Meiózis és rekombináció

A meiózis az a speciális sejtosztódás, amely megfelezi a kromoszómaszámot ivarsejtek létrehozásához, és az eközben zajló rekombináció újrakeveri a genetikai anyagot a homológ kromoszómák között.

Definition

A meiózis olyan osztódás, amely egy diploid sejtből négy haploid sejtet hoz létre két osztódási körön keresztül egyetlen DNS-replikációs kör után; a rekombináció a genetikai anyag cseréje a homológ kromoszómák között e folyamat során.

Scope

Ez a téma a meiózis két egymást követő osztódását, a homológ kromoszómák párosodását, a crossing overt és a homológ rekombinációt, a redukciós és ekvációs osztódásokat, valamint azt tárgyalja, hogy a meiózis hogyan hoz létre haploid sejteket és genetikai variációt.

Core questions

• Hogyan felezi meg a meiózis a kromoszómaszámot?
• Mi történik a homológ kromoszómák párosodása során?
• Hogyan hoz létre genetikai variációt a crossing over?
• Miben különbözik a két meiotikus osztódás egymástól és a mitózistól?

Key theories

Redukciós osztódás és független szegregáció

A meiózis az első osztódásban a homológ kromoszómákat, a másodikban a testvérkromatidákat választja el, és a homológ párok véletlenszerű orientációja a crossing overrel együtt genetikailag diverz ivarsejteket hoz létre.

Mechanisms

Egy DNS-replikációs kör után a homológ kromoszómák teljes hosszukban párosodnak és homológ rekombináción mennek keresztül, kereszteződéseket (crossovereket) képezve, amelyek fizikailag összekapcsolják a homológokat és szegmenseket cserélnek. Az első meiotikus osztódásban az párosodott homológok szétválnak, csökkentve a kromoszómaszámot; a második osztódásban a testvérkromatidák szétválnak, mint a mitózisban. Az egyes homológ párok független orientációja és a crossing over együtt genetikai variációt hoz létre az így létrejövő haploid ivarsejtek között.

Clinical relevance

A meiózis magyarázza, hogyan tartja fenn a szexuális reprodukció a kromoszómaszámot generációkon át, és hogyan hoz létre genetikai diverzitást, összekapcsolva a sejtbiológiát a genetikával és az evolúcióval. Az itt tárgyalt megközelítés leíró és nem előíró jellegű.

History

A tizenkilencedik század végi citológia megalapozta a meiózist, mint az ivarsejtek csökkentett kromoszómaszámának alapját; Morgan csoportja a rekombinációt a kromoszómák közötti crossing overrel hozta összefüggésbe, és McClintock kukoricával végzett vizsgálatai megvilágították a kromoszómák viselkedését és cseréjét a meiózis során.

Key figures

• August Weismann
• Thomas Hunt Morgan
• Barbara McClintock

Seminal works

• alberts2014
• cooper2019

Frequently asked questions

Miért jár a meiózis két osztódással?

Az első osztódás a homológ kromoszómákat választja el, megfelezve a kromoszómaszámot, a második pedig a testvérkromatidákat, így egyetlen diploid sejtből négy haploid sejt keletkezik.

Hogyan hoz létre variációt a crossing over?

A crossing over szegmenseket cserél a párosodott homológ kromoszómák között, új allélkombinációkat hozva létre, amelyek eltérnek mindkét parentális kromoszómától.