Μεσογειακές φάσεις και χαρακτηριστικά

Το Μεϊώση είναι μια εξειδικευμένη μορφή κυτταρικής διαίρεσης που παράγει κύτταρα αποκατάστασης, όπως σπερματοζωάρια, ωάρια ή σπόρια φυτών και μυκήτων.

Όλα τα κύτταρα προέρχονται από άλλα κύτταρα από τον μηχανισμό της κυτταρικής διαίρεσης. Κανονικά αυτή η διαδικασία απαιτεί να χωριστεί ένα βλαστικό κύτταρο σε δύο ή περισσότερα «θυγατρικά κύτταρα». Με αυτό τον τρόπο το μητρικό κύτταρο μεταφέρει τις γενετικές πληροφορίες στην επόμενη γενιά.

Στα εννέα στάδια της μείωσης, ένα γονικό κύτταρο διαιρείται σε δύο κύτταρα και στη συνέχεια διαιρείται πάλι για να σχηματιστούν συνολικά τέσσερα κύτταρα που περιέχουν το ήμισυ της αρχικής ποσότητας του γενετικού υλικού.

Στους ανθρώπους, σπέρμα στους άνδρες και τα αυγά στις γυναίκες, επίσης γνωστά ως γαμέτες ή αναπαραγωγικά κύτταρα.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας τα γονίδια είναι «μικτά» και ο αριθμός των χρωμοσωμάτων παραμένει στη μέση, με αποτέλεσμα τέσσερα γενετικά μοναδικά κύτταρα ή γαμετοί, με το ήμισυ του αριθμού χρωμοσωμάτων που το μητρικό κύτταρο.

Η μεΐωση διαφέρει από τη μίτωση. Στη μίτωση τα κύτταρα του οργανισμού διαιρούνται για να παράγουν πανομοιότυπα κύτταρα με στόχο την αποκατάσταση ή την αντικατάσταση κατεστραμμένων κυττάρων. Για παράδειγμα, τα κύτταρα του δέρματος χωρίζονται σε άλλα κύτταρα του δέρματος.

Ωστόσο, στη μείοση ο στόχος είναι να δημιουργηθούν σεξουαλικά κύτταρα ή γαμέτες που είναι διαφορετικά, καθώς έχουν ένα μοναδικό γενετικό υλικό.

Η σπέρμα και τα αυγά είναι διαφορετικά από οποιοδήποτε άλλο κύτταρο στο σώμα, αφού έχουν τα μισά χρωμοσώματα ή γενετικό υλικό. 

Ένα φυσιολογικό κύτταρο του ανθρώπινου σώματος έχει 46 χρωμοσώματα και ένα γαμέτα έχει 23 χρωμοσώματα. Όταν το ωάριο και το σπέρμα ενωθούν με σεξουαλική αναπαραγωγή, κάθε γαμέτα συνεισφέρει 23 χρωμοσώματα και 46 που λαμβάνονται, το οποίο αποτελεί το πλήρες γενετικό υλικό του μεταγενέστερου εμβρύου.

Φάσεις / στάδια της μείωσης

Η διαδικασία μείωσης αποτελείται από δύο κυτταρικά τμήματα, από τα οποία το ένα ακολουθεί το άλλο. Ως εκ τούτου, λέγεται ότι υπάρχει μια μεΐωση Ι και μια μείοσις II. Η δεύτερη μείοσις λαμβάνει χώρα μόνο στα διπλοειδή κύτταρα για να καταλήξει μόνο σε απλοειδή κύτταρα.

Ωστόσο, τα στάδια κυτταρικής διαίρεσης που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της μείωσης Ι και II είναι τα ίδια: προφάσεις, μεταφάσεις, αναφάσεις και τελοφάσες. Αυτά τα στάδια περιγράφονται παρακάτω (M, 2015).

Μεΐωση Ι

Πρώτα εγώ: Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, το γενετικό υλικό μπορεί εύκολα να παρατηρηθεί στον πυρήνα του κυττάρου, συμπυκνώνοντας και παίρνοντας τη μορφή ενός διπλοειδούς χρωμοσώματος. Εδώ, τα χρωμοσώματα - τα οποία συνδέονται μεταξύ τους - πραγματοποιούν ένα γενετικό ανασυνδυασμό.

