Meióza v exkluzivním případě eukaryotických gametocytů k produkci haploidních gamet nebo zárodečných buněk. Stádia meiózy lze obecně rozdělit do dvou kroků – meióza I a meióza II.
Meióza je typ buněčného dělení, které produkuje haploidní gamety v primárních reprodukčních orgánech většiny eukaryot. Meiózní stadia snižují hladinu ploidie gametocytu na polovinu. Jedná se o nezbytný krok, protože gamety potomstva přispívají oba rodiče.
Na rozdíl od mitotického dělení mají dceřiné buňky vzniklé po meiotickém dělení pouze poloviční počet chromozomů než buňky rodičovské. Ve stádiích meiózy jedno kolo replikace DNA následují dva různé typy segregačních procesů. Prodloužená meióza je běžná u rostlin a zvířat.
V případě, že k redukci genomu nedochází ve stádiích meiózy, potomci rodiče s číslem 2n chromozomů by nakonec mělo 4n počet chromozomů. To by vedlo k speciace potomků od jejich rodičů místo propagace rodičovského genomu. Také během meiózy, křížení nebo rekombinace genetického materiálul mezi homologními chromozomy nastává následovaný nezávislý sortiment. Proto, meióza je nezbytný proces pro zachování druhové rozmanitosti.
Schéma fází meiózy
Jak identifikovat stadia meiózy ?
Meióza I
Meióza I je také známá jako redukční dělení, protože v tomto procesu diploidní (2n) buňky dávají po buněčném dělení vzniknout haploidním (n) buňkám. Buňka vstupuje do meiózy I po G1 a S fázi. V G1 fázi se buňky aktivně podílejí na transkripci a translaci proteinu zapojeného do buněčného růstu. Fáze S zahrnuje replikaci chromozomů. G2 fáze obvykle chybí ve stádiích meiózy.
Meióza I se skládá z Profáze I, Metafáze I, Anafáze I a Telofáze I. Mezi tyto kroky patří: Profáze I lze dále rozdělit na pět odlišných kroků.
Profáze I
Tento krok je výhradně pro meiózu I kde, dochází ke křížení mezi homologními chromozomy v chiasmatách tvorbou synaptonemálního komplexu. Homologní chromozomy, nazývané také bivalenty nebo tetrády, přispívají oba rodiče.
leptoten
- Po duplikaci sesterských chromatid v interfázi přechází diploidní buňka do leptotenového stadia.
- Na počátku leptotenu, konce chromozomů se začnou připojovat k vnitřní membráně jaderného obalu.
- Projekt chromatinová síť začíná kondenzovat do chromozomů ale nejsou zřetelně viditelné.
- Sesterské chromozomy jsou spolu vázány v centromeře a jak se říká sesterské chromatidy.
- V pozdním leptotenu, konce chromozomů se shlukují v oblasti, která dává této etapě název "fáze kytice'.
- Toto uspořádání pomáhá při tvorbě synaptonemálních komplexů mezi homologními chromozomy.
zygoten
- Zahájení synapsi označuje začátek této fáze.
- Homologní pár chromozomů podstoupit synapse k tvoří synaptonemální komplex.
- Konce homologních chromozomů se z obou konců přibližují jako zip, na vnitřní membráně jaderného obalu.
- Homologní chromozomy se k sobě vážou pomocí synaptonemální komplexy.
- Body připojení se nazývají chiasmata.
- Se nazývají bivalenty (protože jsou přítomny 2 homologní chromozomy) nebo tetrády (protože jsou přítomny 4 sesterské chromatidy).
Synaptonemální komplexy jsou třídílný proteinový struktury které se skládají z a centrální prvek vložený mezi boční prvky. Centrální prvky a dva postranní prvky jsou uspořádány vzájemně rovnoběžně, takže připomínají koleje, protože centrální prvky jsou složeny z příčných vláken které interagují s bočními prvky na obou stranách. Na druhé straně každý laterální element interaguje se sesterskými chromatidami.
Boční prvky hrají důležitou roli v různých procesech od kondenzace chromozomů, sestavování příčných vláken a prevence progrese sesterských chromatid s dvouvláknovými zlomy (nebo DSB) do rekombinačních fází.
Pachytene
- Projekt nesesterské chromatidy homologních chromozomů je připojeno v některých oblastech nazývaných chiasmata, kde, překračující nebo dojde k rekombinaci.
- Frekvence rekombinace je různá po celé délce chromozomu.
- Ty s vysokou frekvencí rekombinací se nazývají horká místa zatímco ty s nízkou frekvencí rekombinací se nazývají chladná místa.
Dvouvláknové zlomy specifické pro meiózu (DSB) jsou zodpovědné za zahájení rekombinace, což jsou dvouvláknové zlomy v DNA, které jsou záměrně způsobené meiotickými buňkami. Tyto záměrné přestávky jsou usnadněno proteiny spo11 které byly evolučně konzervovány a jsou nedílnou součástí procesu rekombinace u většiny organismů včetně savců. Tyto proteiny spo11 jsou vysoce regulovány buňkami na velmi krátkou dobu během fází meiózy, protože dvouvláknové zlomy, které vytvářejí, jsou pro buňku nebezpečné.
