Η σημασία της μείωσης
Στο πλαίσιο ενός πολυκυτταρικού οργανισμού, είναι απαραίτητο όλα τα κύτταρα (για να μην αναγνωρίζονται μεταξύ τους ως ξένα) να έχουν την ίδια κληρονομική κληρονομιά. Αυτό επιτυγχάνεται με μίτωση, διαιρώντας χρωμοσώματα μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων, στα οποία η "ισότητα των γενετικών Οι πληροφορίες διασφαλίζονται με τον μηχανισμό αναδιπλασιασμού του DNA, σε μια κυτταρική συνέχεια που πηγαίνει από το ζυγωτό στα τελευταία κύτταρα του οργανισμού, σε αυτό που ονομάζεται σωματική σειρά γενεών κυττάρων.
Ωστόσο, εάν υιοθετήθηκε ο ίδιος μηχανισμός στη γενιά των απογόνων, ολόκληρο το είδος θα τείνει να αποτελείται από γενετικά ίσα άτομα. Μια τέτοια έλλειψη γενετικής μεταβλητότητας θα μπορούσε εύκολα να θέσει σε κίνδυνο την επιβίωση του είδους καθώς αλλάζουν οι περιβαλλοντικές συνθήκες. Επομένως, είναι απαραίτητο ότι το είδος, στο πλαίσιο της μεταβλητότητας του γενετικού υλικού που παραδέχεται, μπορεί να προκαλέσει αναδιάταξη, ανάμειξη, όχι στο πλαίσιο του μεμονωμένου οργανισμού, αλλά στο πέρασμα από τη μια γενιά στην άλλη. Αυτό γίνεται από τα φαινόμενα της σεξουαλικότητας και τον συγκεκριμένο μηχανισμό κυτταρικής διαίρεσης που ονομάζεται μείωση.
Τι είναι η μείωση
Η μείωση εμφανίζεται μόνο σε κύτταρα βλαστικής σειράς. Όταν μια μακρά σειρά μιτωτικών διαιρέσεων έχει πολλαπλασιάσει επαρκώς τον αριθμό των διαθέσιμων γεννητικών κυττάρων, τα τελευταία εισέρχονται σε μείωση, προετοιμάζοντας έτσι τους γαμέτες. Οι γαμέτες, που συγχωνεύονται στη γονιμοποίηση, συγκεντρώνουν το χρωμοσωμικό υλικό τους. Εάν οι γαμέτες ήταν διπλοειδείς, όπως και τα άλλα κύτταρα του οργανισμού, η σύντηξή τους στο ζυγωτό θα έδινε παιδιά με κληρονομιά 4n · αυτά θα έδιναν 8n παιδιά και ούτω καθεξής.
Για να διατηρηθεί σταθερός ο αριθμός των χρωμοσωμάτων του είδους, οι γαμέτες πρέπει να είναι απλοειδείς, δηλαδή με αριθμό n αντί για 2n χρωμοσωμάτων. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μείωση.
Η μείωση μπορεί να νοηθεί ως η διαδοχή δύο μιτωτικών διαιρέσεων χωρίς να παρεμβάλλεται μια αναπαραγωγή.
Σε καθένα από τα δύο διαδοχικά τμήματα, τα οποία προέρχονται από τέσσερα απλοειδή κύτταρα από ένα διπλοειδές γεννητικό κύτταρο, υπάρχει μια διαδοχή προφάσης, μεταφάσης, αναφάσης, τελοφάσης και κυτταροδιέρεσης.
Ωστόσο, η πρόφαση της πρώτης μειωτικής διαίρεσης είναι ιδιαίτερα περίπλοκη, δημιουργώντας μια διαδοχή στιγμών που παίρνουν τα αντίστοιχα ονόματα λεπτοτένιο, ζυγωτένιο, παχυτένιο, διπλοτένιο και διακίνηση.
