Sisu
- Haploidsed ja diploidsed rakud
- Meioos vs mitoos: sarnasused
- Eukarüootsete rakkude jagunemise faasid
- Põhierinevus: mitoos vs meioos
- Meioos on seotud seksuaalse paljunemisega
- Ületamine (rekombinatsioon)
- Iseseisev sortiment
- Mitoos aitab rakkude käivet ja kasvu
Eukarüootsed rakud, mis on kõik rakud, mis ei kuulu bakterite ja arhaea domeenide prokarüootsetesse organismidesse, teevad neist ise koopiaid, replitseerides nende geneetilist materjali ja jagades seejärel seestpoolt kaheks.
See erineb aga lahtri sisu lihtsast jagamisest, mida nimetatakse binaarne lõhustumise nähtud prokarüootides. See on kahel kujul: mitoos ja meioos.
Haploidsed ja diploidsed rakud
Mitoos on nendest kahest seotud rakkude jagunemisprotsessist lihtsam ja sarnaneb binaarse lõhustumisega, kuna see on a vallaline jagunemine, mille tulemuseks on kaks geneetiliselt identset tütarrakud sama diploidne emaraku kromosoomide arv (inimestel 46).
Meioos hõlmab siiski kaks järjestikust jaotust, mille tulemuseks on neli tütarrakud a-ga haploidne kromosoomi arv (inimestel 23); need tütarrakud on geneetiliselt eristatav vanemrakust ja üksteisest.
Meioos vs mitoos: sarnasused
Nii mitoos kui ka meioos saavad alguse diploidsest vanemrakust, mis lõheneb tütarrakkudeks. Diploidne arv tuleneb asjaolust, et iga rakk sisaldab ühte eksemplari igast kromosoomist (inimestel number üks kuni 22, pluss üks sugukromosoom) organismide emalt ja ühe isalt. Neid iga kromosoomi koopiaid nimetatakse homoloogsed kromosoomid ja neid leidub ainult seksuaalse paljunemise valdkonnas.
Kuna rakk on oma kromosoome juba rakutsüklis korrata, sisaldab mitoosi või meioosi alguses olev geneetiline materjal 92 individuaalset kromatiidi, mis on paigutatud identsetesse paaridesse õde kromatiidid ühendatud struktuuriga, mida nimetatakse a tsentromeer luua dubleeritud kromosoom.
Lisaks võib mõlemad protsessid jagada neljaks alamfaasiks või faasiks: profaas, metafaas, anafaas ja telofaas, mitoos lõpeb pärast selle skeemi ühte vooru ja meioos kulgeb läbi teise.
Eukarüootsete rakkude jagunemise faasid
Inimeste mitoosi ja meioosi vastavate faaside olulised omadused on:
Pärast tuuma ja selle sisu eraldamist tsütokinees, kogu lähteraku jagunemine, toimub lühidalt.
Kuna meioos hõlmab sellest kahte ringi, nimetatakse neid meioosiks I ja meioosiks II. Meioos I hõlmab seega I faasi, metafaasi I ja nii edasi ning vastavalt II meioosi jaoks. Just meioosi I faasi ja I metafaasi ajal toimuvad sündmused, mis tagavad järglaste geneetilise mitmekesisuse. Neid nimetatakse ületamine (või rekombinatsioon) ja iseseisev sortiment vastavalt.
Põhierinevus: mitoos vs meioos
Mitoos on protsess, mille käigus organismide rakud täienevad pidevalt pärast nende surma väljastpoolt tulevate füüsiliste traumade või seestpoolt loodusliku vananemise tagajärjel. Seetõttu ilmneb see igas eukarüootses rakus, ehkki voolavuse määr erineb koetüüpide vahel märkimisväärselt (nt lihasrakkude ja naharakkude käive on tavaliselt väga suur, südamerakkude voolavus aga mitte).
Meioos seevastu esineb ainult spetsialiseerunud näärmetes, mida nimetatakse sugunäärmed (munandid meestel, munasarjad naistel).
Samuti, nagu märgitud, on mitoosil üks faaside voor, mis tekitab kaks tütarrakku, samas kui meioosil on kaks faasi ja see tekitab neli tütarrakku. See aitab neid skeeme korraldada, kui seda meeles pidada II meioos on lihtsalt mitootiline jagunemine. Samuti ei hõlma meioosi kumbki faas ühegi uue geneetilise materjali replikatsiooni. DNA replikatsioon on ühe-kahe augustatud rekombinatsiooni ja sõltumatu sortimendi tulemus.
