaqədardır. Milin mərkəzi sitokinez üçün kontraktil halqanın mövqeyini təyin etdiyi üçün bu, qeyri-bərabər ölçülü qız hüceyrələrinə gətirib çıxarır.

Çox kiçik spermanın əmələ gəlməsi tamamilə fərqli bir mexanizmdir. Spermatogenezin meyotik mərhələlərində hüceyrə bölünmələri bərabər olur, meyotik mil hüceyrənin mərkəzinə uyğunlaşdırılır və hüceyrələr mitoz keçirmiş orta hüceyrə kimi bərabər miqdarda sitoplazmaya malikdir. Sadələşdirilmiş, minimal sitoplazmalı yetkin sperma post-meyotik differensiasiyanın məhsuludur, burada bayraq quyruğu əldə edir və sitoplazmik materialının çoxunu xaric edir, bayraqları gücləndirmək üçün yalnız bəzi mitoxondriyaları və akrosomal vezikülləri saxlayır. yumurtaya çatmaq və onunla birləşmək (yəni mayalandırmaq) üçün lazım olan fermentlər və digər molekullar.

Bütün orqanizmlər insana bənzər yumurta və sperma mexanizmi ilə, yəni gametik meiozla çoxalmır. Yalnız təsvir edildiyi kimi, gametik meiozun həyat dövründə, meiosis haploid gametləri əmələ gətirir, daha sonra diploid ziqota çevrilmək üçün birləşir / döllənir. Zigota çoxhüceyrəli diploid orqanizmə çevrilir və cinsi yetkinliyə çatdıqdan sonra meioz yolu ilə daha çox haploid gametlər yarada bilər. Yeganə çoxhüceyrəli vəziyyət diploid, gametlər isə haploiddir.

Ümumi variasiya bütün bitkilərdə və bir çox yosun növlərində istifadə olunan sporik meiozdur. Bu istifadədə "spor" sadəcə olaraq hərəkətsiz bakteriyalar olan bakterial endosporlara deyil, eukaryotik sporlara aiddir. Sporik meiosis birbaşa gamet istehsal etmir. Bunun əvəzinə, meiosis haploid çoxhüceyrəli orqanizmlərdə mitozla inkişaf edə bilən haploid sporlar istehsal edir. Bu orqanizmlər (qametofitlər adlanır) mitoz yolu ilə (hələ də haploid) gametlər istehsal edə bilər, birləşdikdə/mayalandıqda diploid ziqot əmələ gətirir. Bu ziqot daha sonra sporofit adlanan diploid çoxhüceyrəli formaya çevrilə bilər. Nəhayət, sporofit mayoz yolu ilə daha çox spor yarada bilir.

Bu növ həyat dövrünün nümunəsi və mayozun rolu mamırdadır. Mamırın gövdəsi kimi düşündüyümüz şey əslində haploid sporun mitotik bölünməsi nəticəsində əmələ gələn haploid hüceyrələrdən ibarət gametofitdir. Bu gametofitlər distal uclarında xüsusi strukturlarda ya sperma, ya da yumurta əmələ gətirir və lazımi şəraitdə (məsələn, yağış) sperma yumurtalara daşınır və mayalanma baş verir. Döllənmiş (diploid) yumurta indi mitotik bölünmə və sporofitə diferensiasiya yolu ilə inkişaf edir. Bu halda, sporofit mamırın ucunda ixtisaslaşmış reproduktiv quruluşdur və eyni zamanda diploiddir. Sporofitin ucunda haploid sporlar yaratmaq üçün mayozun baş verdiyi sporangium var. Sporlar daha sonra səpələnə bilər (külək və ya yağışla) və bölünərək və yeni bir gametofit əmələ gətirməklə dövrə yenidən başlaya bilər.


Videoya baxın: Hujayra ixtisoslashuvi differensiatsiyasi. Rivojlanish biologiyasi. Biologiya (Noyabr 2022).