Giảm phân ở động vật

Giảm phân ở động vật Được sử dụng để sản xuất các giao tử : tinh trùng và trứng Giảm phân ở thực vật Được sử dụng để sản xuất bào tử . Bào tử là sự bắt đầu của thế hệ thể giao tử đó, trong thời gian, sẽ tạo ra giao tử (do nguyên phân bởi vì các tế bào bắt đầu đã được đơn bội). Giảm phân I Prophase của giảm phân I ( prophase tôi ) là một quá trình phức tạp hơn prophase của nguyên phân (và thường mất nhiều thời gian hơn). Dưới đây là tổng quan về quá trình này. Một chi tiết xem thêm được cung cấp dưới đây .  Khi các nhiễm sắc thể trở nên hữu hình đầu tiên họ đã tăng gấp đôi, mỗi tương đồng đã được nhân đôi trong giai đoạn S trước.  Kết quả: cặp tương đồng dyads mỗi đôi gồm hai nhiễm sắc chị em được tổ chức với nhau bằng một protein gọi là phức tạp cohesin .  Kết nối : Mỗi cặp tương đồng dyads align chiều dọc với nhau.  Kết quả: một tetrad . (Những cấu trúc này đôi khi được gọi là bivalents bởi vì ở giai đoạn này bạn không thể phân biệt được chị em nhiễm sắc cá nhân dưới kính hiển vi.)  Hai tương đồng dyads được tổ chức với nhau bằng o một hoặc nhiều chiasmata (sing. = chiasma) hình thành giữa hai nonsister nhiễm sắc tại các điểm mà họ đã vượt qua . o sự phức tạp synaptonemal (SC), một hội phức tạp của các protein (bao gồm cả cohesin) Tại metaphase tôi , vi ống của các sợi trục gắn vào  kinetochores của một em gái tương đồng, kéo cả hai nhiễm sắc tử chị em đối với một cực của tế bào;  chị kinetochores của tương đồng khác kéo các chị em về phía cực đối diện. Kết quả: một tương đồng được kéo lên trên tấm metaphase , người khác dưới đây. Các chiasmata giữ cho đồng đẳng thuộc lẫn nhau, và cohesin giữ các nhiễm sắc tử chị em với nhau. Tại anaphase tôi ,  các cohesin giữa các nhiễm sắc thể cánh tay cho phép phá vỡ  các chiasmata trượt ngoài.  Kết quả: những tương đồng dyads riêng và di chuyển về phía hai cực của họ. Giảm phân II Nhiễm sắc thể hành vi trong giảm phân II là như thế của nguyên phân.  Tại metaphase II, đính kèm một sợi trục kinetochore của đôi để một cực, khác với các cực ngược lại.  Tại anaphase II, các nhiễm sắc riêng biệt và di chuyển (mỗi giờ một nhiễm sắc thể độc lập) để cột tương ứng. Liên kết bên ngoài Giảm phân là một quá trình năng động. Liên kết đến hình ảnh động tuyệt vời của Kyrk John của nó. Xin vui lòng cho tôi biết bằng thư điện tử nếu bạn tìm thấy một liên kết bị hỏng trong các trang của tôi.) Tái tổ hợp di truyền Giảm phân không chỉ bảo toàn kích thước bộ gen của sinh vật nhân chuẩn sinh vật sinh sản mà còn cung cấp ba cơ chế để đa dạng hóa hệ gen của con người. 1. Crossing Over Chiasmata đại diện các điểm, nơi trước đó (và vô hình) nhiễm sắc nonsister đã đổi chỗ phần. Quá trình này được gọi là vượt qua. Nó là đối ứng, các đoạn trao đổi của mỗi nhiễm sắc nonsister là giống hệt nhau (nhưng có thể mang alen khác nhau). Mỗi nhiễm sắc chứa một đơn phân tử DNA. Vì vậy, các vấn đề vượt qua thực sự là một vấn đề trao đổi các phần của các phân tử DNA lân cận. Nó phải được thực hiện với độ chính xác cao để không tăng nhiễm sắc hoặc mất đi bất cứ gen. Trong thực tế, vượt qua phải đủ chính xác mà không phải là một nucleotide duy nhất bị mất hoặc thêm vào các điểm giao nhau nếu nó xảy ra trong gen. Nếu không mộtkhung đọc sẽ cho kết quả và các gen kết quả sẽ tạo ra một sản phẩm bị lỗi hay, nhiều khả năng, không có sản phẩm nào cả. Liên kết với một mô hình của hai phân tử DNA làm thế nào có thể vượt qua. Vượt qua giữa hai phân tử DNA mang alen khác nhau cho phép thứ tự của các gen được ánh xạ. Thực hiện theo những liên kết này để xem các ví dụ.  