Επίσης, η κυτταρική μεμβράνη εξαφανίζεται. Οι μικροσωληνίσκοι πρωτεϊνών εμφανίζονται και μετακινούνται στους πόλους ή στα άκρα του κυττάρου, επιτρέποντας την ανταλλαγή τμημάτων αλυσίδων DNA και το νέο γενετικό υλικό που φαίνεται ότι δεν υπήρχε πριν.

Η διαδικασία συνδυασμού και ανταλλαγής μεταξύ των τμημάτων του DNA μέσα στο κύτταρο επιτρέπει να δοθούν νέοι και διαφορετικοί γενετικοί συνδυασμοί και κάθε κύτταρο στο τέλος της διαδικασίας μείωσης να έχει μια μοναδική σύνθεση.

Μεταφάση Ι: Τα χρωμοσώματα μέσα στο κύτταρο κατευθύνονται συμμετρικά προς τους πόλους του κυττάρου. Μια γραμμή εμφανίζεται στην ισημερινή ζώνη ή στο κέντρο της κυψέλης. Είναι μέσω αυτής της γραμμής ότι θα γίνει η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης.

Αναφορά Ι: Είναι το τρίτο στάδιο που λαμβάνει χώρα κατά τη διαδικασία της μείωσης. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου τα ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων βρίσκονται σε αντίθετους πόλους του κυτταρικού κυτταροπλάσματος. Σε αυτό το στάδιο ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται κατά το ήμισυ σε κάθε κύτταρο. Από την άλλη πλευρά, η διαχωριστική γραμμή στο κέντρο του κυττάρου γίνεται μια έντονη μέση. Εδώ, η διαδικασία διαίρεσης είναι σχεδόν πλήρης.

Telophase I: Αυτό είναι το τελευταίο στάδιο που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας της μείωσης Ι. Εδώ, το μητρικό κύτταρο τελειώνει το διαχωρισμό του, με αποτέλεσμα δύο θυγατρικά κύτταρα. Η κυτταρική μεμβράνη επανεμφανίζεται σε κάθε ένα από τα προκύπτοντα κύτταρα.

Κατά τη διάρκεια της τελοφάσης, κάθε ένα από τα θυγατρικά κύτταρα έχει το απαραίτητο γενετικό υλικό και μόνο για να είναι ανεξάρτητο. Με τον ίδιο τρόπο, μόλις η διαδικασία κυτταρικής κατανομής φθάσει σε αυτό το στάδιο, δίνεται η κατάσταση λειτουργίας, όπου θα ξεκινήσει το δεύτερο στάδιο της διαδικασίας μείωσης.

Μεΐωση II

Μόλις τελειώσει η πρώτη μειοτική διαίρεση, μια σύντομη διεπαφή λαμβάνει χώρα πάλι και τα προκύπτοντα κύτταρα περνούν από μια νέα διαδικασία γνωστή ως μέϊος II.

Κατά τη διάρκεια αυτού του δεύτερου σταδίου της μείωσης η διαδικασία αντιγραφής του γενετικού υλικού ή του DNA δεν λαμβάνει χώρα, ωστόσο οι φάσεις της κυτταρικής διαίρεσης είναι οι ίδιες.

Profase II: Το γενετικό υλικό ή η χρωματίνη συμπυκνώνεται πάλι, και τα χρωμοσώματα παίρνουν μια ορατή μορφή για άλλη μια φορά. Κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματοειδή συνδεδεμένα μεταξύ τους με ένα κεντρομερές (σημείο σύνδεσης μεταξύ χρωματοειδών). Ο μιτωτικός άξονας και η διαχωριστική γραμμή επανεμφανίζονται και η κυτταρική μεμβράνη εξασθενεί.

