Meiosis elmagyarázta! Funkció, feladat, betegségek; Rendellenesség
A meiózis olyan folyamat, amely túlmutat a puszta sejtosztódáson, és amelynek célja a csírasejtek képződése. A meiózist kromoszómás élőlényeknek tartják fenn.
Feladata a reprodukcióhoz felhasználható sejtek létrehozása. A meiózis jelentős szerepet játszik az utódok későbbi genetikai felépítésében. Ez a folyamat ennek megfelelően létfontosságú és érzékeny a zavarokra.
Az alábbiakban megtalálja, hogy mely funkciókat és feladatokat látja el, milyen előnyöket tapasztalhat, milyen működési zavarok fordulhatnak elő, valamint minden egyéb fontos információt a témáról.
Mi a meiózis?
A meiózis megértése érdekében először tisztázni kell néhány további kifejezést:
- Mitózis: Sejtosztódás és a genom duplikációja
- Diploid: Kromoszómák kettős halmaza (2n)
- Haploid: Kromoszómák egyetlen csoportja (1n)
- Csírasejt: Spermium és petesejt (állatoknál)
- Kromoszómák: Az a forma, amelyben a genetikai anyag jelen van a sejtmagban a sejtosztódási folyamatok során
- Kromoszóma készlet: Egyedi kromoszómák halmaza
A meiózis olyan folyamat, amely osztódási és redukciós folyamatok révén csírasejteket generál az őssejtekből, amelyek születésük óta keletkeztek. Egy sejttel kezdődik, amely normális kromoszómakészletet tartalmaz az élőlények számára (2n emberben). Az első sejtosztódást megelőzi a genom megduplázódása. Az összes kromoszóma megduplázódik, és fele a sejt egyik végébe mozog. Ez aztán megoszt.
Ezek a leánysejtek, amelyek most 2n-t tartalmaznak, újra közvetlenül megosztódnak. Most négy leánysejted van, amelyek mindegyikének egyszerű kromoszómacsoportja van. Emberben ez általában 23 kromoszóma halmaznak felel meg.
Néhány állatfaj és néhány növényfaj esetében ez nincs annyira szigorúan szabályozva. A csírasejt típusától függően különböző számú kromoszóma-készlet lehet, és különböző, különböző számú kromoszóma-készletű csírasejtek is felhasználhatók a szaporodás során.
Meiózis nőknél
Mivel a nő csírasejtjei különösen nagy sejtek - a petesejtek hatalmasak a spermához képest -, a meiózisnak is létre kell hoznia ezeket a sejteket.
Itt az a helyzet, hogy az első osztódás során két különböző méretű sejt keletkezik. Az egyik szinte a teljes sejtplazmát (és így a szükséges sejtes készülékek, például mitokondriumok, Golgi-készülékek stb.) Nagy részét megkapja, a másik pedig nagyon kicsi marad.
Ezután megtörténik a másodosztály. A nagyobb sejt ismét aszimmetrikusan oszlik meg - az eredmény egy nagy, túlélésre képes petesejt, amelyet csírasejtként használnak, és három kicsi, úgynevezett poláris test, amelyeket a test lebont.
Ez evolúciós és összefügg azzal a ténnyel, hogy az újonnan létrehozott élet első sejtosztódása a nőben történik. A petesejt rendelkezik az első osztódáshoz szükséges erőforrásokkal. Mivel nem kell elhagynia a női testet, nem kell olyan kicsi és rugalmas, mint a spermium.
Meiózis férfiaknál
A férfiak meiózisa valójában négy funkcionális csírasejtet termel, amelyek mindegyike kissé eltérő genetikai felépítésű. Mind a négynek azonban általában egyetlen, teljesen ép kromoszóma-halmaza van.
A sperma sokkal mozgékonyabb és kisebb, mint a petesejtek. Ezenkívül egy életen át és nagyobb mennyiségben képződnek, mint a petesejtek.
I., II. És III. Szakasz
A meiózis fázisai: meiózis I és meiózis II
Közben Meiózis I. a kromoszómák rekombinálódnak. Ez azt jelenti, hogy mindkét szülő kromoszómáit homológ párjuk szerint részben összerakják, keresztezve. Az eredmény azonos alakú kromoszómák, amelyek most egyesítik mindkét szülő allélját.
