在减数分裂是表征真核生物它的生存周期是有性繁殖的相位细胞分裂的类型。通过这个过程,分裂细胞中的染色体数目减少了一半,这就是为什么它也被称为“还原分裂”的原因。
根据细胞理论的基础,“每个细胞都来自另一个细胞”,并且众所周知,一个细胞通过分裂过程产生另一个,该分裂过程包括其内部成分(DNA,蛋白质等)的复制),然后将它们分成两个实际上彼此相同的“子代”单元。
减数分裂的概要方案:1)染色体重复2)同源染色体配对3)交叠4)第一次减数分裂(每个子细胞每个重复的染色体之一)5)二次减数分裂(每个染色体一个的染色体)每个子单元一个)(来源:Peter coxhead,来自Wikimedia Commons)
这一过程使生命得以延续,并使遗传物质“不变”地传给后代。减数分裂发生在多细胞生物的细胞和单细胞生物(原生动物,酵母和细菌等)中。
对于某些生物来说,这是繁殖的主要形式,被称为无性繁殖。但是,具有不同发育周期的多细胞生物的繁殖要复杂得多,这意味着同一生物的所有细胞都是由称为合子的非常特殊的细胞形成的。
受精卵是一种称为有性生殖的过程的结果,该过程涉及两个配子或性细胞的融合,这两个细胞是由两个不同的个体(通常是“男性”和“女性”)产生的,并且拥有一半的遗传信息每。
这些性细胞的产生过程在多细胞生物体中称为减数分裂,其主要功能是产生具有一半染色体负荷的细胞,即单倍体细胞。
减数分裂的功能
减数分裂是有性生殖的核心部分或“心脏”,它似乎是进化上有利的“获得”,因为它已被大多数动植物物种所采用。
该过程涉及两个不同基因组的组合,最后以具有“新”遗传end赋的后代形成,这反过来又意味着变异性的增加。
通过这种还原性细胞分裂,多细胞动植物体内的特化细胞(称为种系细胞)会产生性或配子细胞,这些细胞在融合时会产生称为合子的细胞。 。
通过减数分裂减少染色体数目是两个性细胞联合的必不可少的步骤,这两个性细胞是为了下一代“再生”二倍体染色体补体而产生的,从而确保了物种的连续性。
染色体数目的减少是可能的,因为在减数分裂过程中,单轮DNA复制之后是连续的两轮染色体分离。
竞争优势
从竞争的角度来看,两个人有性繁殖,并且发生了两个遗传上不同的配子融合的事实,其染色体先前也已经通过随机过程“混合”了,这可能意味着进化优势。
减数分裂产生具有新的遗传组合的细胞,该组合在有性生殖过程中融合,使这种生殖的个体能够适应在必不可少的环境中生存。
消除“有害”等位基因
由于人群容易因突变而出现新等位基因(其中许多可能有害或有害),因此减数分裂和有性生殖可有利于迅速消除这些等位基因,防止其积累和进一步扩散。
减数分裂的阶段
减数分裂过程可以解释为细胞染色体染色体的“分离”或“分布”,在该细胞的分裂中,其染色体负荷降低了,这是通过称为第一减数分裂和第二减数分裂的两个分裂发生的。最后非常类似于有丝分裂分裂。
如下所示,这两个中间基因均由前期,中期,后期和末期组成。
减数分裂的阶段(资料来源:Boumphreyfr,来自Wikimedia Commons)
-第一减数分裂
减数分裂I或第一次减数分裂分裂始于每个同源染色体对(二倍体生物体从其父母那里继承的母本和父本染色体)的结合。
接口
与有丝分裂一样,减数分裂之前的生殖细胞周期的阶段就是界面。在此阶段,发生细胞DNA复制的唯一事件,该事件会产生母本和父本染色体(它们是二倍体细胞),它们各自由两个姊妹染色单体组成。
前期我
在减数分裂I的前期I期间,同源染色体(来自两个不同父母(父亲和母亲)的等效染色体)之间的结合或物理接触沿其整个长度发生。
这个事件被称为突触,它是关联四个染色单体的过程,每个同源染色体两个染色单体,这就是为什么将所得结构称为四价体或二价复合物的原因(前期细胞中四价体的数量为相当于单倍体染色体数)。
在每个四分体非姐妹染色单体中,即属于同源染色体的染色单体,通过称为交叉的过程进行重组,该过程通过“剪切和粘贴”随机位置上的随机片段而导致染色体之间的遗传交换,产生新的基因组合。
发生重组后,同源染色体的着丝粒分开,仅被称为交叉点的区域(称为交叉点)连接。然而,姐妹染色单体仍通过着丝粒附着。
在减数分裂I的这一阶段,细胞生长并合成储备分子。另外,可以理解微管纺锤体的形成,并且在前期I后期,核膜消失了,在光学显微镜下可以清楚地看到染色单体。
当四分体在分裂细胞的赤道平面上对齐时,该阶段结束。
中期I
在中期,微管纺锤体的纤维附着在同源染色体的着丝粒上,并附着在细胞的相反两极。这与有丝分裂期间发生的情况相反,在有丝分裂中,姐妹染色单体的着丝粒在相反的两极附着在微管上。
后期I
在此阶段中,由于纺锤体的微管,复制的同源染色体分开了,因为它们被“拉”向细胞的相反两极。然后,在每个极点处都发现了随机的染色体组合,但每个同源对中只有一个成员。
在后期I期间,姐妹染色单体通过它们的着丝粒保持彼此附着,这不同于有丝分裂,因为在有丝分裂后期,姐妹染色单体在细胞的相对极分开。
末期I
此时,染色单体“去凝聚”,也就是说,它们在显微镜下变得不可见,失去了特征形状。核被膜被重组,子胞发生胞质分裂或分离,子胞具有单倍体染色体,但由重复的染色体组成(带有两个染色单体)。
在末期I和下一个减数分裂之间,有一段很短的时间被称为间质分裂,尽管并非在所有生物中都发生。
-第二减数分裂
在第二次分裂期间,姐妹染色单体被分离,就像在有丝分裂期间发生的那样,但是之前没有复制DNA。
前期II
前期II与有丝分裂前期非常相似。在这个阶段,没有同源染色体的结合,也没有交叉。
在前期II中,染色单体再次变得可见,即染色质凝结。纺锤体纤维从每个极辐射,向着着生染色单体的着丝点延伸。
最终,核被膜消失,来自相反极的微管到达每个染色单体的着丝粒,它们在细胞的赤道平面排列。
中期II
中期II与中期I在赤道平面上排列的染色单体数目不同。与有丝分裂中期一样,在中期I中观察到四联体,而在II期中仅观察到同一染色体的姐妹染色单体。
后期II
在这个阶段,姐妹染色单体向细胞的相对极移动时会分开。从这一刻起,每个染色单体都被认为是独立的染色体。
末期II
然后,在末期开始时,核被膜在分布在细胞各极的一组非重复的同源染色体上再生,此后发生细胞分裂或子细胞分离。
当发生重组时,二倍体细胞的减数分裂分裂产生四个单倍体细胞,每个单倍体细胞具有不同的基因组合。
参考文献
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