Mejoza. Jak przebiega, jakie jest jej znaczenie?

Mejoza jest typem podziału komórkowego, który zachodzi przy powstawaniu gamet (komórek jajowych i plemników). Jej celem jest zredukowanie liczby chromosomów o połowę. Jest konieczna, aby mogło dojść do prawidłowego zapłodnienia - gdyby do niej nie doszło, zygota, a następnie młody organizm miałby dwa razy więcej chromosomów. Jak przebiega mejoza? Jakie jest jej znaczenie?

1. Czym jest mejoza?

Mejoza jest podziałem jądra komórkowego (kariokineza), który zmienia liczbę chromosomów w komórkach potomnych. Jest to podział redukcyjny, gdyż redukuje liczbę chromosomów w komórkach o połowę. Mejoza jest niezbędna w procesie zapłodnienia.

Podział mejotyczny prowadzi do powstania gamet u zwierząt, a u roślin mejospor. Zredukowanie liczby chromosów umożliwia utrzymanie stałej ich liczby w kolejnych pokoleniach. W wyniku mejozy z jednej komórki diploidalnej powstają cztery komórki haploidalne.

Zobacz film: "Wysokie oceny za wszelką cenę"

Podczas mejozy dochodzi do rekombinacji genów poprzez crossing-over i losowej segregacji chromosomów. Podział mejotyczny składa się z dwóch następujących po sobie podziałów, w każdym zaś występują cztery fazy, noszące nazwy identyczne, jak w przypadku mitozy, tj.:

• profaza;
• metafaza;
• anafaza;
• telofaza.

Przed mejozą ma miejsce faza S (czyli replikacja DNA), dzięki której liczba cząsteczek DNA się podwaja, liczba chromosomów w komórce zaś się nie zmienia.

2. Jak przebiega mejoza?

Mejoza przebiega w dwóch etapach:

• pierwszym podziale mejotycznym (redukcyjnym);
• drugim podziale mejotycznym.

3. I podział mejotyczny

W I podziale mejotycznym chromosomy każdej pary homologicznej rozdzielają się oraz przechodzą do dwóch różnych jąder. Na podział ten składają się wspomniane wyżej cztery fazy.

3.1. Profaza I

• chromatyna kondensuje się do postaci chromosomów;
• otoczka jądrowa i jąderka zanikają;
• tworzy się wrzeciono podziałowe;
• chromosomy homologiczne, układając się w pary, tworzą biwalenty (parę połączonych ze sobą chromosomów homologicznych, inaczej zjawisko to jest nazywane Tetradą chromatyd);
• pomiędzy chromosomami homologicznymi, które wchodzą w skład biwalentu, może zajść crossing - over;
• na koniec chromosomy homologiczne w biwalentach się rozdzielają;
• miejsca, w których pozostają połączone to chiazmy.

3.2. Metafaza I

• biwalenty chromosomów homologicznych układają się w płaszczyźnie równikowej;
• włókna wrzeciona podziałowego dołączają do centromerów chromosomów;
• biwalenty łączą się z biegunami komórki;
• chiazmy pękają w biwalentach, biwalenty rozpadają się na chromosomy.

3.3. Anafaza I

• włókna wrzeciona podziałowego odciągają chromosomy na przeciwległe bieguny komórki;
• chromosomy rozchodzą się do tych biegunów w sposób losowy.

3.4. Telofaza I

• zachodzi dekondensacja chromosomów w nieuporządkowane fibrylle chromatynowe;
• jąderko i otoczka jądrowa powstała wokół jąder odtwarza się;
• zachodzi cytokineza - podział plazmy.

3.5. Skutek I podziału mejotycznego

• jest to podział redukcyjny;
• w jego wyniku z jednej komórki diploidalnej powstają dwie różne komórki, ze zredukowaną liczbą chromosomów.

4. II podział mejotyczny

Podczas II podziału mejotycznego siostrzane chromatydy, które tworzą każdy chromosom, zachowują się podobnie - rozdzielają się i przechodzą do dwóch różnych jąder.

4.1. Profaza II

• następuje formowanie wrzeciona podziałowego;
• zachodzi kondensacja chromosomów;
• jąderko zanika, a otoczka jądrowa się rozpada.

4.2. Metafaza II

• do centromerów przyłączają się włókna wrzeciona podziałowego;
• chromosomy ustawiają się w płaszczyźnie równikowej;
• dochodzi do pęknięcia centromerów.

4.3. Anafaza II

• po podziale centromerów chromatydy rozchodzą się na przeciwległe bieguny;
• chromatydy jednego chromosomu nie są tak jak w przypadku mitozy identyczne, ponieważ miał miejsce crossing - over.

4.4. Telofaza II

• otoczka wokół chromatyd oraz jąderko odtwarza się;
• następuje dekondensacja chromatyd w fibrylle chromatynowe;
• zachodzi cytokineza.

4.5. Skutki II podziału mejotycznego

• faza ta trwa bardzo krótko;
• powstają cztery komórki haploidalne;
• wszystkie komórki dzielą się na potomne, haploidalne; różnią się genetycznie od komórki macierzystej;
• różnice spowodowane są mającym miejsce w I profazie crossing - over'em (rekombinacją materiału genetycznego).

5. Jakie jest znaczenie mejozy?

Podczas podziału mejotycznego powstaje komórka o zredukowanej liczbie chromosomów, przez co w procesie zapłodnienia odtworzona zostaje komórka diploidalna. Komórki haploidalne, które powstają po tym podziale, posiadają nowe kombinacje genów.

Dzieje się tak, ponieważ do jąder potomnych idą losowo wybrane chromosomy spośród chromosomów homologicznych (ma to miejsce w anafazie I).

Ponadto w czasie podziału mejotycznego ma miejsce także przypadkowa wymiana części chromatyd chromosomów homologicznych, pochodzących od obojga rodziców (crossing - over), która świadczy o genetycznej zmienności.