MAYOZ: IŞLEV, AŞAMALAR VE ÖZELLIKLERI - BIYOLOJI - 2025

Mayoz yaşam döngüsü cinsel üreme bir fazı olan ökaryotik organizmalar karakterize hücre bölünmesi türüdür. Bu süreç sayesinde, bölünen hücrelerdeki kromozomların sayısı yarıya iner, bu yüzden "indirgeyici bölünme" olarak da bilinir.

Hücre teorisinin temellerine göre "her hücre başka bir hücreden gelir" ve bir hücrenin, kendi iç bileşenlerinin (DNA, proteinler vb.) Kopyalanmasından oluşan bir bölünme süreci ile diğerini meydana getirdiği bilinmektedir. ) ve birbirleriyle hemen hemen aynı olan iki "kız" hücreye ayrılmaları.

Mayoz bölünmesinin özet şeması: 1) Kromozomların kopyalanması 2) Homolog kromozomların eşleştirilmesi 3) 4 üzerinden geçilmesi) İlk mayotik bölünme (yavru hücre başına çoğaltılmış kromozomların her birinden biri) 5) İkinci mayotik bölünme (her birinden bir kromozom yavru hücre başına bir adet) (Kaynak: Peter coxhead, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu süreç, yaşamın sürekliliğine ve genetik materyalin sonraki nesillere "değişmeden" aktarılmasına izin verir. Mayoz, hem çok hücreli organizmaların hücrelerinde hem de tek hücreli organizmalarda (diğerleri arasında protozoa, maya ve bakteri) oluşur.

Bazı organizmalar için bu, üremenin ana şeklidir ve eşeysiz üreme olarak bilinir. Ancak farklı gelişim döngüleri olan çok hücreli canlıların çoğalması biraz daha karmaşıktır ve aynı organizmanın tüm hücrelerinin zigot adı verilen çok özel bir hücreden oluştuğunu ima eder.

Zigot, iki farklı birey (genellikle bir "erkek" ve bir "dişi") tarafından üretilen ve genetik bilginin yarısına sahip olan, iki gametik veya cinsel hücrenin füzyonunu içeren, cinsel üreme adı verilen bir sürecin sonucudur. her biri.

Bu cinsiyet hücrelerinin üretim süreci, çok hücreli organizmalarda mayoz olarak bilinen şeydir ve ana işlevi yarı kromozomal yüke sahip hücreler yani haploid hücreler üretmektir.

Mayozun işlevi

Mayoz, çoğu hayvan ve bitki türü tarafından benimsendiği için evrimsel olarak avantajlı bir "edinim" gibi görünen cinsel üremenin merkezi parçası veya "kalbidir".

Bu süreç, iki farklı genomun kombinasyonunu içerir ve bu, "yeni" bir genetik donanıma sahip yavruların oluşumu ile sona erer ve bu da değişkenlikte bir artış anlamına gelir.

Bu indirgeyici hücre bölünmesi yoluyla, çok hücreli hayvanların ve bitkilerin vücudundaki germ hattı hücreleri olarak bilinen özel hücreler, kaynaştığında zigot adı verilen bir hücreye yol açan cinsiyet veya gametik hücreler üretir. .

Mayoz bölünme ile kromozomal sayının azaltılması, bir sonraki nesilde diploid kromozomal tamamlayıcıyı "yeniden üretmek" için üretilen iki cinsiyet hücresinin birleşmesi için gerekli bir adımdır ve türlerin devamlılığını sağlar.

Kromozom sayısında azalma mümkündür, çünkü mayoz bölünmesi sırasında tek bir DNA replikasyonunu iki ardışık kromozom ayrımı turu izler.

Rekabet avantajı

İki bireyin cinsel olarak çoğalması ve kromozomları daha önce rastgele süreçlerle "karıştırılmış" olan genetik olarak farklı iki gametin kaynaşması, rekabet açısından evrimsel bir avantaj anlamına gelebilir.

Eşeyli üreme sırasında kaynaşan yeni bir genetik kombinasyonla hücrelere yol açan Meiosis, bu tür üremenin ürünü olan bireylerin, esaslı bir şekilde değişen ortamlarda hayatta kalmaya uyum sağlamasına olanak tanır.

"Zararlı" alellerin ortadan kaldırılması

Bir popülasyon, mutasyonların (çoğu zararlı veya zararlı olabilen) yeni alellerin ortaya çıkmasına duyarlı olduğundan, mayoz ve cinsel üreme, bu alellerin hızlı bir şekilde ortadan kaldırılmasına yardımcı olabilir, bunların birikmesini önleyebilir ve daha fazla yayılabilir.

Mayozun evreleri

Mayotik süreç, bölünmesi kromozom yükünün azaldığı bir hücrenin kromozomlarının "ayrılması" veya "dağılımı" olarak açıklanabilir; bu, birinci miyotik bölünme ve ikinci miyotik bölünme olarak bilinen iki bölünme yoluyla meydana gelir. mitotik bölünmeye oldukça benzer.

Aşağıda görüleceği gibi, iki mayozun her biri bir ön faz, bir metafaz, bir anafaz ve bir telofazdan oluşur.

Mayoz bölünme aşamaları (Kaynak: Boumphreyfr, Wikimedia Commons)

- İlk mayotik bölünme

Mayoz I veya ilk mayotik bölünme, her bir homolog kromozom çiftinin (diploid organizmaların ebeveynlerinden miras aldığı maternal ve babaya ait kromozomlar) üyelerinin birleşmesiyle başlar.

Arayüz

Mitozda olduğu gibi, mayozdan önce gelen germ hattı hücre döngüsünün fazı arayüzdür. Bu aşamada, her biri iki kardeş kromatidden oluşan bir maternal ve bir baba kromozomu (diploid hücrelerdir) üreten tek hücresel DNA replikasyonu olayı meydana gelir.