Tyto dvouvláknové zlomy jsou zodpovědné za několik hraje důležitou roli při přechodu mezi homologními chromozomy a jejich segregace. Dvouřetězcové zlomy usnadňují tvorbu chiasmat mezi homologními chromozomy, když jsou tyto přerušené řetězce spojeny během synapse.
Diploten
- V této fázi degradace synaptonemálních komplexů začíná ale homologní chromozomy stále zůstávají připojeny na chiasmata.
Diakineze
- Projekt tetrády jsou zřetelně viditelné v této fázi v důsledku další kondenzace chromozomů.
- Pod mikroskopem mohou tyto tetrády vypadat jako tyčinky a ovály nebo mít tvar diamantu.
- Takové tvary jsou výsledkem chiasmata kde jsou homologní chromozomy stále připojeny.
- Chromozomy se oddělují od jaderného obalu.
- Nukleoly a jaderná membrána se na konci této fáze rozpadají a mizí.
- Začíná tvorba vřetenových vláken z centrosomů, které se duplikovaly v S fázi.
Metafáze I
- Projekt homologní chromozomy se zarovnají podél rovníku buňky, kolmo k pólům.
- Vřetenová vlákna nebo kinetochorová vlákna se připojují k centromeře každého homologního chromozomu z opačných pólů tak, že každý je nechat se odtáhnout opačnými směry.
- Tyto homologní chromozomy se třídí nezávisle, protože procházejí náhodnou separací.
Anafáze I.
- Kontrakce ve vláknech vřeténka nebo kinetochorových vláknech odděluje homologní chromozomy v chiasmatách.
- Nezávisle roztříděné chromozomy se pohybují směrem k opačným pólům, což vede k redukčnímu dělení diploidní buňky.
- Sesterské chromatidy nebo dyády zůstávají spojené dohromady během profáze I pomocí Rec 8 kohesinu.
- Rec 8 cohesin zabraňuje separaci sesterských chromatid vazbou na jejich centromery.
- Projekt buňky se prodlužují na pólech připravit se na cytokinezi.
- Pod mikroskopem lze pozorovat sesterské chromatidy nebo dyády ve tvaru V nebo T, který se nachází v prostoru mezi rovníkem a periferií buňky.
Telophase I.
- V tomto stádiu, sesterské chromatidy nebo dyády se shromáždí na pólech.
- Vlákna vřeténka se začnou rozpadat a chromozomy začnou dekondenzovat.
- Kolem chromatinové sítě se začíná objevovat jaderná obálka.
- Vzniká cytokineze 2 haploidní dceřiné buňky.
- Tato fáze je snadno odlišitelné od anafáze dělení mitotických buněk protože tady, sesterské chromatidy zůstávají po oddělení pohromadě zatímco při dělení mitotických buněk jsou to sesterské chromatidy nebo dyády, které se oddělují.
Meióza II
Meióza II je srovnatelně podobné mitotickému dělení kde při mitotickém dělení diploid podstoupí duplikaci a dělení chromozomů, ale ve stádiích meiózy haploidní buňka podstoupí duplikaci a dělení chromozomů. Protože motivem meiózních stadií je snížit počet chromozomů na polovinu, dyády nebo sesterské chromatidy nepodléhají duplikaci při cytokinezi po telofázi meiózy I..
Profáze II
- Projekt chromatinová vlákna začnou kondenzovat znovu.
- Jaderný obal se znovu rozpadá.
- Centrioly se posunou k pólům a začíná tvorba vřetenových vláken.
Metafáze II
- Chromozomy migrují a vyrovnávají se na rovníku buňky, kolmo k pólům.
- Vřetenová vlákna z pólů se vážou na společnou centromeru sesterských chromatid a odtahují je od sebe v opačném směru.
Anafáze II
- Sesterské chromozomy které se dříve nazývaly sesterské chromatidy a začínají se pohybovat směrem ke svým určeným pólům.
- Rec 8 kohesin mizí v důsledku delece genu.
- Tato fáze vypadá podobně jako mitotická anafáze pod mikroskopem.
Telofáze II
- Chromozomy podléhají dekondenzaci a odvíjení k vytvoření chromatinové sítě.
- Vlákna vřetena se začínají rozpadat, zatímco se začíná objevovat jaderný obal.
- Nucleolus se v této fázi znovu objeví spolu s jádrem.
- Dochází k cytokinéze a výsledkem je 4 haploidní dceřiné buňky.
- Takový haploidní dceřiné buňky od obou rodičů sejít se při oplodnění k produkují rekombinantní diploidní zygotu.
Stupně meiózy pod mikroskopem
Meióza I
Meióza I se skládá z Profáze I, Metafáze I, Anafáze I a Telofáze I. Mezi těmito kroky lze Profázi I dále rozdělit do pěti odlišných kroků. Každá fáze může být identifikována pod mikroskopem, protože má některé odlišné rysy.