Μεταφάση ΙΙ: Τα χρωμοσώματα μέσα στο κελί είναι ευθυγραμμισμένα στο κέντρο της κυψέλης, που βρίσκεται στην ισημερινή της γραμμή. Από εκεί, τραβιούνται με μιτωτικές ατράκτους ή μικροσωληνίσκους προς τα άκρα ή τους πόλους του κυττάρου.

Anaphase II: Κάθε χρωματοδίτης διαχωρίζεται από το κεντρομερές και μετατοπίζεται προς έναν από τους πόλους του κυττάρου. Κάθε πόλος του στοιχείου πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό χρωματοειδών.

Telophase II: Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου, κάθε κόρη κόρη τελειώνει τη διαδικασία διαίρεσης, αφήνοντας ίσο αριθμό απλοειδών χρωματοειδών. Εδώ, η κυτταρική μεμβράνη επιστρέφει για να σχηματίσει και η χρωματίνη εμφανίζεται και πάλι. Η διαίρεση του κυτταροπλάσματος του κυττάρου γίνεται μέσω μιας νέας διαδικασίας κυτοκίνης, παρόμοιας με εκείνη που λαμβάνει χώρα κατά το πρώτο στάδιο της μειοτικής διαίρεσης.

Μετά από αυτή τη διαδικασία της μειωτικής διαίρεσης, θα πρέπει να έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή τεσσάρων θυγατρικά κύτταρα, όπου κάθε περιέχει την ίδια ποσότητα του γενετικού υλικού, το οποίο περιλαμβάνει το ήμισυ του DNA κλώνους παρούσα κατά την έναρξη της διαδικασίας της κυτταρικής διαίρεσης (Εκπαιδευτικό, 2016).

Χαρακτηριστικά της μείωσης

Σε αντίθεση με τη διαδικασία της μίτωσης όπου τα θυγατρικά κύτταρα έχουν διπλοειδή σειρές χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μειωτικής τελικά προκύπτον κυτταρικό καθένα έχει μόνο ένα σύνολο απλοειδών χρωμοσωμάτων, δηλαδή απλή.

Έτσι, κατά την πρώτη κυτταρική διαίρεση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον πυρήνα του κυττάρου έχουν δύο χρωματίδες ή μονάδες ολόκληρα χρωμοσώματα, οι οποίοι αποτυπώνουν πλήρως (δεν υπάρχουν τμήματα) και ίση ποσότητα σε θυγατρικά κύτταρα.

Έτσι, κατά τη διάρκεια του δεύτερου σταδίου της μειοτικής διαίρεσης, τα προκύπτοντα κύτταρα θα διαιρούνται και πάλι, διαχωρίζοντας επίσης τη διπλοειδή δομή των χρωμοσωμάτων και έχοντας ως αποτέλεσμα την παραγωγή απλοειδών κυττάρων..

Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει στα κύτταρα σεξ ή γαμέτες, καθώς αυτά θα αντιστοιχιστούν κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγικής διαδικασίας της γονιμοποίησης, κατά την οποία τα χρωμοσώματα θα γίνονται διπλοειδή μία φορά το σπέρμα και το ωάριο ενωθούν.

Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της μείωσης είναι ότι λαμβάνει χώρα μόνο στους οργανισμούς στους οποίους λαμβάνει χώρα η διαδικασία σεξουαλικής αναπαραγωγής.

Με αυτό τον τρόπο, η μείωση είναι επίσης γνωστή ως γαμετογένεση, αφού είναι η διαδικασία με την οποία παράγονται γαμέτες, έτσι ώστε αργότερα να μπορούν να συμμετέχουν στην αναπαραγωγική διαδικασία.

Γαμετογένεση

Γαμετογένεσης είναι η διαδικασία με την οποία διπλοειδή κύτταρα (εκείνα που έχουν μια πλήρη αριθμό χρωμοσωμάτων σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του είδους), υποβάλλονται σε μια διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης ή μειωτικής διαδικασίας με σκοπό την παραγωγή απλοειδών κυττάρων (εκείνα έχουν το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων που είναι τυπικά για το είδος). Αυτά τα απλοειδή κύτταρα είναι γνωστά ως γαμέτες.

