减数分裂与生殖细胞分裂
减数分裂是一种特殊的细胞分裂，它从二倍体生殖细胞前体中产生单倍体配子。在一次DNA复制之后，会发生两次连续的分裂，使染色体数目减半，并通过重组和独立分配，在产生的卵子和精子之间产生遗传多样性。
Definition
减数分裂是一种生殖细胞分裂形式，其中一次DNA复制之后发生两次连续的核分裂，从一个二倍体前体细胞产生四个单倍体细胞；同源染色体在减数分裂I中配对并重组，然后分离，而姐妹染色单体在减数分裂II中分离。
Scope
本条目描述了两次减数分裂（减数分裂I和II）、同源染色体的配对和重组、使倍性减半的还原性分离、减数分裂在配子发生中的作用，以及染色体分离错误如何导致非整倍体。它将减数分裂视为细胞生物学和生殖细胞主题，而非临床指导。
Key concepts
- 还原性分裂（减数分裂I）和均等分裂（减数分裂II）
- 同源染色体配对（联会）
- 交叉互换和重组
- 交叉和联会复合体
- 独立分配
- 单倍体配子和受精
- 非整倍体和不分离
Mechanisms
在一次DNA复制之后，减数分裂进行两次分裂。在减数分裂I中，同源染色体配对（联会），通过交叉互换交换片段形成交叉，然后分离到相对的两极——这是一种还原性分裂，使染色体数目减半。Petronczki及其同事综述的一个决定性分子特征是，姐妹着丝粒朝向同一极（单向定向），并且染色体臂上的黏连在减数分裂I中释放，而着丝粒黏连则受到保护直到减数分裂II，此时姐妹染色单体最终分离。因此，两次分裂将每个同源染色体的一条染色单体分配到四个单倍体产物中的每一个。这种协调过程中的错误——不分离——会产生染色体数目错误的配子；Hassold和Hunt综述了这种减数分裂错误是人类非整倍体的主要来源。
Clinical relevance
减数分裂是配子形成的细胞学基础，减数分裂不分离被认为是随着母体年龄增长而频率增加的非整倍体的起源。本条目是对生殖细胞分裂和非整倍体细胞起源的参考性描述；它不提供诊断或生殖医学建议。
History
减数分裂在19世纪后期被认为是性生殖所需的染色体减半分裂，补充了魏斯曼关于种系的思想。20世纪的细胞遗传学将减数分裂重组和不分离与遗传和染色体疾病联系起来，后来，Petronczki及其同事综合了模式生物中的分子工作，解释了黏连和着丝粒定向如何强制执行两步还原程序。
Key figures
- Kim Nasmyth
- Terry Hassold
- Patricia Hunt
Related topics
Seminal works
- petronczki-2003
- hassold-hunt-2001
Frequently asked questions
- 减数分裂与有丝分裂有何不同？
- 有丝分裂是一次分裂，产生两个与亲代基因相同的二倍体细胞，而减数分裂在一次复制后进行两次分裂，通过重组和独立分配产生四个基因不同的单倍体细胞。
- 减数分裂为何涉及两次分裂？
- 第一次分裂（减数分裂I）分离配对的同源染色体以使染色体数目减半，第二次分裂（减数分裂II）则像有丝分裂一样分离姐妹染色单体；它们共同将一个二倍体细胞转化为四个单倍体配子。