Aşama I

Mayoz I faz I sırasında, homolog kromozomlar (iki farklı ebeveynden, baba ve anneden gelen eşdeğer kromozomlar) arasındaki birleşme veya fiziksel temas tüm uzunlukları boyunca gerçekleşir.

Bu olay sinaps olarak bilinir ve her bir homolog kromozomdan iki olmak üzere dört kromatidin ilişkilendirildiği süreçtir, bu nedenle ortaya çıkan yapıya tetrad veya iki değerlikli kompleks adı verilir (faz sırasında bir hücrede tetrad sayısı haploid kromozom sayısına eşdeğer).

Her tetradda, kardeş olmayan kromatitler, yani homolog kromozomlara ait olanlar, çaprazlama adı verilen bir işlemle yeniden birleşir, bu da rastgele parçaların rastgele konumlarda "kesilip yapıştırılması" yoluyla kromozomlar arasında genetik değişime neden olur. yeni gen kombinasyonları oluşturmak.

Rekombinasyon meydana geldikten sonra, homolog kromozomların sentromerleri ayrılır ve yalnızca çaprazlama bölgelerine karşılık gelen kiazma olarak bilinen bölgelerle birleşmiş halde kalır. Bununla birlikte, kardeş kromatitler sentromer yoluyla bağlı kalır.

Mayoz I'in bu aşamasında hücreler büyür ve yedek molekülleri sentezler. Ek olarak, mikrotübül milinin oluşumu takdir edilir ve son faz I'de nükleer zarf kaybolur ve kromatid tetradlar ışık mikroskobu altında açıkça görülür.

Bu aşama, tetradlar bölünen hücrenin ekvator düzleminde hizalandığında sona erer.

Metafaz I

Metafaz sırasında, mikrotübül milinin lifleri, homolog kromozomların sentromerlerine ve hücrenin zıt kutuplarına bağlanır; Bu, kardeş kromatidlerin sentromerlerinin zıt kutuplarda mikrotübüllere bağlandığı mitoz sırasında meydana gelenin tam tersidir.

Anafaz I

Bu aşamada, çiftlenmiş homolog kromozomlar, milin mikrotübülleri sayesinde hücrenin zıt kutuplarına doğru "çekildiklerinden" ayrılırlar. Her kutupta, rastgele bir kromozom kombinasyonu bulunur, ancak her bir homolog çiftin yalnızca bir üyesi bulunur.

Anafaz I sırasında kardeş kromatitler, mitozdan farklı olan sentromerleriyle birbirlerine bağlı kalırlar, çünkü mitotik anafaz sırasında kardeş kromatitler hücrenin zıt kutuplarında ayrılırlar.

Telofaz I

Bu noktada kromatitler "yoğunlaşır", yani mikroskop altında daha az görünür hale gelirler ve karakteristik şekillerini kaybeder. Nükleer zarf yeniden düzenlenir ve haploid sayıda kromozoma sahip olan, ancak (iki kromatidi ile birlikte) kopyalanmış kromozomlardan oluşan yavru hücrelerin sitokinezi veya ayrılması meydana gelir.

Telofaz I ve sonraki miyotik bölünme arasında, tüm organizmalarda meydana gelmese de, interkinesis olarak bilinen kısa bir süre vardır.

- İkinci mayotik bölünme

İkinci bölünme sırasında, kardeş kromatidler, mitoz sırasında meydana geldiği gibi, ancak DNA daha önce kopyalanmadan ayrılır.

Peygamber II

Faz II, mitotik faza çok benzer. Bu aşamada homolog kromozomların birliği ve geçiş yoktur.

Faz II'de kromatitler tekrar görünür hale gelir, yani kromatin yoğunlaşır. Mil lifleri, kardeş kromatidleri birleştiren santromerlere doğru uzayarak her bir kutuptan yayılır.

Son olarak, nükleer zarf kaybolur ve zıt kutuplardan gelen mikrotübüller her bir kromatidin sentromere ulaşır ve bunlar hücrenin ekvator düzleminde hizalanır.

Metafaz II

Metafaz II, ekvator düzleminde sıralanan kromatitlerin sayısına göre metafaz I'den farklıdır. Metafaz I'de tetradlar görülürken, II'de mitotik metafazda olduğu gibi aynı kromozomun sadece kardeş kromatidleri gözlenir.

Anafaz II

Bu aşamada kardeş kromatitler, hücrenin zıt kutuplarına doğru yer değiştirdikçe ayrılır. Bu andan itibaren, her bir kromatit bağımsız bir kromozom olarak kabul edilir.

Telofaz II

Telofazın başlangıcında, çekirdek zarfı, hücrenin her bir kutbunda dağıtılan, çoğaltılmamış homolog kromozomlar kümesi üzerinde yeniden oluşur ve ardından yavru hücrelerin sitokinezi veya ayrılması gerçekleşir.

Bir diploid hücrenin mayotik bölünmesi, rekombinasyon gerçekleştiğinde her biri farklı bir gen kombinasyonuna sahip olan dört haploid hücre üretir.

Referanslar

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Temel hücre biyolojisi. Garland Bilimi.
2. Bernstein, H. ve Bernstein, C. (2013). Mayoz bölünmenin evrimsel kökeni ve adaptif işlevi. Mayozda. IntechOpen.
3. Hunt, PA ve Hassold, TJ (2002). Mayoz bölünmede seks önemlidir. Bilim, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Mayoz: Nasıl Çalışabilir? Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR ve Martin, DW (2011). Biyoloji (9. baskı). Brooks / Cole, Cengage Learning: ABD.
6. Villeneuve, AM ve Hillers, KJ (2001). Mayoz neden? Cell, 106 (6), 647-650.