Meióza vysvetlená! Funkcia, úloha, choroby; Porucha

Meióza je proces, ktorý presahuje obyčajné delenie buniek a zameriava sa na tvorbu zárodočných buniek. Meióza je vyhradená pre živé bytosti s chromozómami.

Je zodpovedný za vytváranie buniek, ktoré sa dajú použiť na reprodukciu. Meióza hrá významnú úlohu v neskoršej genetickej výbave potomka. Tento proces je preto životne dôležitý a citlivý na rušenie.

Ďalej nájdete, ktoré funkcie a úlohy plní, aké sú jeho výhody, ktoré poruchy môžu nastať a všetky ďalšie dôležité informácie o danom predmete.

Čo je to meióza?

Aby sme pochopili meiózu, je potrebné najskôr objasniť niekoľko ďalších pojmov:

Mitóza: Delenie buniek a duplikácia genómu
Diploidné: Dvojitá sada chromozómov (2n)
Haploid: Jedna sada chromozómov (1 n)
Bunka baktérie: Spermia a vajíčko (u zvierat)
Chromozómy: Forma, v ktorej je genetický materiál prítomný v bunkovom jadre počas procesov bunkového delenia
Sada chromozómov: Sada jedinečných chromozómov

Meióza je proces, ktorý generuje zárodočné bunky z prvotných zárodočných buniek, ktoré boli vytvorené od narodenia, procesmi delenia a redukcie. Začína to bunkou, ktorá obsahuje normálnu sadu chromozómov pre živé bytosti (2 n pre ľudí). Prvému deleniu buniek predchádza zdvojnásobenie genómu. Všetky chromozómy sú duplikované a polovica z nich sa presúva na jeden koniec bunky. Potom sa to rozdelí.

Tieto dcérske bunky, ktoré majú teraz 2n, sa opäť delia priamo. Teraz máte štyri dcérske bunky, každá s jednoduchou sadou chromozómov. U ľudí to obvykle zodpovedá množine 23 chromozómov.

V prípade niekoľkých druhov zvierat a niektorých druhov rastlín to nie je tak prísne regulované. V závislosti od typu zárodočnej bunky môže existovať rôzny počet chromozómových sád a počas reprodukcie je možné použiť aj rôzne zárodočné bunky s rôznym počtom sád chromozómov.

Meióza u žien

Pretože zárodočné bunky ženy sú obzvlášť veľké bunky - vaječné bunky sú v porovnaní so spermiami obrovské, musí meióza tiež presne tieto bunky produkovať.

Tu platí, že počas prvého delenia vzniknú dve bunky rôznych veľkostí. Jeden prijíma takmer celú bunkovú plazmu (a teda väčšinu potrebného bunkového aparátu, ako sú mitochondrie, Golgiho aparát atď.) A druhý zostáva veľmi malý.

Potom nastáva druhá divízia. Väčšia bunka sa delí opäť zodpovedajúcim spôsobom asymetricky - výsledkom je veľká vaječná bunka, ktorá je schopná prežiť a používa sa ako zárodočná bunka a tri malé takzvané polárne telieska, ktoré telo odbúrava.

Je to evolučné a súvisí to so skutočnosťou, že prvé bunkové delenia novovytvoreného života sa odohrávajú vo vnútri ženy. Vajcová bunka má potrebné zdroje na prvé rozdelenie. Pretože nemusí opustiť ženské telo, nemusí byť také malé a pružné ako spermie.

Meióza u mužov

Meióza u mužov v skutočnosti produkuje štyri funkčné zárodočné bunky, pričom všetky majú mierne odlišnú genetickú výbavu. Všetci štyria však zvyčajne majú jednu, úplne neporušenú sadu chromozómov.
Spermie sú oveľa mobilnejšie a menšie ako vaječné bunky. Okrem toho sa tvoria po celý život a vo väčšom množstve ako vaječné bunky.

Fázy I, II a III

Fázy meiózy: meióza I a meióza II

Počas Meióza I. chromozómy sa rekombinujú. To znamená, že chromozómy obidvoch rodičov sú krížením prebraté čiastočne podľa ich homológneho náprotivku. Výsledkom sú chromozómy rovnakého tvaru, ktoré teraz kombinujú alely oboch rodičov.

