Wanneer u de term seksuele reproductie hoort, kunt u zich niet meteen een beeld vormen van celdeling (tenzij u al een liefhebber bent van celbiologie). Een specifiek type celdeling met de naam meiose is echter cruciaal voor de seksuele reproductie om te werken omdat het gameten of geslachtscellen creëert die geschikt zijn voor dit type reproductie.

Wetenschappers en wetenschapsleraren noemen soms meiose-reductieverdeling. Dit komt omdat de geslachtscellen die bestemd zijn om gameten te worden, hun aantal chromosomen moeten verminderen voordat ze verdelen
om die geslachtscellen te produceren, zoals zaadcellen of eicellen bij mensen of sporencellen in planten .

Deze reductiedeling handhaaft het juiste aantal chromosomen van de ene generatie op de volgende en zorgt ook voor genetische diversiteit voor de nakomelingen.
Celdeling en eenvoudige eukaryoten

Celdeling, inclusief zowel mitose als meiose, maakt het eenvoudig een oudercel in twee (of meer) dochtercellen te delen. Deze verdeling maakt het mogelijk voor cellen om zich te reproduceren, zowel seksueel als aseksueel.

Eencellige eukaryotische organismen, zoals amoeben en gist, gebruiken mitose om te delen in dochtercellen die identiek zijn aan de oudercel tijdens aseksuele reproductie . Aangezien deze dochtercellen exacte replica's van de oudercel zijn, is de genetische diversiteit minimaal.

Gerelateerde inhoud: S-fase

Celdeling en complexere eukaryoten

In meer complexe eukaryoten die seksuele reproductie gebruiken, zoals mensen, speelt ook mitose een belangrijke rol. Deze omvatten celgroei en weefselgenezing.

Wanneer uw lichaam de huidcellen moet laten groeien of vervangen, slibt het de hele tijd af, de cellen op die plaats ondergaan mitose om verloren cellen te vervangen of bulk toe te voegen. In het geval van wondgenezing zullen de cellen aan de randen van het beschadigde weefsel mitose ondergaan om het letsel te dichten.

Het proces van meiose is daarentegen de manier waarop complexe eukaryote organismen gameten maken om seksueel te reproduceren. Aangezien dit celprogramma de genetische informatie codeert die in de chromosomen is gecodeerd, zijn de dochtercellen genetisch uniek in plaats van identieke kopieën van de oudercellen (of de andere dochtercellen).

Door dit unieke karakter kunnen sommige dochtercellen meer geschikt zijn om te overleven.
Chromosomen en reductie

Je chromosomen zijn een vorm van je DNA die is verpakt door de strengen van genetisch materiaal rond gespecialiseerde eiwitten te wikkelen, histonen genaamd. Elk chromosoom bevat honderden of duizenden genen, die coderen voor de eigenschappen die je anders maken dan andere mensen. Mensen hebben meestal 23 paar chromosomen, of 46 totale chromosomen in elke DNA-bevattende cel van het lichaam.

Om de wiskunde te laten werken bij het produceren van gameten, moeten de ouder-diploïde cellen met 46 chromosomen elk hun set van chromosomen voor de helft om haploïde dochtercellen te worden met elk 23 chromosomen.

Sperma en eicellen moeten haploïde cellen zijn, omdat ze bij elkaar komen om een nieuwe mens te maken tijdens de bevruchting, in wezen de chromosomen die ze vervoeren combineren.
Chromosoom Math and Genetic Disorders

Als het aantal chromosomen in deze cellen niet zou worden verminderd door meiose, zou het resulterende nageslacht 92 chromosomen hebben in plaats van 46, en de volgende generatie zou 184 enzovoort hebben. Het behoud van het aantal chromosomen van de ene generatie op de andere is belangrijk, omdat het voor elke generatie mogelijk is om dezelfde celprogramma's te gebruiken.

Zelfs één extra (of ontbrekend) chromosoom kan ernstige genetische aandoeningen veroorzaken. >

Downsyndroom treedt bijvoorbeeld op wanneer er een extra kopie van chromosoom 21 is, waardoor mensen met deze aandoening 47 chromosomen krijgen in plaats van 46.

