Të gjithë e dinë se me riprodhimin seksual, lind një organizëm i ri si rezultat i shkrirjes së dy gameteve (qelizave seksuale). Gametogjeneza, ose formimi i qelizave gjeneruese, ndodh përmes një ndarje specifike të quajtur mejozë. Cili është thelbi i këtij procesi, cilat janë fazat e tij, do ta tregojmë në këtë artikull.
Pak njohuri të përgjithshme
Për shumicën e organizmave heteroseksualë në planetin tonë, riprodhimi seksual është karakteristik. Në këtë rast, gametet kanë një grup gjysmë kromozomi, i cili quhet haploid (n). Si rezultat i shkrirjes së gameteve, formohet një zigotë, në të cilën rikthehet diploidia dhe grupi i kromozomeve caktohet 2n, që është thelbi i mejozës (shkurtimisht).
Për shembull, Drosophila (miza e frutave) ka vetëm 4 kromozome - ky është një grup diploid. Gametet në bërthamën e saj kanë vetëm 2 kromozome. Tek njerëzit, në çdo qelizë në bërthamë ka 46 kromozome, dhe në gametë (vezë dhe spermë) - 23 secila.
Porrestaurimi i diploidisë gjatë riprodhimit seksual është vetëm një pjesë e vogël e asaj që është thelbi i mejozës.
Kromozomet dhe kromatidet
Për të kuptuar materialin e mëposhtëm, është e rëndësishme të kuptoni ndryshimin midis të dyjave.
Kromozomet (përdoret emërtimi n) quhen bartës të materialit gjenetik, por thjesht këto janë molekula të ADN-së (acidi deoksiribonukleik), të shumëfishuara në spirale dhe të vendosura në bërthamën e qelizave eukariote (që kanë një bërthamë me një mbështjellës membranor) organizmat. Në formën në të cilën jemi mësuar t'i shohim në tekstet shkollore dhe librat referencë (fotoja e mësipërme tregon kromozomet njerëzore), ato bëhen të dukshme vetëm gjatë interfazës, para ndarjes qelizore, kur tashmë janë dyfishuar.
Por kromatidet (të shënuara me) - kjo është vetëm pjesa strukturore e kromozomit, e cila tashmë ka kaluar në procesin e riprodhimit (dyfishimit) në interfazën para ndarjes së qelizave. Një kromatid është një nga dy kopjet e ADN-së që janë të lidhura në këtë moment nga një shtrëngim i veçantë (centromere).
Përderisa dy kromatide janë të lidhura nga një centromerë, ato quhen kromatide motra. Dhe vetëm gjatë ndarjes seksuale të qelizave (mejoza) ato ndahen dhe përfaqësojnë njësi të pavarura të materialit trashëgues, dhe nëse ka ndodhur kryqëzimi midis tyre (më shumë për këtë më vonë), atëherë ato pësuan ndryshime në sekuencën e gjeneve.
Të gjithë kromozomet janë të ndryshëm në formë dhe madhësi brenda një çifti homolog (identik). I gjithë grupi i kromozomeve në qelizat e së njëjtës specie quhet kariotip. Pra, tek njerëzit, kariotipi është 46 kromozome,nga të cilat 22 çifte janë homologe ose autozome, dhe 23 çifte janë kromozome seksuale (X dhe Y). Në gametet e njeriut (sperma dhe veza) ekziston një grup (haploid) i kromozomeve - 23 autozome dhe 1 kromozom seksual (X ose Y).
Vetëm mejoza siguron një grup të tillë në gametë.
Ndarja speciale e qelizave
Ndarja specifike me formimin e qelizave germinale - mejoza (nga fjala greke Μείωσις, që do të thotë reduktim) është një grup i dy ndarjeve të njëpasnjëshme qelizore, si rezultat i të cilave bërthama ndahet dy herë, dhe kromozomet vetëm një herë.. Për shkak të kësaj, ka një rënie (reduktim) të kromozomit të vendosur në gamete përgjysmë, i cili, kur ato bashkohen, rikthen diploidinë e zigotit. Kjo është rëndësia e saj biologjike.
Mejoza (fazat e saj) në të gjithë organizmat e gjallë ndodh në të njëjtën mënyrë:
- Ndarja e parë (reduktimi), pas së cilës numri i kromozomeve përgjysmohet.
- Ndarja e dytë (ekuacionale) ndodh si një ndarje e thjeshtë (mitoz). Quhet edhe nivelim.
Ndarja e parë mejotike
Gjatë përgatitjes së një qelize për ndarje (ndërfazë) në bërthamë, numri i kromozomeve dyfishohet (janë 4 n), gjë që është tipike për qelizat që ndahen me ndarje të thjeshtë (mitoz). Në qelizat e prekursorëve të gameteve (tek njerëzit, spermatocitet dhe ovocitet), një dyfishim i tillë nuk ndodh në interfazë, dhe qeliza fillon mejozën me një grup kromozomesh 2n dhe kalonhapat e mëposhtëm:
- Profaza I. Në këtë fazë, kromozomet bëhen më të dendura dhe më afër njëri-tjetrit. Ndodh konjugimi (ngjitja) e kromozomeve homologe (një palë), gjatë së cilës ndodh kryqëzimi. Ky proces është karakteristik vetëm për mejozën (cila është thelbi, do ta përshkruajmë më poshtë). Pastaj kromozomet ndahen, lëvozhga e bërthamës së qelizës shkatërrohet dhe boshti i ndarjes fillon të formohet.
