Mitosis, Meiosis, dan Kitaran Sel

Dua bentuk pembahagian nukleus mengagihkan kromosom kepada sel baharu: mitosis menyalin set lengkap ke dalam setiap sel anak, manakala meiosis membahagikan set tersebut kepada separuh untuk menghasilkan gamet dan, dengan berbuat demikian, menjana variasi genetik.

Definition

Mitosis ialah pembahagian yang menghasilkan dua nukleus anak yang serupa secara genetik, meiosis ialah pembahagian reduksional dua langkah yang menghasilkan gamet haploid, dan kitaran sel ialah urutan peristiwa terkawal di mana sel membesar, mereplikasi DNAnya, dan membahagi.

Scope

Topik ini merangkumi fasa kitaran sel dan pusat pemeriksaan (checkpoint)nya, peringkat mitosis yang menghasilkan dua sel anak yang serupa secara genetik, dua pembahagian meiosis yang mengurangkan bilangan kromosom kepada separuh, pasangan homolog dan pindah silang dalam meiosis I, serta cara peristiwa meiosis menyediakan asas fizikal untuk hukum Mendel. Ia membincangkan pengagihan kromosom yang teratur; ralat dalam proses ini dibincangkan di bawah aneuploidi.

Core questions

• Apakah fasa kitaran sel, dan bagaimanakah pusat pemeriksaan mengawal kemajuan?
• Bagaimanakah mitosis memastikan setiap sel anak menerima set kromosom yang lengkap?
• Bagaimanakah dua pembahagian meiosis mengurangkan bilangan kromosom kepada separuh?
• Bagaimanakah pasangan homolog dan pindah silang dalam meiosis mendasari hukum Mendel?

Key concepts

• Fasa dan pusat pemeriksaan kitaran sel
• Peringkat mitosis
• Meiosis I dan meiosis II
• Pasangan homolog dan pindah silang
• Pembahagian reduksional dan pembentukan gamet

Mechanisms

DNA direplikasi dalam fasa S, dan semasa pembahagian gelendong melekat pada sentromer untuk memisahkan bahan genetik; dalam mitosis kromatid kembar berpisah untuk menghasilkan sel yang serupa, manakala dalam meiosis kromosom homolog terlebih dahulu berpasangan dan bertukar segmen melalui pindah silang dan kemudian berpisah, diikuti dengan pembahagian kedua yang memisahkan kromatid kembar, mengurangkan bilangan kromosom kepada separuh dan mengocok alel.

Clinical relevance

Peristiwa meiosis pemisahan homolog menjelaskan bagaimana rekombinasi dan penyusunan bebas menjana kepelbagaian gamet, manakala kegagalan kawalan kitaran sel mendasari kanser dan ralat dalam pemisahan meiosis menyebabkan aneuploidi yang dilihat dalam keguguran dan keadaan seperti sindrom Down.

History

Flemming menerangkan mitosis pada tahun 1880-an dan meiosis dicirikan tidak lama selepas itu; pengiktirafan bahawa tingkah laku kromosom meiosis mencerminkan segregasi Mendel mengukuhkan teori kromosom, dan kawalan molekul kitaran sel dijelaskan pada akhir abad kedua puluh, kerja yang diiktiraf oleh Hadiah Nobel 2001.

Key figures

• Walther Flemming
• Theodor Boveri
• Paul Nurse

Seminal works

• klug2019

Frequently asked questions

Apakah perbezaan utama antara mitosis dan meiosis?

Mitosis menghasilkan dua sel anak yang serupa secara genetik dengan sel induk dan antara satu sama lain, manakala meiosis melibatkan dua pembahagian yang mengurangkan bilangan kromosom kepada separuh dan, melalui pindah silang dan penyusunan bebas, menghasilkan empat gamet yang berbeza secara genetik.

Mengapakah meiosis penting untuk variasi genetik?

Meiosis mengocok alel dalam dua cara: pindah silang menukar segmen antara kromosom homolog, dan penyusunan bebas mengagihkan kromosom maternal dan paternal secara rawak, jadi setiap gamet membawa gabungan alel yang unik.