Μείωση Ανάφαση 1
Μείωση είναι η διαδικασία που δημιουργεί σεξουαλικά κύτταρα ή γαμέτες. Κατά τη διαδικασία της μείωσης, τα χρωμοσώματα διαιρούνται στο μισό προκειμένου να δημιουργηθούν απλοειδή κύτταρα. Αυτά τα γονικά κύτταρα που γεννούν απλοειδή κύτταρα είναι διαφορετικά από τους απλοειδείς απογόνους τους, καθώς τα απλοειδή κύτταρα έχουν ένα διακριτό γονιδίωμα. Η διαδικασία της μείωσης μπορεί να χωριστεί σε δύο ξεχωριστά μέρη:μείωση ένα και μείωσις δύο.
Η μείωση ένα και η μείωση δύο έχουν ξεχωριστές φάσεις. Αυτές οι φάσεις είναι:πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση , και τελοφάση.
Κατά τη διάρκεια της αναφάσης ένα , υπάρχουν ομόλογα που έχουν τοποθετηθεί στην πλάκα μετάφασης κατά την προηγούμενη φάση, μετάφαση. Σε ανάφαση, αυτά τα ομόλογα έλκονται από τη μιτωτική άτρακτο και απομακρύνονται. Αφού διαχωριστούν τα ομόλογα, οι ίνες της ατράκτου τα τραβούν σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, οι αδελφές χρωματίδες παραμένουν μαζί, δεν χωρίζονται από την άτρακτο. Υπάρχει διαφορά στην ανάφαση της μείωσης έναντι της ανάφασης της μίτωσης, επειδή κατά τη διάρκεια της μιτωτικής διαδικασίας οι ίνες της ατράκτου και από τους δύο πόλους του κυττάρου συνδέονται με τα κεντρομερή, ενώ στη μείωση οι ίνες της ατράκτου εκτείνονται μόνο από έναν από τους πόλους για να συνδεθούν με τα κεντρομερή. /P>
Αυτό είναι βασικά αυτό που συμβαίνει στην ανάφαση ένα της μείωσης, αλλά η ανάφαση είναι μόνο μέρος της διαδικασίας μείωσης. Ας εξετάσουμε τις άλλες φάσεις της μείωσης και ας ανακαλύψουμε πώς οι ενέργειες που πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια της ανάφασης παίζουν αναπόσπαστο ρόλο σε μια μεγαλύτερη, περίπλοκη διαδικασία.
Μέωση – Η Δημιουργία Γαμετών
Η μείωση είναι παρόμοια με τη διαδικασία της μίτωσης, την κυτταρική διαδικασία που διαιρεί τα κύτταρα για να δημιουργήσει νέα. Η μίτωση είναι η διαδικασία που αντικαθιστά τα παλιά φθαρμένα κύτταρα με νέα κύτταρα. Η μείωση διαιρεί επίσης τα κύτταρα για να δημιουργήσει νέα κύτταρα, αλλά η διαδικασία της μείωσης διαφέρει από τη μίτωση με πολλούς βασικούς τρόπους. Η κύρια διαφορά μεταξύ της μίτωσης και της μείωσης είναι ότι η μείωση είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία σεξουαλικών κυττάρων ή γαμετών.
Οι γαμέτες είναι σπέρμα και κύτταρα ωαρίων στον άνθρωπο και όταν το σπέρμα και τα ωάρια διαφορετικών ατόμων συνδυάζονται μαζί θα δημιουργηθεί ένα νέο γονιδίωμα και θα συνεχιστούν τμήματα του γενετικού κώδικα από τα αρχικά κύτταρα. Τα θυγατρικά κύτταρα που παράγονται στη μείωση έχουν μόνο τα μισά χρωμοσώματα από ένα γονικό κύτταρο, σε αντίθεση με τα θυγατρικά κύτταρα που παράγονται από τη μίτωση. Ενώ η διαδικασία της μίτωσης παράγει διπλοειδή κύτταρα - θυγατρικά κύτταρα με δύο σετ χρωμοσωμάτων - τα απλοειδή κύτταρα διαθέτουν μόνο ένα σύνολο χρωμοσωμάτων. Αυτά τα απλοειδή κύτταρα, το σπέρμα και τα ωάρια, θα έχουν τα δικά τους διπλοειδή σύνολα όταν ενωθούν με άλλους γαμέτες.
Φάσεις της μείωσης
Η μείωση χρησιμοποιεί ουσιαστικά τους ίδιους μηχανισμούς και στρατηγικές που κάνει η μίτωση για να διαχωρίσει τα χρωμοσώματα μέσα στα κύτταρα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τη διαδικασία της μίτωσης, η μείωση πρέπει να διαχωρίζει τις αδελφές χρωματίδες και τα ομόλογα χρωμοσώματα, ενώ η μίτωση πρέπει να διαχωρίζει μόνο τις αδελφές χρωματίδες. Τα ομόλογα χρωμοσώματα είναι τα μη πανομοιότυπα χρωμοσώματα που ένα άτομο θα καταλήξει να λάβει από τους γονείς του. Προκειμένου να διαχωριστούν και οι δύο αδελφές χρωματίδες και τα ομόλογα χρωμοσώματα, η μείωση υφίσταται δύο κύκλους διαίρεσης. Ο πρώτος κύκλος διαίρεσης είναι η μείωση ένα και ο δεύτερος ονομάζεται μείωση δύο.