A normális sejtosztódási folyamat során maguk a kromoszómák két kromatidájukra bomlanak (amelyeket a centromér köt össze). Ez azonban nem vonatkozik az I. meiózisra.
Ban,-ben Meiózis II a kromoszómákat ezután az osztódás előtt visszahelyezik a sejt egyenlítői síkjára. Ez előtt nem duplázódnak meg. Ezúttal a centromérákat is lebontják, így minden leánysejt végül egyetlen kromoszóma-készletet tartalmaz.
Funkciók és feladatok
A meiózis több feladatot is ellát. Egyrészt a redukció ilyen formája megakadályozza, hogy a kromoszóma készletek minden generációban megkétszereződjenek. Biológiai szempontból ez nem valósítható meg, és a megduplázódott kromoszómasorozattal rendelkező utódok általában nem is életképesek, mint zigóták.
Ezért fontos, hogy mindkét szülő csak a kromoszómák felét hozza be. Mivel azonban ez a fél kromoszóma amúgy az összes szükséges gént tartalmazza, nem az a helyzet, hogy minden szülő csak bizonyos kromoszómákkal járul hozzá. Mindkét szülő teljes készlettel járul hozzá, és mindkét halmaz újraegyesül a zigótában, hogy diploid kromoszómakészletet képezzen.
Ezenkívül a meiózisnak van még egy evolúciós szempontból jelentős előnye. Mivel ugyanazon génnek különböző változatai léteznek - az allélokról beszélünk -, a populáció egyedei jobban vagy rosszabbul alkalmazkodnak a környezetükhöz. Az evolúció folyamata egyébként is elősegíti a genetikailag kedvelt egyének és utódaik túlélését.
A genetikai változatok szélesebb köre rugalmasabbá teszi az egyént. Ezt a nagyobb genetikai sokféleséget az I. meiózis során az apa és az anya kromoszómáinak átfedése, valamint a részek egymáshoz való cseréje biztosítja.
Előnyök és fejlesztés
Ezeknek a genetikai rekombinációknak van néhány előnye, például:
- Diverzifikáltabb immunrendszer
- Az erőforrások szűkösségéhez való jobb alkalmazkodás
- Kombinált optikai jellemzők
- Szagú anyagok alapján történő azonosíthatóság mindkét szülő számára
Ezenkívül a diploid kromoszómák halmazának megvan az az előnye, hogy a gén hibás és kevésbé hatékony területeit áthidalhatja a jobb változat. Ily módon az előnyös gének nemzedékről nemzedékre történő dominancia révén is érvényesülhetnek.
Ezenkívül a csírasejtben előforduló véletlenszerű mutációk okozzák az új genetikai változatok hozzáadását. Ha a mutáció pozitív - vagyis előnye van - továbbadható. Ha ez kedvezőtlen, nem valószínű, hogy megtörténik.
Betegségek és működési zavarok
A meiózissal kapcsolatos betegségek, működési zavarok és panaszok
A meiózis legnagyobb előnye, nevezetesen a kromoszóma halmazok felére csökkentése és új genetikai variánsok egyidejű létrehozása szintén a legnagyobb hátrány.
Végül is a kromoszómák egyetlen halmaza, akárcsak a csírasejtekben, nagyobb hibakockázatot jelent. A test már nem tudja eltávolítani a károsodásokat kromoszómák homológ sorozatával.
A férfiak nemi kromoszómái (X és Y) különösen érzékenyek, mert ezek alkotják az egyetlen kromoszómapárt, amely nem homológ. Az X kromoszóma károsodását csak részben tudja kompenzálni az Y kromoszóma és fordítva.
Meiózis kudarc
A meiózis során felmerülő betegségek
Mivel a meiózis annyira sérülékeny, egyes betegségek itt gyökerezhetnek, vagy a folyamat során felmerülhetnek.