Εξετάζουμε αυτές τις στιγμές μία προς μία, ακολουθώντας τη συμπεριφορά ενός μόνο ζεύγους χρωμοσωμάτων.
Λεπτοτένιο. Είναι η αρχή της μείωσης.Τα χρωμοσώματα αρχίζουν να βλέπουν το ένα το άλλο, ακόμα πολύ σπειροειδή.
Ζυγοτένιο. Τα χρωμοσώματα αναγνωρίζονται σαφέστερα και τα ομόλογα χρωμοσώματα φαίνεται ότι πλησιάζουν. (Θυμηθείτε ότι τα νήματα που τείνουν να πλησιάζουν, παράλληλα μεταξύ τους, είναι 4: δύο χρωματίδια για καθένα από τα δύο ομόλογα χρωμοσώματα).
Παχυτένη. Τα τέσσερα χρωματιδικά νήματα προσκολλώνται σε όλο το μήκος, ανταλλάσσοντας κτυπήματα, με θραύση και συγκόλληση.
Διπλοτένιο. Καθώς η σπειροειδής και συνεπώς πάχυνση αυξάνεται, τα χρωμοσώματα τείνουν να αναλαμβάνουν την ξεχωριστή τους ατομικότητα: με κάθε κεντρομερές να συνδέεται με έναν διπλό κλώνο.
Τα σημεία όπου πραγματοποιήθηκε η ανταλλαγή με θραύση και συγκόλληση (χίασμα) εξακολουθούν να συγκρατούν τα νήματα (χρωμόνεμα) μαζί σε διαφορετικά τμήματα. Τα τέσσερα χρωμόνεμα, που ενώνονται σε ζεύγη με τα κεντρομερή και προσκολλώνται ποικιλοτρόπως στο χίασμα, σχηματίζουν τα τετρόδια.
Διακίνηση. Οι τετράδες τείνουν να τακτοποιούνται στον ισημερινό του ατράκτου · η πυρηνική μεμβράνη έχει εξαφανιστεί · ξεκινά ο διαχωρισμός των κεντρομερών. Καθώς συμβαίνει αυτό, τα χρωμοσώματα, που είναι ήδη ενωμένα στο χίασμα, χωρίζονται.
Μετά την επόμενη μεταφάση, τα δύο κεντρομερή (δεν έχουν ακόμη διπλασιαστεί) μεταναστεύουν προς τους απέναντι πόλους της ατράκτου.
Ακολουθεί διαδοχικά η αναφάση, η τελοφάση και η κυτταροδιέρεση της πρώτης κατηγορίας, και αμέσως μετά η δεύτερη διαίρεση.
Ενώ μετά τη μεταφάση της πρώτης διαίρεσης τα κεντρομερή μετανάστευσαν στους πόλους του άξονα παρασύροντας δύο νήματα, στη δεύτερη μεταφάση κάθε κεντρομερές διπλασιάζεται. Τα δύο κύτταρα που προέκυψαν από την πρώτη διαίρεση έλαβαν n κεντρομερή με 2n νημάτια, αλλά η επακόλουθη διαίρεσή τους οδηγεί σε 4 κύτταρα, το καθένα με n νήματα (δηλαδή, σε αυτό το σημείο, n χρωμοσώματα).
Αυτό το γενικό σχήμα εξηγεί τρία διαφορετικά και παράλληλα φαινόμενα:
- η αναγωγή του χρωμοσωμικού κιτ από το διπλοειδές (2n) του "οργανισμού" στο απλοειδές (n) του γαμέτη.
- Η τυχαία απόδοση στον γαμέτη του ενός ή του άλλου χρωμοσώματος, μητρικής ή πατρικής προέλευσης.
- Η ανταλλαγή γενετικού υλικού μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων πατρικής και μητρικής προέλευσης (με ανάμειξη του γενετικού υλικού, όχι μόνο στο επίπεδο ολόκληρων χρωμοσωμάτων, αλλά και εντός των ίδιων των χρωμοσωμάτων).