Δεδομένου ότι η διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης συμβαίνει δύο φορές, αντί για μία μόνο φορά όπως στη μίτωση, τα μητρικά κύτταρα δημιουργούν τέσσερις γαμέτες – όχι δύο. Η πρόφαση, η μετάφαση, η ανάφαση και η τελόφαση εμφανίζονται και οι δύο στη μείωση ένα και στη μείωση δύο.
Meiosis One
Για να μπορέσει ένα κύτταρο γαμετών να περάσει τη μείωση, πρέπει να προχωρήσει μέσω της Μεσοφάσης. Κατά τη διάρκεια της Μεσοφάσης, το σεξουαλικό κύτταρο αναπτύσσεται προετοιμάζοντας την κυτταρική διαίρεση. Καθώς μεγαλώνει, κάνει αντίγραφα των χρωμοσωμάτων του. Όταν η Μεσοφάση τελειώνει και αρχίζει η μείωση, τα χρωμοσώματα που αντιγράφηκαν στη Μεσοφάση συμπυκνώνονται και ζευγαρώνονται. Κάθε ένα από τα χρωμοσώματα θα ευθυγραμμιστεί με έναν ομόλογο σύντροφο. Τα χρωμοσώματα πρέπει να είναι τέλεια ευθυγραμμισμένα με ένα άλλο και το αποτέλεσμα είναι ότι τα γονίδια που βρίσκονται σε καθένα από τα χρωμοσώματα λειτουργούν παράλληλα μεταξύ τους.
Η διασταύρωση είναι αυτό που συμβαίνει μετά την ευθυγράμμιση των χρωμοσωμάτων. Η διαδικασία της διασταύρωσης είναι όπου τα γονίδια που βρίσκονται σε ένα χρωμόσωμα αποσπώνται από το χρωμόσωμα, περνούν στο άλλο χρωμόσωμα και συρράπτονται σε αυτό. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα μεταξύ των δύο χρωμοσωμάτων, με καθένα από τα χρωμοσώματα να ανταλλάσσει τυχαία γονίδια. Τα γονίδια που ανταλλάσσουν χρωμοσώματα προσδίδουν στο DNA των χρωμοσωμάτων μεγαλύτερη ποικιλομορφία και καθίσταται δυνατή χάρη σε μια δομή πρωτεϊνών που ονομάζεται σύμπλεγμα συναπτώνων.
Μεταφάση Πρώτη
Η μετάφαση μπορεί να ξεκινήσει πριν ή μετά τη διασταύρωση, ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου. Κατά τη διάρκεια της μετάφασης, η μιτωτική άτρακτος χρησιμοποιεί τις ίνες της ατράκτου μέσα της και συλλαμβάνει τα χρωμοσώματα. Αφού τα χρωμοσώματα έχουν συνδεθεί με τη μιτωτική άτρακτο μέσω των ινών της ατράκτου, η μιτωτική άτρακτος έλκει αυτά τα χρωμοσώματα και τα μετακινεί προς το κέντρο του κυττάρου σε μια περιοχή που αναφέρεται ως πλάκα μετάφασης. Η διαδικασία της μίτωσης τοποθετεί επίσης τα χρωμοσώματα στην πλάκα της μετάφασης, ωστόσο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μείωσης τα χρωμοσώματα συνδέονται με μικροσωληνίσκους που βρίσκονται μόνο σε έναν και στη μιτωτική άτρακτο. Επειδή τα μισά από τα χρωμοσώματα συνδέονται με μικροσωληνίσκους από έναν πόλο, τα μεμονωμένα χρωμοσώματα δεν είναι προετοιμασμένα για διαχωρισμό, τα ομόλογα ζεύγη είναι. Τα ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων είναι τυχαία προσανατολισμένα.
Αναφάση Ένα
Η πρώτη ανάφαση της μίτωσης περιλαμβάνει τα ομόλογα των προηγούμενων φάσεων που ευθυγραμμίζονται στην πλάκα της μετάφασης. Τα ομόλογα στη συνέχεια διαχωρίζονται από τη μιτωτική άτρακτο και αφού διαχωριστούν από την άτρακτο έλκονται στις αντίθετες πλευρές του κυττάρου. Οι αδελφές χρωματίδες δεν χωρίζονται από την άτρακτο και παραμένουν μαζί στην επόμενη φάση του ενός κύκλου μείωσης.
