Na początku byłeś tylko materiałem genetycznym . Abyś ty, twoja biologiczna mama i tata musieli uczestniczyć w próbie wprowadzenia po jednej gamecie - plemniku i komórce jajowej, każda z 23 chromosomami . Obie te komórki płciowe zawierały wszystko, co potrzebne - mówiąc genetycznie - do stworzenia wyjątkowego człowieka, jakiego nigdy wcześniej nie widziano na tej planecie. To ty.
Jak zapewne wiesz, aby stworzyć „ty”, a nie „pół Paula i pół Diane”, musiało zejść jakieś skomplikowane genetyczne juju - 23 chromosomy z każdej z gamet twoich rodziców musiały połączyć siły, aby twój jedyny genom (twój kompletny zestaw DNA), który był przechowywany w jądrze prawie każdej z twoich komórek, odkąd byłeś małą zygotą lub zapłodnioną komórką jajową. Po prostu powielają te informacje w kółko.
Ten proces - ten, w którym twoje komórki (których jądra zawierają wszystkie 46 tych oryginalnych chromosomów, które otrzymałeś od rodziców w pierwszym dniu) dzielą się w kółko, tworząc nowe, gdy stare się zmęczą lub uszkodzą - nazywa się mitozą. Mitoza występuje, gdy tworzysz nowe komórki paznokcia, a nawet gdy wyrasta guz rakowy. Mitoza jest takim koniem roboczym, o którym możesz nie wiedzieć, że ma siostrzany proces zwany mejozą, który jest równie ważny, ale nie tak powszechny.
Co za różnica?
„Kluczem do zrozumienia różnicy między mitozą a mejozą nie są etapy, ale produkty końcowe każdego z nich” - mówi Brandon Jackson, adiunkt na Wydziale Nauk Biologicznych i Środowiskowych na Uniwersytecie Longwood w Wirginii. „W wyniku mitozy powstają dwie identyczne komórki„ potomne ”, każda z dwiema wersjami każdego genu - po jednej wersji od każdego z rodziców, tak jak każda komórka w ciele. W wyniku mejozy powstają cztery komórki zwane gametami - komórkami płciowymi - ale każda ma tylko jedną wersję każdego genu. W ten sposób, gdy plemnik i jajeczko łączą się podczas zapłodnienia, powstała zygota wraca do posiadania dwóch wersji każdego genu ”.
Jest to więc dość łatwe do zapamiętania: jeśli komórki dzielą się, prawie zawsze dzieje się to przez mitozę, chyba że produktem jest gameta, która planuje spotkać się z inną gametą, aby stworzyć nowy organizm. W tym przypadku każda komórka może mieć tylko 23 chromosomy zamiast normalnych 46. Tak więc konieczne jest pewne tasowanie, aby upewnić się, że każda komórka płciowa ma połowę chromosomów normalnej komórki.
Trudno jest opisać różnice między procesami mitozy i mejozy bez używania mylących terminów, takich jak „rekombinacja homologiczna” i „cytokineza”. Pomaga na chwilę przestać myśleć o podziale komórek w kategoriach chromosomów i zacząć myśleć o zdaniach.
„Mitoza kontra mejoza to nemezis moich uczniów!” mówi Jackson. „Ale ponieważ DNA jest bardzo podobne do słów połączonych ze sobą w celu utworzenia zdań, możemy użyć słów, aby dokonać analogii tych zdarzeń”.
Jedno z ćwiczeń wykonywanych przez Jacksona na zajęciach z biologii polega na zrobieniu dwóch zdań i nazwaniu ich „chromosomami”. (Dla potrzeb tego artykułu, wykonane my zdanie 1 pogrubiony , aby ułatwić podążać swoją ścieżką poprzez procesy mitozy i mejozy). Oba te zdania opisują w zasadzie ten sam pomysł, ale Zdanie 1 (komórka jajko, z 23 chromosomów ) pochodzi od rodzica płci żeńskiej (pogrubioną czcionką), a zdanie 2 (plemnik, również z 23 chromosomami) pochodzi od rodzica płci męskiej.
Zarówno mitoza, jak i mejoza zaczynają się tutaj i powielają DNA, dając nam po dwa z każdego zdania.
Wyobraź sobie królika chowającego się w krzakach.
Wyobraź sobie zająca okrytego roślinnością.
Kolejny etap mitozy oddziela duplikaty, a następnie sortuje je z powrotem, aby utworzyć bliźniacze komórki, z których każda zawiera materiał genetyczny odziedziczony zarówno po matce, jak i po ojcu. Te mogą później tworzyć swoje duplikaty, które są prawie identyczne z duplikatami twoich czerwonych krwinek lub komórek wątroby utworzonych rok lub 20 lat temu.
Wyobraź sobie zająca okrytego roślinnością.
Wyobraź sobie zająca okrytego roślinnością.
Pierwszy etap mejozy (naukowo znany jako mejoza I) pobiera zduplikowane DNA, które wyznacza początek procesu mitozy, kopiuje je, w wyniku czego powstają dwie komórki potomne, każda zawierająca pełne zestawy chromosomów, a następnie tasuje je jak talia kart:
Wyobraź sobie zająca owiniętego w krzaki .
Wyobraź sobie zająca ukrywającego się w roślinności.
Pierwszym krokiem (naukowo znanym jako mejoza I ) jest skopiowanie pojedynczej komórki, w wyniku czego powstają dwie komórki potomne, z których każda zawiera pełny zestaw chromosomów.
Wyobraź sobie zająca owiniętego w krzaki .
Wyobraź sobie zająca ukrywającego się w roślinności.
Drugi etap (naukowo znany jako Mejoza II ) polega na oddzieleniu nowych komórek potomnych, umieszczając każdą z nich we własnej komórce, pozostawiając cztery komórki z innym DNA w każdej.
„Każde zdanie mówi to samo, ale z różnymi wersjami każdego słowa - każda wersja jest allelem, mówiąc DNA” - mówi Jackson. „Każdy allel jest połączeniem słów od rodziców płci męskiej i żeńskiej”.
Uff! Mejoza to dużo pracy! Po co męczyć się, skoro możesz po prostu zrobić szybką mitozę i skończyć z tym?
"Zmiana!" mówi Jackson. „To pierwsza część rozmnażania płciowego, której celem jest zwiększenie zmienności genetycznej, a to zwiększa zdolność organizmu do dalszego przystosowywania się do zmieniającego się świata”.
Powiedzmy, że ostatnia gameta powyżej (są to „zdania” utworzone przez mejozę) zapładnia inną gametę, która mówi:
To stworzyłoby nową komórkę i organizm o następującym profilu DNA:
Rozważmy królika przebranego za chwasty .
Nie tylko różni się od naszej komórki macierzystej, z którą zaczynaliśmy, ale różni się od każdego z naszych dziadków. A jeśli masz dziesiątki takich zdań - w końcu ludzie mają 23 pary „zdań” - a każde zdanie zawiera tysiące słów, każda mejoza i zapłodnienie skutkują kombinacjami genetycznymi, które prawdopodobnie nigdy nie istniały.
I właśnie dlatego jesteś taki wyjątkowy.
Teraz to jest interesujące
Mejozę po raz pierwszy zaobserwował w jajach jeżowca w 1876 roku niemiecki biolog Oscar Hertwig.