Ide tartoznak például:
- Down-szindróma: 21. triszómia
- Patau-szindróma: 13. triszómia
- Edwards-szindróma: Trisomy 18
- Különféle hibák a nemi kromoszómák számában
- Különböző gének, amelyek helytelenül vagy egyáltalán nem működnek
Triszómiák és szindrómák
A Down-szindróma valószínűleg a legismertebb képviselő. Az érintettek a fej környékének deformációitól, szervkárosodástól és csökkent intelligenciától szenvednek. Várható élettartamuk alacsonyabb, mint az egészséges embereké. A Down-szindróma akkor fordul elő, ha van egy extra kromoszóma (21.) a genomban.
Más triszómiák is súlyos szövődményekhez vezetnek a szülés során. Mindannyiukban az a közös, hogy óriási hatással vannak az emberi fejlődésre. A legtöbb triszómia azonban annyira súlyos, hogy egy élőlény nem élhet velük.
A részleges triszómiákat meg kell különböztetni ettől. Részeik vannak egy felesleges kromoszómában. Ennek különböző hatásai lehetnek, attól függően, hogy mit kódolnak e kromoszómák génjei. Anyagcserezavarok, növekedési rendellenességek és súlyos hatások lehetségesek.
A nemi kromoszómák feleslege viszont nem olyan ritka. Gyakran nem találhatók meg, mert gyakran nem okoznak súlyos szövődményeket. Az érintett személyek (különösen a férfiak) gyakran valamivel észrevehetőbb testalkattal, kissé csökkent intelligenciával vagy a nemi szervek eltérő kifejeződésével rendelkeznek.
A nemi kromoszóma a nőknél is teljesen hiányozhat. Az érintettek Ullrich-Turner-szindrómában szenvednek. Növekedésük kisebb, a női nemi szervek fejletlenek és többnyire sterilek.
Fordítva, van triplo-X szindróma. Gyakran nem ismerik fel. Az egyetlen hatás a csökkent intelligencia és termékenység lehet.
Számos egyéb, a nemi kromómához kapcsolódó betegséget említenek itt:
- Klinefelter-szindróma (egy vagy több extra X kromoszóma férfiaknál)
- XYY-szindróma (kevés hatás)
- Egynél több Y-kromoszóma (meddőség, értelmi fogyatékosság, ritkán szervkárosodás)
A részben hibásan elhelyezkedő gének, hiányzó darabok vagy felesleges darabok, amelyek hamisan kapcsolódtak a meiózis során, különböző hatásokkal járhatnak. Mivel a gének általában fehérjéket kódolnak, különösen a növekedés és az anyagcsere károsodhat. Ennek számos módja van. Ismét az érintettek gyakran nem fognak megtudni róla.
Gyakran feltett kérdések és válaszok
Itt talál választ a meiózissal kapcsolatos gyakran feltett kérdésekre.
Minden élőlény gyakorolja a meiózist?
Nem. A meiózis minden olyan élőlényben előfordul, amely nemi úton szaporodik. A klónozási folyamatok, például a baktériumok kibontakozása vagy osztódása nem igényelnek meiózist. A baktériumoknak - amelyek a prokariótákhoz tartoznak - szintén nincsenek kromoszómák.
Mennyi a kromoszómák pontos száma a meiózis során az embereknél?
A meiózis egy olyan sejtvel kezdődik, amelyben az összes kromoszóma kétszer van jelen. Ez az arány megduplázódik. Most 92 kromoszómája van. A rekombinációt ebben a fázisban is végezzük. Az első osztódás megtörténik, és két lánysejtet kap, mindegyik 46 kromoszómával. A második osztódás két sejtet eredményez, mindegyik 23 kromoszómával.
A meiózis hibái által okozott betegségek gyógyíthatók-e?
Nem. Mert ami a meiózis során keletkezik, az egy egész szervezet alapvető genetikai felépítésének fele. Az összes további genetikai kópiát ebből generálják - és egy hibát újra és újra megismételnek.
Csak a tüneteket lehet kezelni.
A meiózissal kapcsolatos következtetésünk
Mivel azonban ez végső soron olyan folyamat, amely jelentős hatással van az utódokra, a meiózis hibái különösen súlyosak. A meiózis segítségével sok más folyamatot is jobban meg lehet érteni az evolúció és az örökletes elmélet területeiről.