Door Carolyn Csanyi, bijgewerkt op 30 augustus 2022

Afbeeldingscredit:Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Celdeling vindt plaats op twee fundamentele manieren – mitose en meiose – bij planten, dieren, protisten en schimmels. Bij dieren zorgt mitose voor groei, herstel en weefselonderhoud door dochtercellen te produceren die genetische replica's zijn van de ouder.

Meiose daarentegen is essentieel voor seksuele voortplanting. Het genereert haploïde gameten (eieren en sperma) die samensmelten tot een nieuw individu met een uitgebalanceerd chromosoomcomplement.

Synapsis:het kenmerk van meiose

Synapsis is de precieze uitlijning van homologe chromosoomparen tijdens profase I van de meiose. Door deze koppeling, die bij mitose afwezig is, kunnen de chromosomen segmenten uitwisselen (een proces dat cross-over wordt genoemd) waardoor de genetische variabiliteit in seksueel voortplantende organismen toeneemt.

Nieuwe genetische combinaties genereren

Meiose vermindert het aantal chromosomen met de helft, waardoor haploïde cellen worden geproduceerd die het juiste aantal chromosomen bij het nageslacht behouden. Menselijke lichaamscellen zijn diploïde (46 chromosomen, 23 paren). Elk paar bestaat uit een moederlijke en een vaderlijke homoloog. Na twee meiotische delingen bevatten gameten 23 enkele chromosomen.

Elke gameet draagt een unieke combinatie van maternale en vaderlijke chromosomen. Deze genetische diversiteit stelt populaties in staat zich aan te passen aan veranderende omgevingen. Synapsis verbetert de variabiliteit verder door recombinatie van zusterchromatiden tijdens crossover.

Hoe synapsis optreedt

Voorafgaand aan de meiose repliceren homologe chromosomen zich en vormen twee zusterchromatiden die bij centromeren bij elkaar worden gehouden. De nucleaire envelop lost op en chromosomen condenseren. Tijdens profase I komen de twee chromatiden van elk homoloog paar langs hun lengtes op één lijn en vormen zo het synaptonemale complex:een eiwit-RNA-scaffold.

Uitgelijnde chromatiden kunnen in elkaar grijpen; fragmenten van één chromatide kunnen loskomen en zich opnieuw hechten aan de andere chromatide, waardoor genetisch materiaal effectief wordt uitgewisseld. Deze kruising verrijkt de genetische variatie die verder gaat dan het willekeurige assortiment chromosomen.

Conclusie van synapsis

Naarmate de meiose I vordert, worden homologe paren uitgelijnd op de metafaseplaat. In anafase I breekt de synapsis en scheiden de homologen zich naar tegengestelde polen. TelophaseI levert twee haploïde cellen op, die elk één chromatide van elk homoloog paar bevatten en nu gerecombineerd DNA dragen.

De rest van de meiose

MeioseII verdeelt de twee haploïde cellen van meioseI, waardoor zusterchromatiden worden gescheiden. Het resultaat is vier haploïde gameten bij mannen en één grote eicel plus drie polaire lichamen bij vrouwen. De twee belangrijkste bronnen van genetische variabiliteit zijn onafhankelijk assortiment tijdens zowel meiotische delingen als recombinatie tijdens synapsis. Bij mensen bedraagt het theoretische aantal verschillende gameten van 23 chromosoomparen 8.324.608.