Οι γαμετοί είναι ένας μοναδικός και εξειδικευμένος τύπος κυττάρων που παίζουν βασικό ρόλο στην αναπαραγωγική διαδικασία.

Στην περίπτωση της αρσενικής γαμετογένεσης, η διαδικασία της μείωσης ονομάζεται σπερματογένεση, καθώς το σπερματοζωάριο παράγεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.

Στην περίπτωση των γυναικών, αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως ογκογένεση από την παραγωγή ωοκυττάρων κατά τη διάρκεια αυτής (Handel, 1998).

Σημασία της μείωσης

Χάρη στη μεΐωση είναι δυνατή η διαιώνιση των ειδών. Χάρη σε αυτή τη διαδικασία κυτταρικής διαίρεσης, τα απαραίτητα γαμέτες (ωάρια και σπέρμα) παράγονται κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγικής διαδικασίας.

Από την άλλη πλευρά, χάρη στη διαδικασία του γενετικού ανασυνδυασμού που λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια της μείωσης, είναι πιθανό να υπάρχει μια γενετική μεταβλητότητα μεταξύ των μελών του ίδιου είδους.

Αυτός ο γενετικός ανασυνδυασμός καθιστά δυνατή τη μετάθεση ορισμένων χαρακτηριστικών που περιέχονται στο DNA των ατόμων με τη μορφή μικρών τεμαχίων ή χρωματοειδών.

Αυτή η διαδικασία γενετικής μεταμόρφωσης πραγματοποιείται τυχαία και η κατανομή των γενετικών χαρακτηριστικών γίνεται τυχαία.

Αυτό επιτρέπει μια ευρεία μεταβλητότητα στα χαρακτηριστικά που μπορούν να κληρονομήσουν άτομα του ίδιου είδους (Benavente & Volff, 2009).

Μείωσις και διαφορές μίτωσης

Αν και τόσο η μείοσις όσο και η μίτωση είναι διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης που λαμβάνουν χώρα σε όλους τους πολυκύτταρους οργανισμούς, έχουν μερικά διαφορετικά χαρακτηριστικά. Μερικά από αυτά τα χαρακτηριστικά παρατίθενται παρακάτω:

- Κατά τη διάρκεια της μίτωσης το μητρικό κύτταρο χωρίζεται σε δύο θυγατρικά κύτταρα, ενώ κατά τη διάρκεια της μείωσης είναι χωρισμένο σε τέσσερα.

- Η μίτωση εμφανίζεται σε ασυμπτωματικούς οργανισμούς, από την άλλη πλευρά, η μεΐωση εμφανίζεται μόνο σε οργανισμούς με σεξουαλική αναπαραγωγή.

- Κατά τη διάρκεια της μίτωσης, τα θυγατρικά κύτταρα έχουν τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με το μητρικό κύτταρο, αντίθετα με τη μείωση, όπου τα θυγατρικά κύτταρα έχουν μόνο τα μισά από τα χρωμοσώματα που υπάρχουν στο μητρικό κύτταρο.

- Ο στόχος της μίτωσης είναι η παραγωγή κυττάρων σε πολυκύτταρους οργανισμούς και η συμβολή στην αναπαραγωγή μονοκύτταρων οργανισμών. Από την πλευρά του, ο στόχος της μείωσης είναι η δημιουργία των απαραίτητων γαμετών για σεξουαλική αναπαραγωγή.

Αναφορές

1. Ακαδημία, Κ. (2017). Khan Academy. Από την Meiosis: khanacademy.org
2. Benavente, R., & Volff, J.-N. (2009). Wuzburg: Κάργκερ .
3. Educational, P. (13 Σεπτεμβρίου 2016). Εκπαιδευτική πύλη. Ανακτήθηκε από το Meiosis: portaleducativo.ne74
4. Handel, Μ. Α. (1998). Μεϊόση και γαμετογένεση.
5. Μ, C. (12 Μαρτίου 2015). Έννοια του ορισμού του. Ανακτήθηκε από τον ορισμό της μείωσης: conceptodefinicion.de