Počas normálneho procesu delenia buniek sa samotné chromozómy štiepia na svoje dva chromatidy (ktoré sú spojené centromérou). To však neplatí pre meiózu I.

V Meióza II chromozómy sa potom umiestnia späť na rovníkovú rovinu bunky pred rozdelením. Pred týmto sa nezdvojnásobujú. Tentokrát sa rozkladajú aj v centromére, takže každá dcérska bunka nakoniec obsahuje jednu sadu chromozómov.

Funkcie a úlohy

Meióza plní niekoľko úloh. Na jednej strane táto forma redukčného delenia zabraňuje tomu, aby sa množiny chromozómov zdvojnásobili každú generáciu. To by z biologického hľadiska nebolo možné a potomstvo so zdvojnásobenou sadou chromozómov nie je obvykle životaschopné, aj keď zygoti.

Je preto dôležité, aby obaja rodičia priniesli iba polovicu sady chromozómov. Pretože však táto polovičná sada chromozómov obsahuje všetky potrebné gény, nie je to tak, že každý rodič prispieva iba určitými chromozómami. Obaja rodičia prispievajú kompletnou sadou a obe sady sa znovu spoja v zygote a vznikne diploidná sada chromozómov.

Okrem toho má meióza ďalšiu evolučne významnú výhodu. Pretože existujú rôzne varianty toho istého génu - hovorí sa o alelách - jedinci v populácii sú lepšie alebo horšie adaptovaní na svoje prostredie. Proces evolúcie bude každopádne uprednostňovať prežitie geneticky zvýhodnených jedincov a ich potomkov.

Vďaka širšej škále genetických variantov je jedinec flexibilnejší. Táto väčšia genetická rozmanitosť je zabezpečená krížením - prekrývaním chromozómov otca a matky v bunke a súvisiacou výmenou častí - počas meiózy I.

Výhody a vylepšenia

Tieto genetické rekombinácie majú niekoľko výhod, napríklad:

Diverzifikovanejší imunitný systém
Lepšie prispôsobenie sa nedostatku zdrojov
Kombinované optické vlastnosti
Identifikovateľnosť na základe pachových látok pre oboch rodičov

Okrem toho má diploidná sada chromozómov výhodu v tom, že chybné a menej účinné oblasti v géne môžu byť preklenuté lepšou verziou. Takto sa môžu výhodné gény presadiť aj prostredníctvom dominancie z generácie na generáciu.

Náhodné mutácie, ktoré sa vyskytujú v zárodočnej bunke, sú navyše dôvodom na pridanie nových genetických variantov. Ak je mutácia pozitívna - to znamená, že má výhodu - možno ju preniesť ďalej. Ak je to nepriaznivé, je nepravdepodobné, že by sa to stalo.

Choroby a poruchy

Choroby, poruchy a sťažnosti týkajúce sa meiózy

Najväčšou výhodou meiózy, a to rozpolením chromozómových sád a súčasným vytváraním nových genetických variantov, je tiež najväčšia nevýhoda.

Nakoniec, jediná sada chromozómov, ako je to v zárodočných bunkách, znamená vyššiu náchylnosť k chybám. Telo už nedokáže odstrániť poškodenie pomocou homológnej sady chromozómov.

Pohlavné chromozómy u mužov (X a Y) sú obzvlášť citlivé, pretože tvoria jediný pár chromozómov, ktorý nie je homológny. Poškodenie chromozómu X je možné iba čiastočne kompenzovať chromozómom Y a naopak.

Zlyhanie meiózy

Choroby, ktoré môžu vzniknúť počas meiózy

Pretože meióza je veľmi náchylná, niektoré choroby tu môžu mať korene alebo môžu vzniknúť počas procesu.

