Anatomie-Lexikon

redukční dělení buněk

definice

Meióza je zvláštní forma dělení jader a je také známá jako meiosa. Obsahuje dvě divize, které přeměňují diploidní rodičovskou buňku na čtyři haploidní dceřiné buňky.

Tyto dceřiné buňky obsahují vždy 1 chromatidový chromozom a nejsou identické. Tyto zárodečné buňky jsou potřebné pro sexuální reprodukci.

úvod

U mužů jsou zárodečné buňky spermie vytvořené ve varlatech. Ekvivalentem žen jsou vaječné buňky, které má od narození.

Jedna haploidní zárodečná buňka od každého rodiče se sloučí do dvojité sady chromozomů, která se nachází ve všech ostatních tělesných buňkách.

Pokud je jedna ze dvou divizí během meiózy vadná, numerické chromozomální aberace, jako je trizomie 21 (známý jako Downův syndrom).

Jaká je funkce meiózy?

Funkcí meiózy je produkce zárodečných buněk jak u žen, tak u mužů. Ty jsou nutné pro sexuální reprodukci, a proto se vyskytují u savců a lidí.

Po meióze buňka s dvojitým (diploid) Chromozomová sada čtyř buněk s jednoduchým (haploid) Sada chromozomů.

Toto snížení počtu chromozomů je velmi důležité, protože jinak by se během oplodnění spojily dvě zárodečné buňky s dvojitou sadou chromozomů. Výsledkem by byla živá bytost se čtyřikrát (tetraploid) Sada chromozomů. Tato chromozomální abnormalita představuje přibližně 5% všech potratů.

Kromě snížení počtu chromozomů a produkce zárodečných buněk má meiosa další funkci. Náhodnou distribucí chromatidů do čtyř dceřiných buněk zajišťuje meióza genetickou rozmanitost.

Kromě náhodné distribuce genomu dochází také k výměně genetické informace mezi chromozomy matky a otce. Tento proces se nazývá křížení a opět zvyšuje genetickou rekombinaci a rozmanitost.

Toto téma vás také může zajímat: Úkoly buněčného jádra

Jaký je průběh meiózy?

Průběh meiózy je vždy stejný a lze jej zhruba rozdělit na dvě části. Ty se zase skládají z několika fází, které jsou však v obou divizích totožné.

První dělení meiózy

Meióza začíná zdvojnásobením dvou chromatidů, takže buňka má dvojitou sadu chromozomů se čtyřmi chromatidy. Následuje první dělení meiózy, ve kterém jsou dva páry chromozomů od sebe odděleny.

Každá z výsledných buněk má chromozom se dvěma chromatidy. Toto dělení je známé jako dělení redukcí, protože dvojitá sada chromozomů je poloviční. Běží v několika fázích, které mají stejné názvy jako v mitóze:

Prorok
Metafáza
Anaphase
Telophase.

Kromě toho je v této části meiózy genetický materiál stále rekombinován v chromozomech. Jde o výměnu určitých úseků DNA mezi dvěma chromozomy, která se nazývá křížení.

Druhá divize meiózy

Druhou část meiózy tvoří tzv. Dělení rovnic. Zde jsou dvě sestry chromatidy od sebe odděleny. Vytvoří se celkem čtyři zárodečné buňky, které jako genetický materiál obsahují pouze jeden chromatid.

Jako v první meiotické divizi, čtyři fáze (Prophase, metafase, anafase, telophase) najděte znovu.

Oddělení sesterských chromatidů ve druhé části meiózy lze srovnávat s mitózou, protože tam jsou chromatidy separovány a přitahovány k opačným pólovým buňkám.

Jaké jsou fáze meiózy?

Meióza je důležitá pro vývoj zárodečných buněk a lze ji rozdělit do různých fází. Nejprve je třeba rozlišovat mezi meiózou I a meiózou II. Toto dělení má smysl, protože během meiózy dochází ke dvěma buněčným dělením.

