Vysvětlíme, co je meióza a z čeho se skládá každá její fáze. Také co je mitóza a její rozdíly od meiózy.
Co je meióza?
Meióza je jedním ze způsobů, jak dělit buňky, který se vyznačuje tím, že dává vzniknout buňky dcery geneticky odlišné od buňky, která je vytvořila. Tento typ buněčného dělení je klíčový sexuální reprodukci, protože prostřednictvím meiózy se organismy produkují své gamety nebo pohlavní buňky. Nový jedinec, který vznikne spojením dvou gamet (jedna samec a jedna samice), bude mít a genetický materiál odlišná od rodičů, která vzniká jejich kombinací.
Meiosis (z řečtiny meioum, pokles) sestává z dělení diploidní buňky (2n), tedy opatřené dvěma sadami chromozomy aby vznikly čtyři haploidní buňky (n), opatřené jedinou sadou chromozomů, což je polovina genetické zátěže původní buňky.
V zvířat (včetně lidská bytost) většina buněk v těle je diploidní a nazývá se somatické buňky. Pouze v zárodečné tkáni jsou speciální buňky, z nichž prostřednictvím meiózy vznikají haploidní buňky. Tyto haploidní buňky jsou gamety nebo reprodukční buňky, které se podílejí na sexuální reprodukci, to znamená, že jsou to spermie (samčí gamety) a vajíčka (samičí gamety).
Když se spermie a vajíčko během oplodnění navzájem spojí, každý z nich se podílí polovinou na genetické zátěži nového jedince, která se vytvoří v důsledku tohoto spojení. Obě haploidní sady každé gamety se tedy spojí a vytvoří kompletní diploidní sadu, která je genomem nově vzniklého nového jedince.
Meióza je nezbytný proces před pohlavním rozmnožováním, protože během tohoto procesu se tvoří gamety. Meióza je však také součástí komplexních životních cyklů řas, houby a dalších jednoduchých eukaryot, aby se dosáhlo určité generační střídání, reprodukce svých buněk v sexuální Y nepohlavní v různých fázích.
Meiózu objevil v 19. století německý biolog Oscar Hertwig (1849-1922) na základě svých studií s vajíčky ježovky. Od té doby postupně výzkum přispěli k pochopení tohoto procesu do větší hloubky a k pochopení jeho zásadní důležitosti vývoj z vyšších forem život.
Viz také:Eukaryotická buňka
Fáze meiózy
Meióza je a proces komplex, který zahrnuje dvě různé fáze: meiózu I a meiózu II. Každá z nich se skládá z několika fází: profáze, metafáze, anafáze a telofáze. To si zaslouží podrobnější studii:
- Meióza I. Dochází k prvnímu diploidnímu buněčnému dělení (2n), známému jako redukční, protože vede k buňkám s polovičním genetickým zatížením (n). Meióza I se liší od meiózy II (a mitózy), protože její profáze je velmi dlouhá a v jejím průběhu se homologní chromozomy (identické, protože jeden pochází od každého rodiče) párují a rekombinují za účelem výměny genetického materiálu.
- Profáze I. Je rozdělena do několika kroků. V prvním kroku se DNA připravuje se kondenzací do chromozomů a stává se viditelnou. Poté jsou homologní chromozomy sestaveny do párů a tvoří tak komplex, ve kterém si vyměňují genetický materiál. Tento proces je známý jako genová rekombinace. Nakonec se chromozomy oddělí, i když v některých bodech zůstávají spojené: to jsou body, kde došlo k rekombinaci genů. Kromě toho, obálka jádro a v buňce vzniká jakási dělicí čára.
- Metafáze I. Bivalentní chromozomy (každý se skládá ze dvou chromatid, proto se jí také říká tetráda) jsou uspořádány v ekvatoriální rovině buňky a jsou připojeny ke struktuře tvořené mikrotubuly zvané achromatické vřeténka.
- Anafáze I. Homologní chromozomy každého bivalentu (každý sestává ze dvou sesterských chromatid) se od sebe oddělují, tíhnou k jednomu pólu buňky a tvoří dva haploidní póly (n). Náhodná genetická distribuce již byla provedena.
- Telofáze I. Skupiny haploidních chromozomů dosahují pólů buňky. Znovu se vytvoří jaderný obal. The plazmatická membrána odděluje a dává vzniknout dvěma haploidním dceřiným buňkám.
- Meióza II. Známá jako duplikativní fáze, podobá se mitóze: dva celí jedinci jsou tvořeni duplikací DNA.
- Profáze II. Haploidní buňky vytvořené v meióze I kondenzují své chromozomy a porušují jaderný obal. Znovu se objeví achromatické vřeteno.
- Metafáze II. Stejně jako dříve chromozomy inklinují k ekvatoriální rovině buňky a připravují se na nové dělení.
- Anafáze II. Sesterské chromatidy každého chromozomu se oddělí a jsou přitaženy k opačným pólům buňky.
- Telofáze II. Každý z pólů buňky přijímá haploidní sadu chromatid, které jsou přejmenovány na chromozomy. Znovu se vytvoří jaderný obal, po kterém následuje rozdělení cytoplazma a vznik buněčné membrány výsledkem jsou čtyři haploidní buňky (n), každá s odlišnou distribucí kompletního genetického kódu jedince.
Meióza a mitóza
Rozdílů mezi mitózou a meiózou je několik:
- Mitóza je spojena s asexuální reprodukcí. Mitóza spočívá v dělení původní buňky na dvě geneticky identické dceřiné buňky. Mitóza se používá jako mechanismus v různých typech nepohlavní reprodukce, při které organismus produkuje buněčné „klony“, aniž by přidával rozmanitost do genetického fondu. Na druhé straně meióza je požadovaný proces při přípravě na sexuální reprodukci a na rozdíl od mitózy umožňuje vysokou genetickou rekombinaci.
- Mitóza je spojena s procesy růstu a vývoje. Mnohobuněčné organismy využívají mechanismus mitózy k udržení a obnově svých struktur Tento typ buněčného dělení umožňuje v průběhu vývoje a růstu jedince přidávat nové buňky a nahrazovat staré a opotřebované buňky po celý život organismu.
- Mitóza vytváří dvě dceřiné buňky. Jak diploidní, tak identické. Meióza na druhé straně produkuje čtyři potomkové buňky, ale všechny haploidní a odlišné od sebe navzájem a od buňky, která ji vytvořila.
- Mitóza zachovává DNA. Mitóza je mechanismus pro zachování neporušeného genetického materiálu (i když k nim může dojít mutace náhodně během procesu), zatímco meióza jej podrobuje rekombinačnímu procesu, ve kterém mohou nastat chyby, ale který také obohacuje genom a umožňuje vytvoření zvláště úspěšných řetězců. Meióza je v určitém okamžiku z velké části zodpovědná za genetické variace mezi jednotlivci.
Více v:Mitóza