Hoewel fouten kunnen en voorkomen tijdens meiose, het basisprogramma van het verminderen van het aantal chromosomen voordat het wordt verdeeld in gameten zorgt ervoor dat de meeste nakomelingen eindigen met het juiste aantal chromosomen.
Fasen van Meiose

Meiose omvat twee fasen, meiose I en meiose II genoemd, die achtereenvolgens optreden . Meiosis I produceert twee haploïde dochtercellen met unieke chromatiden, die de voorlopers zijn van chromosomen.

Meiosis II, is enigszins vergelijkbaar met mitose omdat het eenvoudigweg die twee haploïde dochtercellen uit de eerste fase verdeelt in vier haploïde dochtercellen . Mitose komt echter in alle somatische cellen voor, terwijl meiose alleen in reproductieve weefsels plaatsvindt, zoals de testes en eierstokken bij mensen.

Elk van de fasen van meiose omvat subfasen. Voor meiose I zijn dit profase I, metafase I, anafase I en telofase I. Voor meiose II zijn dit profase II, metafase II, anafase II en telofase II.
Wat gebeurt er tijdens meiose I?

Om de moeren en bouten van meiose II te begrijpen, is het nuttig om een basiskennis van meiose I te hebben, aangezien de tweede fase van meiose voortbouwt op de eerste. Via een reeks gereguleerde stappen in de subfasen trekt meiose I de gepaarde chromosomen, homologe chromosomen genoemd, van de oudercel naar tegenoverliggende zijden van de cel totdat elke pool een cluster van 23 chromosomen bevat. Op dit punt splitst de cel zich in twee.

Elk van deze gereduceerde chromosomen bestaat uit twee zusterstrengen, zusterchromiden genoemd, bij elkaar gehouden door een centromeer. Het is het gemakkelijkst om deze in hun gecondenseerde versies voor te stellen, waarvan je je kunt voorstellen dat ze enigszins op vlinders lijken. De linker set vleugels (één chromatide) en de rechter set vleugels (de tweede chromatide) zijn verbonden aan het lichaam (de centromeer).

Meiose I omvat ook de drie mechanismen die de genetische diversiteit van de nakomelingen waarborgen. Tijdens het oversteken wisselen de homologe chromosomen kleine DNA-gebieden uit. Later zorgt willekeurige segregatie ervoor dat de twee versies van de genen van deze chromosomen willekeurig en onafhankelijk in de gameten worden geschoven.

Onafhankelijk assortiment zorgt ervoor dat zusterchromatiden in afzonderlijke gameten terechtkomen. Al met al schudden deze mechanismen het genetische dek om veel mogelijke combinaties van genen te produceren.
Wat gebeurt er in Meiosis II, Prophase II?

Met meiose voltooid, neemt meiose II het over. Tijdens de eerste fase van meiose II, profase II, krijgt de cel de machines die hij nodig heeft voor celdeling klaar voor gebruik. Eerst lossen twee delen van de kern van de cel, de nucleolus en de nucleaire envelop, op.

Dan condenseren de zusterchromatiden, wat betekent dat ze uitdrogen en van vorm veranderen om compacter te worden. Ze zien er nu dikker, korter en meer georganiseerd uit dan in hun ongecondenseerde staat, chromatine genoemd.

De centrosomen van de cel, of microtubule-organiserende centra, migreren naar tegenovergestelde zijden van de cel en vormen een spil ertussen. Deze centra produceren en organiseren microtubuli, dit zijn eiwitfilamenten die een grote verscheidenheid aan rollen in de cel spelen.

Tijdens prophase II vormen deze microtubuli de spilvezels die uiteindelijk belangrijke transportfuncties zullen uitvoeren tijdens latere stadia van meiose II.
Wat gebeurt er in Meiosis II, metafase II?

De tweede fase, metafase II genoemd, gaat helemaal over het verplaatsen van de zusterchromatiden naar de juiste positie voor celdeling. Om dit te doen, hechten die spilvezels aan het centromeer, dat is het gespecialiseerde gebied van DNA dat de zusterchromatiden bij elkaar houdt als een riem, of het lichaam van die vlinder die je je voorstelde waar de linker- en rechtervleugels de zusterchromatiden zijn.

Eenmaal verbonden met het centromeer, gebruiken de spilvezels hun lokalisatiemechanismen om de zusterchromatiden in het midden van de cel te duwen. Als ze eenmaal in het midden zijn aangekomen, blijven de spilvezels de zusterchromatiden duwen totdat ze in lijn liggen langs de middellijn van de cel.
Wat gebeurt er in Meiosis II, Anafase II?