Patria sem napríklad:

Downov syndróm: trizómia 21
Patauov syndróm: trizómia 13
Edwardsov syndróm: Trizómia 18
Rôzne chyby v počte pohlavných chromozómov
Rôzne gény, ktoré fungujú nesprávne alebo vôbec

Trizomie a syndrómy

Downov syndróm je pravdepodobne najznámejším predstaviteľom postihnutých, ktorí trpia deformáciami okolo oblasti hlavy, poškodením orgánov a zníženou inteligenciou. Ich priemerná dĺžka života je nižšia ako u zdravých ľudí. Downov syndróm sa vyskytuje, keď je v genóme ďalší 21. chromozóm.

Ďalšie trizomie tiež vedú k vážnym komplikáciám počas pôrodu. Všetci majú spoločné to, že majú obrovský vplyv na ľudský rozvoj. Väčšina trizómií je však taká vážna, že s nimi nemôže žiť živá bytosť.

Je potrebné odlíšiť čiastočné trizómie. Majú časti prebytočného chromozómu. Môže to mať rôzne účinky v závislosti od toho, čo gény týchto chromozómov kódujú. Možné sú metabolické poruchy, poruchy rastu a vážne účinky.

Prebytočné pohlavné chromozómy naopak nie sú také zriedkavé. Často sa nezistia, pretože často nespôsobujú vážne komplikácie. Postihnuté osoby (najmä muži) majú často o niečo zreteľnejšiu postavu, mierne zníženú inteligenciu alebo odlišné vyjadrenie pohlavných orgánov.

U žien môže tiež úplne chýbať pohlavný chromozóm. Postihnutí trpia Ullrich-Turnerovým syndrómom. Majú menší rast, ženské pohlavné orgány sú nedostatočne vyvinuté a väčšinou sú sterilné.

Naopak, existuje syndróm triplo-X. Často sa to neuznáva. Jediným účinkom môže byť znížená inteligencia a plodnosť.

Uvádza sa tu množstvo ďalších chorôb spojených s pohlavnými chromómami:

Klinefelterov syndróm (jeden alebo viac ďalších X chromozómov u mužov)
XYY syndróm (malý dopad)
Viac ako jeden ďalší chromozóm Y (neplodnosť, intelektuálne postihnutie, zriedka poškodenie orgánov)

Čiastočne nesprávne umiestnené gény, chýbajúce kúsky alebo nadbytočné kúsky, ktoré boli falošne pripojené počas meiózy, môžu mať rôzne účinky. Pretože gény zvyčajne kódujú proteíny, môže dôjsť k poškodeniu najmä rastu a metabolizmu. Existuje mnoho spôsobov, ako to urobiť. Postihnutí sa o tom opäť často nedozvedia.

Často kladené otázky a odpovede

Tu nájdete odpovede na často kladené otázky o meióze.

Všetko živé praktizuje meiózu?
Č. Meióza sa vyskytuje u všetkého živého, čo má pohlavné rozmnožovanie. Klonovacie procesy, ako sú pučanie alebo delenie baktérií, nevyžadujú meiózu. Baktérie - ktoré patria k prokaryotom - tiež neobsahujú chromozómy.

Aký je presný počet chromozómov počas meiózy u ľudí?
Meióza sa začína bunkou, v ktorej sú všetky chromozómy prítomné dvakrát. Táto sadzba sa zdvojnásobí. Teraz má 92 chromozómov. V tejto fáze sa tiež uskutočňuje rekombinácia. Prebehne prvé delenie a získate dve dcérske bunky, z ktorých každý má 46 chromozómov. Druhé delenie z nich robí dve bunky, z ktorých každý má 23 chromozómov.

Sú choroby spôsobené chybami v meióze liečiteľné?
Č. Pretože to, čo sa produkuje počas meiózy, je polovica základnej genetickej výbavy celého organizmu. Z toho sa generujú všetky ďalšie genetické kópie - a chyba sa opakuje znova a znova.
Jeden môže liečiť iba príznaky.

Náš záver o meióze

Pretože však v konečnom dôsledku ide o proces, ktorý má významný vplyv na potomstvo, sú chyby v meióze obzvlášť závažné. Pomocou meiózy možno tiež lepšie porozumieť mnohým ďalším procesom z oblasti evolúcie a dedičnej teórie.