Profáze I
V této fázi dochází k překřížení mezi homologními chromozomy, po kterém následuje nezávislý sortiment homologních chromozomů v pozdní profázi I.
leptoten
- Konce chromozomů se začnou připojovat k vnitřní membráně jaderného obalu.
- Chromatinová síť začne kondenzovat, ale chromozomy ještě nejsou zřetelně viditelné.
- Na konci leptotenu chromozomy zaujmou zvláštní uspořádání zvané „fáze kytice".
zygoten
- Chromozomy jsou stále připojeny k vnitřní jaderné membráně
- Projekt homologní chromozomy se začnou párovat.
- Vznikají synaptonemální komplexy mezi těmito homologními chromozomy.
- Chiasmata se tvoří v místě připojení.
- Nyní se tyto páry homologních chromozomů nazývají tetrády nebo bivalenty.
Pachytene
- Dochází ke křížení v této fázi.
Diploten
- Přecházení se zastaví v této fázi a synaptonemální komplexy degradujíe ale páry homologních chromozomů zůstávají k sobě připojeny v chiasmatách.
Diakineze
- Projekt bivalenty nebo tetrády nebo pár homologních chromozomů jsou dobře viditelné v této fázi, protože došlo k dostatečné kondenzaci chromozomů.
- Oni berou tvar tyčí, oválů a diamantů pod mikroskopem.
- Tetrady zaujímají tyto zvláštní tvary díky jejich přichycení na chiasmata.
- Například, pokud mají homologní chromozomy na obou koncích chiasmata, mohou mít tvar kosočtverce.
Metafáze I
- Tetrady nebo bivalenty se zarovnají na rovníku buňky.
- V rané metafázi I, homologní páry začnou se pohybovat směrem k rovníku a tak jsou vidět rozptýlené blízko rovníku.
- Pod mikroskopem, v pozdní metafázi I, všechny homologní páry budou shromážděny a uspořádány do řady v rovníkové rovině buňky.
Anafáze I.
- Projekt tetrády lze vidět se vzdalují od rovníku buňky směrem k opačným pólům.
- Projekt homologní páry chromozomů nabývají tvarů V nebo T při odtahování vlákny vřetena.
- V této fázi dyády nebo sesterské chromozomy jsou také zřetelně viditelné.
- Pouze poloviční počet chromozomů lze pozorovat mezi rovníkem a póly na obou stranách buňky.
Telophase I.
- Polovina počtu chromozomů (dyád nebo sesterských chromatid) se agreguje na každém z opačných pólů.
- Projekt chromozomy dekondenzují a dávají vlnitý vzhled v pozdní telofázi I.
Meióza II
Ve druhém meiotickém dělení je proces hodně podobný tomu u mitotických dělení.
Profáze II
- Vzhledem k tomu, chromozomy začnou kondenzovat v této fázi, lze pozorovat v buňce.
Metafáze II
- Chromozomy jsou vidět zarovnané na ekvatoriální rovině buňky.
- Na některých snímcích chromozomy lze vidět uspořádané kruhovým způsobem v buňce, která se vyskytuje kvůli průřez řezání buňky během přípravy sklíčka.
Anapahse II
- Sesterské chromozomy jsou patrné mezi rovníkem a pólovou oblastí na obou koncích buňky, když jsou odtáhly od sebe v jejich centromerách.
- Jako tato fáze vypadá velmi podobně jako anafáze mitotického děleníodlišení těchto dvou může představovat problém.
Telofáze II
- Nucleolus se znovu objeví a je vidět v této fázi uvnitř vyvíjející se jaderné membrány na dvou pólech.
- Chromozomy nejsou zřetelně viditelné, protože jsou v procesu dekondenzace.
- Počet sesterských chromozomů shromážděných na opačných pólech se rovná celkovému počtu chromozomů buňky.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Meióza nejen zajišťuje propagace správného počtu chromozomů z jedné generace na druhou, ale také umožňuje rekombinaci homologního páru chromozomů v pse nevyskytují buňky. Rekombinace pomocí křížený a nezávislý sortiment zajišťuje, že potomstvo je kříženec obou rodičů a má stejná příležitost získat geny od obou rodičů a také každý z jejich homologních chromozomů.
Také čtení:
- Příklady houbových parazitů
- Lýza v buněčné stěně
- Vlastnosti motýlů
- Příklady červených řas
- meiosis
- Chemiosmóza v chloroplastech
- Příklad metabolického enzymu
- Je replikace DNA obousměrná
- Příklady fytoplanktonu
- Mají prokaryotické buňky buněčnou stěnu
Ahoj…já jsem Tulika Priyadarshini a dokončila jsem magisterské studium biotechnologie. Psaní mi dává duševní klid a uspokojení. Třešničkou na dortu je sdílení znalostí, které tím získám. Moje články se týkají Lifesciences, Biologie a Biotechnologie. Pojďme se připojit přes LinkedIn-