Twee basistypen celdeling, mitose en meiose komen voor in planten, dieren en schimmels. Bij dieren treedt mitose op in lichaamscellen om groei te produceren en lichaamsweefsels te herstellen en te onderhouden. Elke dochtercel is een genetische replica van de oorspronkelijke cel. Meiose treedt op bij seksuele voortplanting om variabele gameten te genereren, of eieren en sperma, die zich verenigen om een ​​nieuw individu te vormen dat anders is dan de ouders. Synapsis is de unieke manier waarop chromosomen samenkomen in de eerste divisie van meiose, genaamd "meiose I". Elk chromosomenpaar verbindt met elkaar en wisselt vaak genetisch materiaal uit tussen de afzonderlijke chromosomen. Deze uitwisseling, die wordt gekruist, is een belangrijke manier om de genetische variabiliteit in seksueel voortplantende organismen te vergroten.

Nieuwe genetischecombinaties

Meiose produceert cellen met de helft van de chromosomen die zich in lichaamscellen bevinden, een zogenaamde haploïde staat, zodat nakomelingen het juiste aantal chromosomen hebben. Bij mensen hebben lichaamscellen een diploïde of verdubbeld aantal van 46, met 23 paren van chromosomen. Elk paar heeft een moederlijk en vaderlijk chromosoom, homologe chromosomen genoemd. Tijdens de meiose treden twee delingen op om haploïde gameten te produceren met 23 enkele chromosomen. Elke gameet heeft unieke combinaties van maternale en vaderlijke chromosomen. Deze genetische variabiliteit is belangrijk, zodat organismen zich kunnen aanpassen aan veranderende omstandigheden. Verdere genetische variabiliteit treedt op tijdens synapsis, wanneer genetisch materiaal wordt uitgewisseld tussen zusterchromatiden tijdens cross-over.

Hoe synaps optreedt

Voordat de meiose begint, repliceren de homologe paren chromosomen in de celkern zich om vorm te geven twee paar zusterchromatiden, elk paar bij elkaar gehouden door structuren die centromeren worden genoemd. Om meiose te beginnen, lost het kernmembraan op en verkleinen de chromosomen en worden ze dikker. Tijdens deze eerste fase, genaamd profase I, treedt synapsen op. De twee paar zuster-chromatiden verbinden zich langs hun lengte door combinaties van RNA en eiwitten die het "synaptonemale-complex" worden genoemd. De verbonden chromatiden blijven verkorten, samen in het proces oprollen. Ze kunnen in die mate in elkaar grijpen dat stukjes zusterchromatiden afbreken en opnieuw aan het andere chromatide worden gehecht, zodat een deel van het maternale chromatide zich nu op het paternale chromatide bevindt en omgekeerd. Dit proces wordt "crossing over" of "recombination" genoemd en verrijkt de genetische variabiliteit.

Synapsis Ends

Als meiose ga ik verder, tijdens metafase I migreren de synapsed homologe chromosoomparen naar het centrum van de cel en line-up. De maternale en vaderlijke homologe chromosomen kunnen willekeurig naar de linker- of de rechterkant van de cel variëren. Vervolgens, tijdens anafase I, worden synapsis-einden en homologe chromosoomparen gescheiden en migreren naar tegenoverliggende celzijden. In telofase I lokaliseert celdeling één type van elk homoloog chromosoompaar in elke haploïde dochtercel, waarbij de chromatiden gekruist genetisch materiaal erin bevatten.

De rust van meiose

In meiose II, de twee cellen van meiose die ik deel om de twee zuster chromatiden van de homologe paren te scheiden. De resulterende gameten hebben nu een haploïd aantal ongepaarde zusterchromosomen. Bij de mens zijn de mannelijke gameten vier functionele spermacellen. Meiose bij vrouwelijke mensen produceert één groot functioneel ei en drie kleine, uiteindelijk weggegooide cellen, polaire lichamen genoemd die kernen maar weinig cytoplasma bevatten. Genetische variabiliteit in de gameten komt, ten eerste, uit het onafhankelijke assortiment van individuele chromosomen tijdens elke meiotische deling, waarbij maternale en vaderlijke chromatiden op willekeurige wijze door de dochtercellen verspreiden. Bij mensen is de totale mogelijke combinatie van 23 chromosomen in paren brengen 8.324.608. De tweede bron van variabiliteit is afkomstig van de uitwisseling van genetisch materiaal van crossover tijdens synapsis.