Mối liên hệ di truyền và Mối liên hệ bản đồ (trong ngô)  Lập bản đồ gen với một ba-điểm Cross (ngô)  Di truyền tái tổ hợp trong bacteriophages (họ không sử dụng phân bào giảm nhiễm) Trong sơ đồ ở trên, chỉ có một chiasma đơn được hiển thị. Tuy nhiên, nhiều chiasmata thường được tìm thấy (ở người trung bình số chiasmata mỗi tetrad là chỉ hơn hai). Trong ca ́ch chụp vi ảnh (đúng trách nhiệm của giáo sư Bernard John), một tetrad của châu chấu Chorthippus parallelus cho thấy 5 chiasmata. 2. ngẫu nhiên Assortment Trong giảm phân I, sự định hướng của cha và mẹ đồng đẳng tại các tấm metaphase là ngẫu nhiên. Vì vậy, mặc dù mỗi tế bào được sản xuất bởi giảm phân chỉ chứa một trong tương đồng nhau, số lượng các tổ hợp có thể của bà mẹ và nội đồng đẳng là 2 n , nơi n = số lượng nhiễm sắc thể đơn bội. Trong sơ đồ này, số lượng đơn bội là 3, và 8 (2 3 ) kết hợp khác nhau được sản xuất. Ngẫu nhiên các loại của đồng đẳng ở người sản xuất 2 23 (8388608) kết hợp khác nhau của nhiễm sắc thể. Hơn nữa, vì vượt qua, không có nhiễm sắc thể này là "tinh khiết" mẹ hoặc cha. Sự phân bố và em gái-tái tổ hợp không tái tổ hợp nhiễm sắc [ Xem] vào trong tế bào con ở anaphase II cũng là ngẫu nhiên. Vì vậy, tôi nghĩ rằng nó là an toàn để kết luận rằng tất cả các hàng tỷ tinh trùng được sản xuất bởi một người đàn ông trong suốt cuộc đời của ông (và các hàng trăm trứng trưởng thành trong cuộc sống của một người phụ nữ), không có hai có chính xác nội dung cùng một gen. 3. Bón phân Bằng cách giảm số lượng nhiễm sắc thể 2n với n , sân khấu được thiết lập cho các công đoàn của hai bộ gen. Nếu cha mẹ khác nhau về mặt di truyền, kết hợp mới của các gen có thể xảy ra ở con cái. Lấy ba cơ chế với nhau, tôi nghĩ rằng nó là an toàn để kết luận rằng không có hai con người đã từng chia sẻ một bộ gen giống hệt nhau , trừ khihọ đã có một giống người anh em, đó là một anh chị em được sản xuất từ cùng một trứng đã thụ tinh. Các hành vi của các nhiễm sắc thể trong giảm phân ( 2n → n ) và thụ tinh ( n + n → 2n ) cung cấp cơ sở của quy tắc cấu trúc của Mendel của thừa kế. Liên kết với các cuộc thảo luận của Mendel monohybrid và dihybrid qua. Prophase tôi - một cái nhìn chi tiết Những sự kiện kéo dài và phức tạp của prophase tôi có thể được chia thành 5 giai đoạn. 1. Lept otene  Tất cả các nhiễm sắc thể ngưng tụ.  Ghép. Dyads tương đồng (các cặp nhiễm sắc chị em) tìm thấy nhau và gắn kết bản thân từ đầu đến cuối với sự trợ giúp của một phần tử trục (có chứa cohesin). Trong nấm men nảy chồi (và có lẽ là sinh vật nhân chuẩn khác) quá trình này sau một thời gian dùng thử-lỗi-và. Bất cứ hai dyads cặp tại tâm động của họ. Nếu họ không homologs, họ riêng biệt và thử lại.  