První dělení se nazývá redukční dělení, protože dva homologní chromozomy jsou od sebe odděleny. Tím se vytvoří jedna sada chromozomů z dvojité sady chromozomů.

Tuto první meiózu lze rozdělit do čtyř fází:

Prorok I
Metafáza I.
Anaphase I.
Telophase I.

Původní buňka má dva chromozomy, které jsou duplikovány replikací. Výsledkem je buňka se čtyřmi chromatidy.

V profázi jsou chromozomy komprimovány a přibližují se k sobě. Tato prostorová blízkost obou chromozomů je důležitá pro následující křížení. Oba chromozomy si vyměňují genetický materiál, což zvyšuje genetickou rozmanitost.

Dále přichází metafáza, ve které jsou dva homologní chromozomy uspořádány v rovníkové rovině. Současně se vytvoří vřetenové zařízení.

V anafáze se chromozomové páry od sebe oddělí a přitáhnou k opačným pólovým buňkám.

V poslední fázi, telophase, se buněčná membrána zužuje tak, že se vytvoří dvě dceřiné buňky. Mají jednoduchou sadu chromozomů, ale sestávají ze dvou chromatidů.

Další přichází druhá divize meiózy. Tomu se říká dělení rovnic a ovlivňuje obě haploidní dceřiné buňky. Během tohoto dělení jsou sestry chromatidy od sebe odděleny, takže výsledkem jsou celkem čtyři buňky s jedním chromatidem.

Meióza II je velmi podobná mitóze a lze ji také rozdělit do stejných fází:

Prophase II
Metafáza II
Anafáza II
Telophase II

V profázi se sestra chromatidů kondenzuje a vřetenový aparát se začíná tvořit.

V metafáze jsou chromatidy uspořádány v rovníkové rovině, takže oba chromatidy jsou přibližně ve stejné vzdálenosti od pólu buňky.

V anafáze jsou sestry chromatidy od sebe odděleny a migrují směrem k pólu buněk.

V telophase se buněčná membrána znovu zužuje a vytvářejí se nové jaderné obálky.

Výsledkem bylo celkem čtyři dceřiné buňky, které obsahují jednoduchou sadu chromozomů ve formě chromatidu jako genetického materiálu.

Tyto zárodečné buňky, pohlavní buňky nebo gamety, jsou vytvářeny odlišně u obou pohlaví.

U žen jsou vaječné buňky přítomny od narození, ale do puberty jsou v jakémsi spícím režimu. S nástupem sexuální zralosti zraje každý měsíc vajíčka, kterou lze oplodnit.

U mužů začíná produkce spermií ve varlatech až do začátku puberty. Na rozdíl od žen jsou muži stále schopni formovat zárodečné buňky až do stáří.

Jaký je rozdíl k mitóze?

Meióza je velmi podobná mitóze, pokud jde o druhé meiotické dělení, ale mezi oběma buněčnými jádrovými děleními jsou určité rozdíly.

Výsledek

Výsledkem meiózy jsou zárodečné buňky s jednoduchou sadou chromozomů, které jsou vhodné pro sexuální reprodukci. V mitóze vznikají identické dceřiné buňky s dvojitou sadou chromozomů. Tyto buňky nemají funkci reprodukce, ale nahrazují staré, mrtvé nebo již plně funkční buňky těla.

Počet divizí

Další rozdíl mezi meiózou a mitózou je rozdílný počet divizí. V meióze jsou nutné dvě divize. V první redukční divizi se oddělují dva páry chromozomů, v následujícím dělení rovnic jsou od sebe navzájem odděleny dvě sestry chromatidy.

Naproti tomu u mitózy stačí jedno dělení. V této jedné divizi jsou sesterské chromatidy odděleny, takže vznikají dvě geneticky identické dceřiné buňky.