Telophase One
Κατά τη διάρκεια της τελόφασης, τα χρωμοσώματα που αποσπάστηκαν κατά τη διάρκεια της αναφάσης ολοκληρώνονται μετακινούνται σε αντίθετα άκρα του κυττάρου. Μερικοί οργανισμοί αποσυμπυκνώνουν τα χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της τελοφάσης και αναμορφώνουν τη μεμβράνη κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης επίσης. Άλλοι οργανισμοί δεν θα αναμορφώσουν την πυρηνική μεμβράνη. Δεδομένου ότι τα κύτταρα θα περάσουν από έναν άλλο γύρο μείωσης, η αναμόρφωση της μεμβράνης δεν είναι απολύτως απαραίτητη κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης. Η διαδικασία που είναι υπεύθυνη για τη διαίρεση ενός κυττάρου σε δύο κύτταρα, η κυτταροκίνηση, ξεκινά επίσης κατά τη διάρκεια της τελοφάσης και μετά την ολοκλήρωση της κυτταροκίνησης θα έχουν δημιουργηθεί δύο απλοειδή κύτταρα.
Μείωση Δύο
Όταν η μείωση ολοκληρώνεται, αυτό το κύτταρο προετοιμάζεται για τη μείωση δύο, έναν άλλο γύρο κυτταρικής διαίρεσης. Όταν η μείωση δύο ξεκινά μετά το τέλος της μείωσης ενός, το DNA του κυττάρου δεν έχει αντιγραφεί. Η μείωση δύο είναι πιο σύντομη σε σύγκριση με τη μείωση ενός, και είναι επίσης μια πιο απλοϊκή διαδικασία. Η μείωση δύο είναι ουσιαστικά μίτωση για τα απλοειδή κύτταρα που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της μείωσης ενός.
Τα απλοειδή κύτταρα που θα υποστούν μείωση δύο ξεκινούν τη διαδικασία με ένα μόνο χρωμόσωμα, το αποτέλεσμα της μείωσης ενός. Τα χρωμοσώματα απλοειδών κυττάρων αποτελούνται από δύο αδελφές χρωματίδες και αυτές οι χρωματίδες θα καταλήξουν να διαχωρίζονται κατά τη διάρκεια της υπόλοιπης διαδικασίας μείωσης. Στο τέλος, θα υπάρχουν μη διπλά χρωμοσώματα και απλοειδή κύτταρα.
Η πρόφαση της μείωσης δύο βλέπει τα χρωμοσώματα να συμπυκνώνονται και το πυρηνικό περίβλημα να ξετυλίγεται εάν είναι απαραίτητο. Η μιτωτική άτρακτος σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της προφάσης και τα κεντροσώματα μετακινούνται στα αντίθετα άκρα του κυττάρου. Η μιτωτική άτρακτος έχει μικροσωληνίσκους που συλλαμβάνουν τα χρωμοσώματα. Ενώ αυτή η διαδικασία ξεκινά στην προφάση, συνεχίζει στη μετάφαση. Η δεύτερη μετάφαση έχει επίσης τις αδελφές χρωματίδες που χειραγωγούνται από τη μιτωτική άτρακτο, που ευθυγραμμίζονται στην πλάκα της μετάφασης όπως ακριβώς συνέβη στην πρώτη μείωση. Κατά τη διάρκεια της δεύτερης αναφάσης, το κύτταρο προετοιμάζεται για κυτταροκίνηση και οι αδελφές χρωματίδες χωρίζονται και στη συνέχεια σύρονται προς τα αντίθετα άκρα του κυττάρου.
Οι πυρηνικές μεμβράνες αρχίζουν να αναμορφώνονται κατά τη διάρκεια της τελόφασης δύο και τα αναδρομικά σύνολα χρωμοσωμάτων συνεχίζουν την ανάπτυξη. Η κυτταροκίνηση τελειώνει κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου και τα δύο κύτταρα χωρίζονται σε τέσσερα κύτταρα. Τα χρωμοσώματα εντός αυτών των τεσσάρων κυττάρων αποτελούνται από ένα μόνο χρωματίδιο και πλέον θεωρούνται γαμέτες ή σεξουαλικά κύτταρα.
Πώς διαφέρει η μείωση από τη μίτωση;
Η μίτωση είναι διαφορετική από τη μείωση με πολλούς βασικούς τρόπους. Τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στην πλάκα μετάφασης κατά τη διάρκεια της μείωσης και της μίτωσης, αλλά σε αντίθεση με τη μίτωση, η μείωση έχει ζευγαρωμένα χρωμοσώματα ή τετράδες που ευθυγραμμίζονται στην πλάκα μετάφασης. Αντίθετα, η μίτωση έχει μεμονωμένα χρωμοσώματα που παρατάσσονται σε αυτή την πλάκα. Μια άλλη διαφορά μεταξύ της μίτωσης και της μείωσης είναι ότι οι χρωματίδες στη μίτωση μπορούν να επεκταθούν ελεύθερα όταν βρίσκονται στη μιτωτική άτρακτο στον ισημερινό. Στη μείωση, ωστόσο, τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα ελέγχονται στον προσανατολισμό τους από τη μιτωτική άτρακτο και κατευθύνονται προς τους πόλους του κυττάρου. Μια άλλη διαφορά μεταξύ της μείωσης και της μίτωσης είναι ότι τα χρωμοσώματα είναι γενετικά πανομοιότυπα στη μίτωση, ενώ κατά τη διάρκεια της μείωσης τα χρωμοσώματα είναι ανόμοια επειδή συμβαίνει διασταύρωση.