Làm thế nào để nhận được chia sẻ nonsisters khu vực của họ về DNA tương đồng là không chắc chắn. đôi sợi vỡ(DSBs) thường xảy ra trong DNA của các nhiễm sắc, và những có thể cần thiết cho các homologs để nhận ra nhau. 2. Zygotene  Synapsis. Các phức tạp synaptonemal bắt đầu hình thành.  DNA sợi nhiễm sắc nonsister bắt đầu quá trình tái tổ hợp . Làm thế nào họ có thể làm như vậy trên synaptonemal phức tạp, đó là hơn 100 nm dày, không được biết. 3. Pachytene  Synapsis đã hoàn thành.  Tái tổ hợp nốt xuất hiện (ít nhất là trong một số sinh vật, bao gồm cả con người). Chúng được đặt tên theo ý tưởng mà họ đại diện các điểm, nơi DNA tái tổ hợp đang xảy ra. o Có phải ít nhất là một cho mỗi hóa trị hai nếu giảm phân là để thành công. Thường có nhiều hơn, mỗi người có lẽ là đại diện cho các điểm giao nhau một. o Chúng chứa các enzyme được gọi là cần thiết cho DNA tái tổ hợp và sửa chữa. [ Link ]  Các bước trong sự tái tổ hợp DNA tiếp tục đến hết pachytene. Liên kết với một mô hình của hai phân tử DNA làm thế nào có thể tái kết hợp các phân đoạn. 4. Diplotene  DNA tái tổ hợp được hoàn thành.  Các phức tạp synaptonemal bắt đầu phá vỡ.  Các nhiễm sắc bắt đầu tháo tiết lộ  chiasmata . Lúc đầu chiasmata được đặt tại địa điểm của các nốt tái tổ hợp, nhưng sau đó họ di chuyển về phía đầu của nhiễm sắc. 5. Diakinesis Trong một số sinh vật, các nhiễm sắc thể decondense và bắt đầu được phiên mã trong một thời gian. Tiếp theo là các nhiễm sắc thể recondensing để chuẩn bị cho metaphase I. Trong sinh vật, nơi này không xảy ra, các nhiễm sắc thể bị ngưng tụ để chuẩn bị cho metaphase I. Các điểm kiểm tra: Kiểm soát chất lượng của giảm phân Nó không nên ngạc nhiên khi những thứ có thể đi sai trong một quá trình phức tạp như vậy. Tuy nhiên, các tế bào trải qua giảm phân có các điểm kiểm tra để kiểm tra mỗi cặp đồng đẳng cho  thích hợp tái tổ hợp ADN của chúng  chính xác hình thành phức hợp synaptonemal Bất cứ thất bại đó là phát hiện điểm dừng quá trình và thường gây ra các tế bào tự hủy bởi apoptosis . Tuy nhiên, mặc dù những điểm kiểm tra, lỗi thỉnh thoảng làm đi uncorrected. Sai sót trong giảm phân Người ta ước tính rằng từ 10-25% của tất cả trứng thụ tinh bất thường nhiễm sắc thể của con người chứa, và đây là những nguyên nhân phổ biến nhất của thất bại mang thai (35% trường hợp). Những bất thường nhiễm sắc thể  phát sinh từ sai sót trong giảm phân, thường là giảm phân I;  xảy ra thường xuyên hơn (90%) trong khi hình thành trứng hơn trong quá trình hình thành tinh trùng;  trở nên thường xuyên như là một người phụ nữ lứa tuổi.  Aneuploidy - việc đạt được hay mất toàn bộ nhiễm sắc thể - là các bất thường nhiễm sắc thể thường gặp nhất. Nó được gây ra bởi nondisjunction , sự thất bại của nhiễm sắc thể để xác riêng biệt: o đồng đẳng trong giảm phân I hoặc o em gái nhiễm sắc trong quá trình giảm phân II  Hợp tử thiếu một nhiễm sắc thể ("đơn nhiễm") không thể phát triển để khai sinh (ngoại trừ cho con cái với một nhiễm sắc thể X duy nhất ).  Ba trong cùng một nhiễm sắc thể ("tam nhiễm") cũng gây chết ngoại trừ các nhiễm sắc thể 13, 18, và 21 (trisomy 21 là nguyên nhân của hội chứng Down ).  Ba hoặc nhiều hơn nhiễm sắc thể X là khả thi bởi vì tất cả, nhưng một trong số họ bị bất hoạt. [ Liên kết để thảo luận ]