Nu de zusterchromatiden zijn opgesteld langs de middellijn, bevestigd aan het centromeer aan de spilvezels, het werk om ze in dochtercellen te verdelen kan beginnen. De uiteinden van de spilvezels die niet aan de zusterchromatiden zijn bevestigd, zijn verankerd aan de centrosomen aan elke kant van de cel.

De spilvezels beginnen te samentrekken, waardoor de zusterchromatiden uit elkaar worden geslingerd totdat ze scheiden. Gedurende deze tijd werkt de samentrekking van de spilvezels bij de centrosomen als een haspel, waardoor de zusterchromatiden van elkaar worden getrokken en ze ook naar tegenovergestelde zijden van de cel worden gesleept. Wetenschappers noemen de zusterchromiden nu zusterchromosomen, bestemd voor afzonderlijke cellen.
Wat gebeurt er in Meiosis II, Telophase II?

Nu de spilvezels de zusterchromiden met succes in afzonderlijke zusterchromosomen hebben verdeeld en getransporteerd aan weerszijden van de cel, is de cel zelf klaar om te delen. Ten eerste decondenseeren de chromosomen en keren terug naar hun normale, draadachtige toestand als chromatine. Omdat de spilvezels hun werk hebben verricht, zijn ze niet langer nodig, dus de spil demonteert.

Alles wat de cel nu nog moet doen, wordt in tweeën gedeeld via een mechanisme dat cytokinese wordt genoemd. Om dit te doen, vormt de nucleaire envelop zich opnieuw en creëert een inkeping in het midden van de cel, een splitsingsgroef genoemd. De manier waarop de cel bepaalt waar deze voren moet worden getrokken, blijft onduidelijk en het onderwerp van verhitte discussies onder wetenschappers die cytokinese bestuderen.

Een eiwitcomplex genaamd de actine-myosine-contractiele ring veroorzaakt het celmembraan (en de celwand in planten) cellen) om langs de cytokinese voor te groeien, waarbij de cel in twee wordt geknepen. Als de splitsingsgroef zich op de juiste locatie vormt, met de zusterchromosomen gescheiden in afzonderlijke zijden, bevinden de zusterchromosomen zich nu in afzonderlijke cellen.

Dit zijn nu vier haploïde dochtercellen die unieke, gevarieerde genetische informatie bevatten die u bekend als zaadcellen of eicellen (of spore cellen in planten). Wanneer komt meiose voor bij mensen?

Een van de meest interessante aspecten van meiose is wanneer het voorkomt bij mensen, dat varieert op basis van Voor mannelijke mensen voorbij het begin van de puberteit, vindt meiose continu plaats en produceert vier haploïde zaadcellen per ronde, elk klaar om een eicel te bevruchten en nakomelingen te produceren als ze de kans krijgen.

Als het gaat om vrouwelijke mensen, de tijdlijn voor meiose is anders, ingewikkelder en veel vreemder. In tegenstelling tot mannelijke mensen die continu spermacellen produceren van de puberteit tot de dood, worden vrouwelijke mensen geboren met een levenslange voorraad eieren die zich al in hun eierstokweefsel bevindt. Wacht, wat? Stop en start meiose

Het is een beetje verbijsterend, maar vrouwelijke mensen ondergaan een deel van meiose I terwijl ze zelf nog foetussen zijn. Dit produceert eicellen in de eierstokken van de foetus en vervolgens gaat meiose in wezen offline totdat het wordt geactiveerd door hormoonproductie in de puberteit.

Op dat moment wordt meiose kort hervat maar stopt het opnieuw in het metafase II-stadium van meiose II. Het start alleen een back-up en voltooit het programma als het ei bevrucht is.

Terwijl het hele meiose-programma vier functionele spermacellen voor mannelijke mensen produceert, maakt het slechts één functionele eicel voor vrouwelijke mensen en drie vreemde cellen genaamd polaire lichamen.

Zoals je ziet, houdt seksuele reproductie veel meer in dan sperma en ei. Het is eigenlijk een super gecompliceerde reeks celdelingsprogramma's die samenwerken om ervoor te zorgen dat elk potentieel nageslacht het juiste aantal chromosomen heeft en een unieke overlevingskans dankzij genetische shuffling.