- Metafaza I. Fijet e boshtit ngjiten në centromeret e kromozomeve, dhe ato vetë janë të vendosura përgjatë ekuatorit të ndarjes përballë njëri-tjetrit, dhe jo përgjatë së njëjtës linjë (si në mitozë).
- Anafaza I. Fijet e boshtit i shtrijnë kromozomet deri te polet. Shkurtimisht, kuptimi dhe thelbi i mejozës qëndron në këtë fazë të ndarjes - polet kanë n kromozome.
- Telofaza I. Në këtë fazë, formohen mbështjelljet bërthamore. Tek kafshët dhe disa bimë, ndodh ndarja e mëtejshme e citoplazmës dhe formohen dy qeliza bija.
Qelizat e formuara hyjnë në interfazë, e cila është ose shumë e shkurtër ose mungon.
Ndarja e dytë mejotike
Meioza II ka të njëjtat faza:
- Profaza II. Kromozomet bëhen më të dendura, membranat bërthamore zhduken dhe boshti i ndarjes fillon të shfaqet (foto më lart).
- Gjatë metafazës II, formimi i boshtit vazhdon dhe kromozomet ndodhen përgjatë ekuatorit të ndarjes.
- Anafaza II. Kromozomet shtrihen në polet e qelizës (foto më poshtë).
- Telofaza II. Formohen membranat bërthamore, citoplazma ndahet në mesdy qeliza.
Me këtë ndarje, numri i kromozomeve nuk ndryshon, por secili prej tyre përbëhet nga vetëm një kromatid (njësi strukturore). Ky është thelbi i mejozës II. Qelizat formohen me një grup kromozomesh haploid në secilin (n).
Rëndësia biologjike e mejozës
Çfarë është, tashmë është bërë e qartë:
- Mejoza është një mekanizëm i përsosur që siguron qëndrueshmërinë e kariotipit (numrit të kromozomeve) të një specieje që është e natyrshme në riprodhimin seksual.
- Për shkak të dy ndarjeve të njëpasnjëshme të mejozës, numri i kromozomeve në gamete bëhet haploid dhe bëhet logjike rivendosja e diploidisë kur ato bashkohen (fertilizohen) me formimin e një zigoti me kariotipin origjinal diploid..
- Është mejoza ajo që siguron një veti të tillë të organizmave si ndryshueshmëria. Në profazën I - për shkak të kryqëzimit, dhe në anafazën I - për faktin se kromozomet homologe me gjene të ndryshme mund të përfundojnë në gamete të ndryshme.
Çfarë është Crossover
Le të kthehemi te profaza I e mejozës. Pikërisht në këtë moment, kur kromozomet homologe janë afruar dhe pothuajse janë ngjitur së bashku, mund të ndodhë një shkëmbim midis tyre i çdo vendi. Është ky shkëmbim që quhet crossing over, që fjalë për fjalë nga anglishtja (crossing over) do të thotë kalim ose kalim.
Me fjalë të tjera, një pjesë e një kromozomi mund të ndërrojë vendet me të njëjtën pjesë të një kromozomi tjetër nga i njëjti çift. Ky mekanizëm siguron ndryshueshmëri gjenetike rikombinuese të organizmave. duke u përziergjenet çojnë në rritjen e biodiversitetit brenda një specie të vetme.
Cikli jetësor dhe mejoza
Varësisht se në cilën fazë të ciklit jetësor ndodh mejoza, ekzistojnë tre lloje të mejozës në biologji:
- Initial (zigota) ndodh menjëherë pas fekondimit në zigot. Ky lloj i mejozës është tipik për organizmat me mbizotërim të fazës haploide në ciklin jetësor. Këto janë kërpudhat (askomicete dhe bazidomicete), disa alga (klamidomonas), protozoa (sporozoa).
- Mejoza e ndërmjetme (spore) ndodh gjatë formimit të sporeve në organizmat me një alternim uniform të formave diploide dhe haploide. Këto janë spore më të larta (myshqet, myshqet e klubit, bishtet e kalit, fierët), gjimnospermat dhe angiospermat. Midis kafshëve, ky lloj mejoze është karakteristik për protozoarët detarë foraminifera.
- Mejoza përfundimtare (gametike) është e natyrshme në të gjitha kafshët shumëqelizore, alga deti fucus dhe disa protozoa (ciliate). Në këta organizma, faza diploide mbizotëron në ciklin jetësor dhe vetëm gametet kanë një grup kromozomesh haploid.
Përmbledh
Nxënësit njihen me thelbin e mejozës në klasën e 6-të kur studiojnë protozoarët, algat dhe kalojnë në studimin e biologjisë së bimëve. Ky koncept kyç i biologjisë së përgjithshme dhe mekanizmave të formimit të qelizave germinale (gameteve) na lejon të kuptojmë të përbashkëtat e të gjithë jetës në planetin tonë, të kuptojmë ciklet e ndryshme të jetës së bimëve dhe kafshëve.
Përveç kësaj, është mejoza që duhet të jemijanë mirënjohës për diversitetin intraspecifik të specieve biologjike Homo sapiens. Gjatë studimit të biologjisë në klasat vijuese, nxënësit vazhdojnë të studiojnë fazat e ndarjes seksuale dhe kur njihen me gjenetikën, ligjet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë.
Studimi i mekanizmave të ndarjes së qelizave të ndryshme na lejon të kuptojmë veçantinë dhe përshtatshmërinë e ligjeve të natyrës, të cilat janë formuar gjatë miliarda viteve të evolucionit në një planet të vetëm të sistemit diellor. Dhe ne ishim me fat që lindëm në të.