Doba trvání

Meioza a mitóza se však liší nejen svou funkcí a počtem divizí, ale také délkou jejich trvání. Mitóza je relativně rychlý proces, který trvá asi hodinu. Meióza, na druhé straně, trvá mnohem déle a může stagnovat v jedné fázi několik let nebo dokonce desetiletí.

To je případ vaječných buněk, které jsou již vytvořeny při narození, ale všechny jsou ve spánkovém režimu, dokud nedosáhnou sexuální zralosti.

Vývoj mužských pohlavních buněk, spermatu, také trvá přibližně 64 dní. Z toho asi 24 dní připadá na meiózu.

Více informací o tomto tématu naleznete na adrese: Mitóza - jednoduše vysvětleno!

Co je to přejezd?

Křížení popisuje výměnu genetického materiálu mezi dvěma chromatidy. Přitom se tyto navzájem přibližují, překračují a pak si vyměňují určité fragmenty DNA.

Tento proces probíhá během dělení zárodečných buněk (redukční dělení buněk) namísto. Křížení může být přiřazeno k fázi I, která může být rozdělena do pěti fází.

Před zahájením prvního dělení meiózy se DNA zdvojnásobí, takže v buňce jsou čtyři chromatidy. První fáze profázy I je to Leptoten, ve kterém chromozomy kondenzují a jsou viditelné pod světelným mikroskopem.

Toto je další Zygotene, ve kterém se chromozomy k sobě přibližují a vytváří se homologní párování chromosomů. Tato prostorová blízkost obou chromozomů je předpokladem pro výměnu genetického materiálu. Paralelně se tvoří synaptonemální komplex. Jedná se o komplex několika proteinů, které se tvoří mezi chromozomy a zajišťují jejich přesnou polohu.

Dále Pachytan nyní dochází ke skutečnému překročení. V obou předchozích fázích již došlo k přerušení DNA. Nyní se dva chromatidy protínají a body zlomu jsou opraveny. Mateřské a otcovské chromozomy si vyměňují malé segmenty DNA. Tyto přechody jsou viditelné jako chiasmata pod světelným mikroskopem.

v Diplom synaptonemální komplex se rozpustí a chromosomy jsou vzájemně propojeny v chiasmata.

V poslední fázi profázy I Diakineze, jaderná membrána se rozpustí, mitotické vřeteno se začne hromadit a meiosa může probíhat v obvyklém sledu.

Křížení se používá pro intrachromozomální rekombinaci a spolu s náhodným přiřazením genetického materiálu do zárodečných buněk hraje důležitou roli v různých charakteristikách.

Jak se vyskytuje trizomie 21?

Trizomie 21 je onemocnění způsobené trojnásobnou přítomností 21. chromozomu. Ve zdravých buňkách jsou duplicitní chromozomy, takže lidé mají celkem 46 chromozomů. Pacient s trizomií 21 má 47 chromozomů a má Downův syndrom.

Trojnásobná přítomnost 21. chromozomu je ve většině případů způsobena chybou v meióze.

Meiosis přemění buňku se 4 chromatidy na čtyři zárodečné buňky, každý s jedním chromatidem prostřednictvím dvou divizí. V obou splatnostech se však mohou vyskytnout chyby. Výsledkem je, že chromatidy nejsou správně rozloženy v zárodečných buňkách a následují zárodečné buňky se dvěma chromatidy.

Tyto zárodečné buňky mají duplicitní jednotlivé chromozomy, v Downově syndromu 21. chromozom. Pokud se taková vajíčka spojí se zdravým spermatem, má embryo 21. chromozom ve třech kopiích.

Příznaky této numerické chromozomální aberace jsou rozmanité a mohou se lišit v závažnosti. Takové děti jsou často duchovně zpomalené, zakrnělé a mají vrozené srdeční vady.

Riziko onemocnění se zvyšuje s věkem matky, takže mnoho starších těhotných žen dává přednost testu amniotické tekutiny.

Pokud máte o toto téma další zájem, přečtěte si náš další článek níže: Downův syndrom