Meioos on seotud seksuaalse paljunemisega
Meioosist tulenevaid tütarrakke nimetatakse sugurakkudeks. Mehed toodavad sugurakke, mida nimetatakse spermaks (spermatotsüüdid), samal ajal kui naised - sugurakke, mida tuntakse munarakkudena (munarakud). Inimese meestel on üks X-sugukromosoom ja üks Y-sugukromosoom, seega sisaldavad spermarakud kas ühte X- või Y-kromosoomi. Inimese naistel on kaks X-kromosoomi ja seega on kõigil nende munarakkudel üks X-kromosoom.
Lõppkokkuvõttes on iga meioosi tütarrakk geneetiliselt "pooleldi identne" oma vanemaga, hoolimata tulemusest, kuid see erineb mitte ainult lähterakust, vaid ka teistest tütarrakkudest.
Ületamine (rekombinatsioon)
I etapis ei muutu kromosoomid mitte ainult kondenseerunumaks, vaid ka homoloogsed kromosoomid joonduvad üksteise kõrval tetraadidvõi bivalente. Seega sisaldab üksik kahevalentne antud märgistatud kromosoomi (1, 2, 3 ja nii edasi kuni 22) sõsarkromatiide koos selle homoloogse kromosoomi õdekromatiididega.
Ületamine hõlmab DNA pikkuste vahetamist külgnevate mitteõdede kromatiidide vahel kahevalentse keskel. Kuigi selles protsessis ilmnevad vead, on need üsna haruldased. Tulemuseks on kromosoomid, mis on originaalidega väga sarnased, kuid oma DNA koostises selgelt eristuvad.
Iseseisev sortiment
Meioosi I metafaasis ristatakse tetraed mööda metafaasplaat, valmistudes I anafaasis lahku tõmbama. Kuid see, kas naissoost panus tetraadi kerib metafaasiplaadi etteantud poolel või on meeste oma panus selle asemel oma kohal, on puhtalt juhuslik küsimus.
Kui inimestel oleks ainult üks kromosoom, siis lõpetaks sugurakud kas naissoost homoloogi tuletisega või meessoost homoloogi derivaadiga (mõlemat on tõenäoliselt ületamise teel muudetud). Seega oleks antud sugurakus kaks võimalikku kromosoomide kombinatsiooni.
Kui inimestel oleks kaks kromosoomi, oleks võimalike sugurakkude arv neli. Kuna inimestel on 23 kromosoomi, võib ainuüksi meioosi 1 sõltumatu sortimendi tulemusel antud rakk anda 223 = peaaegu 8,4 miljonit erinevat sugurakku.
Mitoos aitab rakkude käivet ja kasvu
Kui meioos on eukarüootse paljunemise geneetilise mitmekesisuse mootor, siis mitoos on jõud, mis võimaldab igapäevast ellujäämist ja kasvu. Inimkeha sisaldab triljoneid somaatilised rakud (see tähendab rakke väljaspool sugunäärmeid, mis ei saa läbi meioosi), mis peavad suutma reageerida muutuvatele keskkonnatingimustele mitmesuguste parandusmehhanismide abil.
Ilma mitoosita, mis annaks kehale uusi rakke, millega töötada, oleks see kõik ladus.
Mitoos ilmneb kogu kehas tohutult erineva kiirusega. Näiteks ajus täiskasvanute rakud peaaegu kunagi ei jagune. Naha pinnal olevad epiteelirakud seevastu "pöörduvad" iga paari päeva tagant.
Kui lahtrid jagunevad, võib see siis juhtuda eristada spetsiifilisematesse rakkudesse spetsiifiliste rakusiseste signaalide tagajärjel või võib see jaguneda viisil, mis säilitab oma esialgse koostise, kuid käsu eristamise võime. Näiteks luuüdis annavad tüvirakkude mitoosid tütarrakke, millest võivad areneda punased verelibled, valged verelibled ja muud tüüpi vererakud.
"Eristatavaid", kuid mitte veel spetsialiseerunud rakke tuntakse kui tüvirakud, ja need on meditsiinilistes uuringutes ülitähtsad, kuna teadlased jätkavad uute meetodite leidmist rakkude produtseerimiseks, et nad jaguneksid konkreetselt määratud kudedesse, mitte püsiksid kogu oma "loomuliku" kulgemise ajal.
Seotud teemad: