معلومة

10.5: مراحل الانقسام الاختزالي - علم الأحياء

10.5: مراحل الانقسام الاختزالي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

القدرة على الإنجاب عينيًا هي صفة أساسية لجميع الكائنات الحية. عينيًا يعني أن نسل أي كائن حي يشبه إلى حد كبير والديهم أو والديهم. عينيًا لا يعني بشكل عام بالضبط نفس الشيء.

كما تعلمت ، فإن الانقسام الفتيلي هو جزء من دورة تكاثر الخلية التي ينتج عنها نوى ابنة متطابقة والتي هي أيضًا متطابقة وراثيًا مع النواة الأصلية الأصلية. في حالة الانقسام الفتيلي ، تكون نواتا الوالد والابنة على نفس المستوى المتماثل - ثنائي الصبغيات لمعظم النباتات والحيوانات. في حين أن العديد من الكائنات أحادية الخلية وعدد قليل من الكائنات متعددة الخلايا يمكنها إنتاج نسخ متطابقة وراثيًا من نفسها من خلال الانقسام الفتيلي ، فإن العديد من الكائنات وحيدة الخلية ومعظم الكائنات متعددة الخلايا تتكاثر بانتظام باستخدام طريقة أخرى: الانقسام الاختزالي. يقدم التكاثر الجنسي ، وخاصة الانقسام الاختزالي والتخصيب ، تنوعًا في النسل قد يفسر النجاح التطوري للتكاثر الجنسي. الغالبية العظمى من الكائنات حقيقية النواة ، سواء متعددة الخلايا أو أحادية الخلية ، يمكنها أو يجب أن تستخدم شكلاً من أشكال الانقسام الاختزالي والتخصيب للتكاثر.

يستخدم الانقسام الاختزالي العديد من نفس الآليات مثل الانقسام الفتيلي. ومع ذلك ، فإن نواة البداية تكون دائمًا ثنائية الصبغة والنواة التي تنتج في نهاية انقسام الخلية الانتصافية تكون أحادية العدد. لتحقيق هذا التخفيض في عدد الكروموسومات ، يتكون الانقسام الاختزالي من جولة واحدة من تكرار الكروموسوم وجولتين من الانقسام النووي.

نظرًا لأن الأحداث التي تحدث خلال كل مرحلة من مراحل التقسيم مماثلة لأحداث الانقسام الفتيلي ، يتم تعيين نفس أسماء المراحل. ومع ذلك ، نظرًا لوجود جولتين من التقسيم ، يتم تعيين العملية الرئيسية والمراحل بـ "I" أو "II". هكذا، أنا هي الجولة الأولى من الانقسام الانتصافي وتتكون من الطور الأول ، الطور الأول ، وما إلى ذلك. الانقسام الاختزالي الثاني، التي تحدث فيها الجولة الثانية من الانقسام الانتصافي ، تشمل الطور الثاني ، الطور الثاني ، وما إلى ذلك.


الانقسام الاختزالي: وظيفة ومراحل الانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي هو شكل من أشكال الانقسام النووي له أهمية أساسية بين الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا.

إن المناقشة المتعمقة للانقسام الاختزالي على الأساس الخلوي والجيني خارج نطاق هذا الكتاب ، وعادة ما يتم التعامل مع هذه المناقشات بإسهاب في الكتب المدرسية لعلم الوراثة.

ومع ذلك ، من أجل الاكتمال ، سننظر في بعض الأحداث الانتصافية الرئيسية وآثارها. يحدث الانقسام الاختزالي في الكائنات حقيقية النواة التي تحتوي خلاياها على عدد ثنائي الصبغيات (2 ن) من الكروموسومات.

يشير Diploid إلى & # 8220double & # 8221 بمعنى أن المعلومات الجينية الموجودة في أي كروموسوم يمكن العثور عليها أيضًا في شكل متطابق (أو معدل إلى حد ما) في كروموسوم ثانٍ في النواة. يقال إن الكروموسومين اللذين يشكلان مثل هذه الأزواج متجانسين.

تحتوي الخلايا البشرية على 46 كروموسومًا أو 23 زوجًا متماثلًا (أي في البشر w = 23). يتم اشتقاق 46 كروموسومًا من البيضة الملقحة عند الإخصاب بالتساوي من خلية الحيوانات المنوية وخلية بويضة الوالدين من الذكور والإناث.

يساهم كل من هذه الأمشاج بعضو واحد من كل زوج من المتماثلات. بمجرد تكوين البيضة الملقحة ، ينتج الانقسام الفتيلي مليارات الخلايا التي تشكل في النهاية الكائن الحي بأكمله. نظرًا لأن خلايا الحيوانات المنوية وخلايا البويضات تحتوي على عضو واحد فقط من كل زوج من المتماثلات ، يُقال إنها أحادية العدد. إن الانقسام الاختزالي هو الذي ينتج خلايا أحادية الصيغة الصبغية ، حيث تقتصر العملية على الأنسجة التناسلية (أي المبيضين والخصيتين).

أثناء الانقسام الاختزالي ، يتم تقسيم الكروموسومات المكررة للنواة بين أربع نوى ابنة ، كل نواة تكتسب نصف عدد الكروموسومات في خلية ثنائية الصبغيات. على الرغم من أن نواة الخلية الناتجة تحتوي فقط على نصف عدد الكروموسومات ثنائية الصبغيات ، فإن مجموعة الكروموسومات كاملة وراثيًا ، لأن كل نواة تكتسب عضوًا واحدًا من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة.

يتم تصنيف الكروموسومات المتجانسة بشكل عشوائي في الطور ، وهذا يفسر جزئيًا التباين الجيني الذي يميز الكائنات التي تتكاثر جنسيًا. يحدث التباين الجيني الإضافي أثناء الطور الأولي للانقسام النووي الأول من خلال عملية تسمى العبور. الآثار الجينية للتشكيلة العشوائية والعبور هي الموضوعات الرئيسية للدورات الجينية.

يمكن تلخيص المراحل المختلفة للانقسام الاختزالي على النحو التالي:

1. مرحلة اللبتوتين (ليبتونيما):

تصبح الكروموسومات مرئية عندما يبدأ تكثف الكروماتين يمكن رؤية كل كروموسوم على أنه يتكون من كروماتيدات.

2. مرحلة Zygotene (zygonema):

يتم محاذاة الكروموسومات المتجانسة جنبًا إلى جنب بحيث تكون الجينات الأليلية (أي تلك المنتجات المشفرة ذات الوظيفة المماثلة أو المتطابقة) متجاورة مع بعضها البعض. هذه الظاهرة تسمى التشابك العصبي. تسمى الوحدة المكونة من اثنين من الكروموسومات المتماثلة المتشابكة والمضاعفة ثنائية التكافؤ. مع تقدم المشابك ، يتم تكوين إطار بروتيني ينضم إلى كروماتيدات متجاورة غير شقيقة لكل رباعي في نقطة واحدة أو أكثر في المساحة الضيقة التي تفصل المتجانسات.

يحدث العبور في منطقة هذه المجمعات المتشابكة. ينتج التقاطع أو تكوين chiasma عن الانقسام بواسطة نوكليازات داخلية للحمض النووي في المواضع المقابلة لاثنين من كروماتيدات غير شقيقة ، متبوعًا بتبديل وعودة النهايات الحرة للخيوط المتجانسة (انظر الشكل 20-23 للحصول على التفاصيل). نتيجة العبور ، يتم إنشاء مجموعات جديدة من الجينات في الكروموسومات المتجانسة.

3. مرحلة باتشيتين (باشينيما):

خلال هذه المرحلة ، تصبح الكروماتيدات مميزة بشكل متزايد مع استمرار التكثيف.

4. مرحلة دبلوتين (دبلوم):

تتميز مرحلة الدبلوتين بفصل الكروموسومات المتجانسة المزدوجة إلا في النقاط التي تتشكل فيها chi- asmata.

دياكينيسيس ينهي الطور الأول. خلال هذه المرحلة يكتمل تكثف الكروموسوم.

في هذه المرحلة ، يتشكل جهاز المغزل ، كما هو الحال في الانقسام الفتيلي ، ويتم محاذاة الثنائيات التكافؤ على اللوحة الاستوائية. ترتبط مراكز الكروموسومات المتجانسة بألياف المغزل الناشئة من أقطاب متقابلة للخلية.

تنفصل الكروموسومات المتجانسة (وليس الكروماتيدات الشقيقة) لكل رباعي عن بعضها البعض وتتحرك إلى أقطاب متقابلة للمغزل.

يقدم Telophase I أول قسم للانقسام الاختزالي إلى خاتمة حيث تتجمع المتجانسات المنفصلة في أقطاب كل منها بحيث يمكن التمييز بين منطقتين نوويتين. في معظم الكائنات الحية ، يتم تكوين غلاف نووي جديد ويحدث بعض التكاثف في الكروموسومات.

الحركية (أو الطور البيني):

Interkinesis هي الفترة بين نهاية الطور الأول وبداية الطور الثاني. عادة ما تكون هذه الفترة قصيرة للغاية. لا ينخرط الحمض النووي للنواة التي تم إنتاجها من خلال الانقسام الانتصافي الأول في النسخ المتماثل أثناء التداخل الحركي.

شعبة الانقسام العضلي الثاني:

تتشابه الأحداث التي تميز هذه المرحلة مع الطور الانقسامي ، على الرغم من أن كل نواة خلية تحتوي فقط على نصف عدد الكروموسومات كخلية في الطور الأول ، أي أن النواة أحادية العدد بالفعل. يتكون كل كروموسوم من اثنين من الكروماتيدات الشقيقة التي تشكلت قبل الطور الأول ، باستثناء الأجزاء التي تم تبديلها أثناء العبور.

الأحداث التي تحدث في هذه المرحلة مماثلة لتلك الموجودة في الطور الانقسامي. تهاجر الكروماتيدات المقترنة إلى مركز المغزل وترتبط هناك بالمغزل والأنابيب الدقيقة للمغزل.

تتشابه الأحداث التي تحدث في هذه المرحلة مع تلك التي تحدث في الطور الانقسامي ، ولكنها تختلف عن تلك التي تحدث في الطور الأول من الانقسام الاختزالي. في الطور الثاني ، تنفصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها البعض ويتم سحبها إلى أقطاب متقابلة للمغزل. (تذكر أن الكروماتيدات الشقيقة لا تنفصل في الطور الأول)

الأحداث التي تحدث في هذه المرحلة مماثلة لتلك التي تحدث في الطور الإنقسامي. يتم وضع مجموعات الكروموسوم المنفصلة في غلاف نووي تم تطويره حديثًا وتبدأ في الخضوع لفك التكثيف. ينتج الانقسام الاختزالي أربع خلايا ، كل منها يحتوي على عدد فردي من الكروموسومات. في العديد من الحيوانات العليا وبعض النباتات ، يكون الانقسام الاختزالي في الأنسجة التناسلية الأنثوية مصحوبًا بتقسيم غير متساوٍ من السيتوبلازم ، وفي هذه الحالة تكون إحدى الخليتين المتكونتين أثناء الطور النهائي الأول عبارة عن جسم قطبي غير وظيفي وقد لا يدخل الطور الثاني (الشكل. 20-24).

في بعض الكائنات الحية (مثل البشر) يكمل الجسم القطبي الانقسام الاختزالي ، لكن الجسمين القطبيين الأصغر اللذين تم إنتاجهما خلال الطور النهائي الثاني لا يعملان بالمثل. كما أن الانقسام الانتصافي الثاني للخلية الأكبر التي يتم إنتاجها خلال الطور البعيد الأول غير متكافئ وينتج جسمًا قطبيًا إضافيًا. أثناء إنتاج الحيوانات المنوية في الأنسجة التناسلية الذكرية ، يكون تقسيم السيتوبلازم متساويًا ، لكن التمايز السيتوبلازمي الملحوظ لأربعة نطفة أحادية الصيغة الصبغية الكروية التي ينتجها الانقسام الاختزالي مطلوب (الشكل 20-24) قبل إنتاج الحيوانات المنوية الوظيفية والمجلدة.


10.5: مراحل الانقسام الاختزالي - علم الأحياء

الوحدة الثالثة. استمرارية الحياة

9.3 مراحل الانقسام الاختزالي

الآن ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على عملية الانقسام الاختزالي. يتكون الانقسام الاختزالي من جولتين من انقسام الخلايا ، تسمى الانقسام الاختزالي الأول والانقسام الاختزالي الثاني ، والتي تنتج أربع خلايا أحادية العدد. تمامًا كما هو الحال في الانقسام الفتيلي ، تتكاثر الكروموسومات قبل أن يبدأ الانقسام الاختزالي ، خلال فترة تسمى الطور البيني. أول قسمين من الانقسام الاختزالي ، يسمى الانقسام الاختزالي I (يظهر الانقسام الاختزالي الأول في الدائرة الخارجية لتوضيح العملية البيولوجية الرئيسية على الصفحة المقابلة) ، يعمل على فصل نسختين من كل كروموسوم (الكروموسومات المتجانسة أو المتجانسات) القسم الثاني ، الانقسام الاختزالي الثاني (الدائرة الداخلية) ، يعمل على فصل نسختين متماثلتين لكل نسخة ، تسمى الكروماتيدات الشقيقة. وهكذا عندما يكتمل الانقسام الاختزالي ، فإن ما بدأ كخلية ثنائية الصبغيات ينتهي بأربع خلايا أحادية العدد. نظرًا لوجود تكرار واحد للحمض النووي ولكن يوجد قسمان من الخلايا ، فإن العملية تقلل عدد الكروموسومات بمقدار النصف.

ينقسم الانقسام الاختزالي الأول تقليديًا إلى أربع مراحل:

1. الطور الأول. يتزاوج نسختان من كل كروموسوم (المتماثلان) ويتبادلان القطع.

2. الطور الأول. تصطف الكروموسومات على مستوى مركزي.

3. الطور الأول. متماثل واحد مع شقيقتين كروماتيدتين يتحركان إلى قطب من الخلية ، ويتحرك المتماثل الآخر إلى القطب المعاكس.

4. Telophase I. تتجمع الكروموسومات الفردية معًا في كل من القطبين.

في الطور الأول ، تصبح الكروموسومات الفردية مرئية لأول مرة ، كما يُنظر إليها بواسطة المجهر الضوئي ، حيث يلتف دناها بإحكام أكثر فأكثر. نظرًا لأن الكروموسومات (DNA) قد تضاعفت قبل ظهور الانقسام الاختزالي ، فإن كل كروموسومات شبيهة بالخيوط تتكون في الواقع من كروماتيدات شقيقتين مرتبطتين على طول أطوالهما (يتم ربطهما معًا بواسطة بروتينات cohesin في عملية تسمى تماسك الكروماتيد الشقيق) وينضمان عند مركزهما ، فقط كما في الانقسام. ومع ذلك ، الآن يبدأ الانقسام الاختزالي في الاختلاف عن الانقسام. أثناء الطور الأول ، يصطف الكروموسومان المتماثلان جنبًا إلى جنب ، ويلامسان بعضهما البعض جسديًا ، كما ترون في الشكل 9.5. في هذه المرحلة ، يتم بدء عملية تسمى العبور ، حيث يتم تبادل الحمض النووي بين كروماتيدات غير متجانسة للكروموسومات المتجانسة. في الواقع ، تنكسر الكروموسومات في نفس المكان على كل من الكروموسومات غير المرتبطة وأقسام الكروموسومات التي يتم تبديلها بين الكروموسومات المتجانسة ، مما ينتج عنه كروموسوم هجين يمثل جزءًا من كروموسوم الأم (الأقسام الخضراء) وجزءًا من الكروموسوم الأبوي (الأقسام الأرجواني). هناك عنصران يجمعان الكروموسومات المتجانسة معًا: (1) التماسك بين الكروماتيدات الشقيقة و (2) عمليات الانتقال بين الكروماتيدات غير الشقيقة (المتجانسات). في وقت متأخر من الطور ، يتشتت الغلاف النووي.

عند العبور ، يتبادل المتماثلان لكل أجزاء كروموسوم. أثناء عملية العبور ، تتبادل الكروماتيدات غير المرتبطة الموجودة بجانب بعضها البعض أذرع أو مقاطع كروموسوم.

في الطور الأول ، يتشكل جهاز المغزل ، ولكن نظرًا لأن المتجانسات تقترب من بعضها البعض عن طريق عمليات الانتقال ، يمكن لألياف المغزل أن تلتصق فقط بالحركية الحركية المواجهة للخارج لكل مركز مركزي. لكل زوج من المتماثلات ، يكون الاتجاه على لوحة الطور العشوائي أي التماثل الموجه نحو أي قطب هو مسألة صدفة. مثل خلط مجموعة أوراق اللعب ، فإن العديد من التركيبات ممكنة - في الواقع ، 2 مرفوعة إلى قوة مساوية لعدد أزواج الكروموسوم. على سبيل المثال ، في خلية افتراضية بها ثلاثة أزواج كروموسوم ، هناك ثمانية اتجاهات محتملة (2 3). ينتج عن كل اتجاه أمشاج مع مجموعات مختلفة من الكروموسومات الأبوية. هذه العملية تسمى تشكيلة مستقلة. تصطف الكروموسومات في الشكل 9.6 على طول لوحة الطور الطوري ، ولكن ما إذا كان كروموسوم الأم (الكروموسومات الخضراء) على يمين أو يسار اللوحة هو عشوائي تمامًا.

الشكل 9.6. تشكيلة مستقلة.

تحدث التشكيلة المستقلة لأن اتجاه الكروموسومات على لوحة الطور يكون عشوائيًا. تظهر هنا أربعة اتجاهات محتملة للكروموسومات في خلية افتراضية. ينتج عن كل اتجاه من الاتجاهات العديدة الممكنة أمشاج ذات توليفات مختلفة من الكروموسومات الأبوية.

في الطور الأول ، يكتمل ارتباط المغزل ، ويتم تفكيك المتماثلات والتحرك نحو أقطاب متقابلة. لا يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة في هذه المرحلة. نظرًا لأن الاتجاه على طول خط استواء المغزل عشوائي ، فإن الكروموسوم الذي يستقبله القطب من كل زوج من المتماثلات يكون عشوائيًا أيضًا فيما يتعلق بجميع أزواج الكروموسوم. في نهاية الطور الأول ، يحتوي كل قطب على نصف عدد الكروموسومات التي كانت موجودة في الخلية عندما بدأ الانقسام الاختزالي. تذكر أن الكروموسومات تكررت وبالتالي احتوت على كروماتيدات أختين قبل بدء الانقسام الاختزالي ، لكن لا يتم حساب الكروماتيدات الشقيقة ككروموسومات منفصلة. كما هو الحال في الانقسام الفتيلي ، احسب عدد السنتروميرات لتحديد عدد الكروموسومات.

في الطور الأول ، تتجمع الكروموسومات عند أقطابها الخاصة لتشكيل مجموعتين من الكروموسومات. بعد فترة متغيرة الطول ، يحدث الانقسام الاختزالي الثاني حيث يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة كما هو الحال في الانقسام الفتيلي. يمكن اعتبار الانقسام الاختزالي بمثابة دورتين متتاليتين ، كما هو موضح في الرسم التوضيحي للعملية البيولوجية الرئيسية في الصفحة السابقة. تحتوي الدورة الخارجية على مراحل الانقسام الاختزالي الأول والدورة الداخلية تحتوي على مراحل الانقسام الاختزالي الثاني ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا.

بعد الطور البيني القصير ، الذي لا يحدث فيه تخليق الحمض النووي ، يبدأ الانقسام الانتصافي الثاني. الانقسام الاختزالي الثاني هو ببساطة قسم انقسامي يتضمن منتجات الانقسام الاختزالي الأول ، باستثناء أن الكروماتيدات الشقيقة ليست متطابقة وراثيًا ، كما هي في الانقسام الفتيلي ، بسبب العبور. يمكنك رؤية هذا من خلال النظر إلى الشكل 9.7 ، حيث تحتوي بعض أذرع الكروماتيدات الشقيقة على لونين مختلفين. في نهاية الطور الأول ، يحتوي كل قطب على تكملة أحادية الصبغيات من الكروموسومات ، كل منها لا يزال يتكون من كروماتيدات شقيقتين متصلتين في المركز. مثل الانقسام الاختزالي الأول ، ينقسم الانقسام الاختزالي الثاني إلى أربع مراحل:

1. المرحلة الثانية. في قطبي الخلية ، تدخل مجموعات الكروموسومات مرحلة أولى قصيرة ، حيث يتشكل مغزل جديد.

2. الطور الثاني. في الطور الثاني ، ترتبط ألياف المغزل بكلا جانبي السنتروميرات وتصطف الكروموسومات على طول المستوى المركزي.

3. الطور الثاني. تقصر ألياف المغزل ، وتنقسم السنتروميرات وتحرك الكروماتيدات الشقيقة إلى أقطاب متقابلة.

4. Telophase II. أخيرًا ، يتم إعادة تشكيل الغلاف النووي حول المجموعات الأربع من الكروموسومات الوليدة.

النتيجة الرئيسية للمراحل الأربع للانقسام الاختزالي II - الطور الثاني ، الطور الثاني ، الطور الثاني ، الطور الثاني - هو فصل الكروماتيدات الشقيقة. النتيجة النهائية لهذا الانقسام هي أربع خلايا تحتوي على مجموعات أحادية الصبغيات من الكروموسومات. لا يوجد اثنان متشابهان بسبب العبور في الطور الأول. ثم يتم إعادة تنظيم النوى ، وتتشكل المظاريف النووية حول كل مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات. قد تتطور الخلايا التي تحتوي على هذه النوى أحادية الصيغة الصبغية مباشرة إلى أمشاج ، كما يحدث في معظم الحيوانات. بدلاً من ذلك ، قد ينقسمون هم أنفسهم بشكل انقسامي ، كما يفعلون في النباتات والفطريات والعديد من الطلائعيات ، وينتجون في النهاية أعدادًا أكبر من الأمشاج ، أو ، كما هو الحال في بعض النباتات والحشرات ، أفراد فردانيون بالغون.

الدور المهم للعبور

إذا فكرت في الأمر ، فإن مفتاح الانقسام الاختزالي هو أن الكروماتيدات الشقيقة لكل كروموسوم لا تنفصل عن بعضها البعض في القسم الأول. لما لا؟ ما الذي يمنع الأنابيب الدقيقة من الالتصاق بها وسحبها إلى أقطاب متقابلة من الخلية ، تمامًا كما يحدث لاحقًا في الانقسام الانتصافي الثاني؟ الجواب هو العبور الذي حدث في وقت مبكر من الفرقة الأولى. من خلال تبادل المقاطع ، يتم ربط المتماثلين معًا بواسطة خيوط من الحمض النووي. نظرًا لأن الأنابيب الدقيقة يمكنها الوصول إلى جانب واحد فقط من كل متماثل ، فإنها لا تستطيع فصل الكروماتيدات الشقيقة عن بعضها! تخيل أن شخصين يرقصان عن كثب - يمكنك ربط حبل في الجزء الخلفي من حزام كل شخص ، لكن لا يمكنك ربط حبل ثان بأبازيم أحزمتهما لأن الراقصين يواجهان بعضهما البعض وقريبان جدًا. وبنفس الطريقة ، لا يمكن للأنابيب الدقيقة أن تلتصق بالجوانب الداخلية للمتماثلات لأن العبور يحمل الكروموسومات المتجانسة معًا مثل شركاء الرقص.

نتائج التعلم الرئيسية 9.3. أثناء الانقسام الاختزالي الأول ، تنتقل الكروموسومات المتجانسة إلى أقطاب متقابلة للخلية. في نهاية الانقسام الاختزالي الثاني ، تحتوي كل خلية من الخلايا الفردية الأربعة على نسخة واحدة من كل كروموسوم في المجموعة ، بدلاً من نسختين. بسبب العبور ، لا توجد خليتان متماثلتان.

إذا كنت مالك حقوق الطبع والنشر لأي مادة واردة على موقعنا وتعتزم إزالتها ، فيرجى الاتصال بمسؤول الموقع للحصول على الموافقة.


دورة الخلية ، الانقسام والانقسام الاختزالي لأمبير

هل تعتقد أن لديك الكثير من الأعمال المنزلية؟ تخضع أجسامنا بلا كلل لانقسام الخلايا ، لتحل محل خلايا الجلد التي نتخلص منها باستمرار للتأكد من أننا لا نختفي وسط الدخان. هناك نوعان من الانقسام الخلوي - الانقسام ، الذي ينتج خلايا متطابقة وراثيا للنمو والإصلاح ، والانقسام الاختزالي الذي ينتج خلايا فريدة وراثيا للتكاثر الجنسي.

الانقسام الخيطي ودورة الخلية

الانقسام المتساوي هو نوع من انقسام الخلايا حيث تنتج الخلايا نسخًا متطابقة من نفسها ويتم استخدامها النمو والإصلاح و التكاثر اللاجنسي. إنه يختلف عن الانقسام الاختزالي، وهو نوع الانقسام الخلوي المستخدم في الإنتاج الأمشاج.

يحدث الانقسام الخيطي كجزء من دورة الخلية التي تتكون من أربع مراحل متميزة. أولا، الطور البيني تتكون من ثلاث مراحل نمو (تسمى ش 1 مرحلة، س المرحلة و G2 المرحلة) ، تليها الانقسام المتساوي.

فجوة المرحلة 1 (G1) - تنمو الخلية أكبر و يتكرر إنه العضيات. كمية كبيرة من تخليق البروتين من أجل بناء عضيات جديدة.

مرحلة التوليف (S) - الخلية يتكرر إنه الحمض النووي

فجوة المرحلة 2 (G2) - الخلية ازدياد مستمر حتى كل من العضيات لديك مكررة.

هنالك اثنان 'نقاط تفتيش' في دورة الخلية - واحدة قبل المرحلة S والأخرى مباشرة بعد المرحلة S. خلال نقاط التفتيش هذه ، تكون الخلية فحص الحمض النووي الخاص به ل أخطاء. هذا يقلل من فرص تكرار أي DNA متحور في الخلية المنسوخة.

مراحل الانقسام

يمكن تقسيم الانقسام المتساوي إلى سلسلة من المراحل اعتمادًا على ما يحدث مع الكروموسومات في الخلية. يمكنك استخدام الاختصار IPMAT لمساعدتك على تذكر الأمر.

الطور البيني - تستعد الخلية للانقسام من خلال النمو بشكل أكبر ، تكرار عضياتها و تخليق حمض نووي جديد (أنظر فوق). بمجرد أن يتكاثر الحمض النووي ، يتكون كل كروموسوم الآن من اثنين من أخت الكروماتيدات، متصل بهيكل يسمى السنترومير. ال الميتوكوندريا إنتاج المزيد ATP والتي ستوفر الطاقة لانقسام الخلايا.

الطور الأول - ال تتكثف الكروموسومات (تصبح أقصر وأكثر بدانة) و الغلاف النووي يتفكك. ال المريكزون الانتقال إلى أقطاب متقابلة للخلية والشكل ألياف المغزل.

الطورية - تصطف الكروموسومات على طول وسط من الخلية. أنهم نعلق على ألياف المغزل بواستطهم السنترومير.

طور - انشقاقات السنترومير و الكروماتيدات نكون سحبت إلى أقطاب متقابلة من الخلية.

Telophase و amp cytokinesis - مجموعتي الكروموسومات اللاكثافة (تصبح طويلة ورقيقة) و أ إصلاحات الغلاف النووي حولهم ، وتشكيل نواتين جديدتين. ينقسم السيتوبلازم (يظهر) ويقرص غشاء البلازما ليشكل خليتان جديدتان متطابقتان وراثيًا.

مؤشر الانقسام

ال مؤشر الانقسام هو مقياس لنسبة الخلايا التي تخضع للانقسام. قد يُطلب منك حسابها في الاختبار. للقيام بذلك ، تحتاج إلى حساب عدد الخلايا باستخدام الكروموسومات المرئية وقسم هذا على العدد الإجمالي للخلايا.

الانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي هو نوع الانقسام الخلوي الذي ينتج الأمشاج ل التكاثر الجنسي. على عكس الانقسام ، تكون الخلايا الوليدة مختلفة وراثيا من الخلية الأصل وتحتوي فقط نصف عدد الكروموسومات (أي هم أحادي العدد). عندما ينضم اثنان من الأمشاج أحادي العدد أثناء الإخصاب ، أ ثنائي الصيغة الصبغية خلية تسمى أ اللاقحة لقد تكون. يتضمن الانقسام الاختزالي جولتين من انقسام الخلايا التي يشار إليها باسم أنا و الانقسام الاختزالي الثاني. يحدث في المراحل التالية:

الطور البيني: ال نسخ الحمض النووي لذلك هناك الآن نسختان متطابقتان من كل كروموسوم (يشار إليها باسم الكروماتيدات).

الطور الأول: الكروماتيدات تكثف وترتيب أنفسهم فيها أزواج متجانسة (تسمى ثنائية التكافؤ). تقفز فوق. أو تجاوزت يحدث (انظر أدناه). ال الغلاف النووي يتفكك و تتشكل ألياف المغزل.

الطور الأول: تصطف الكروموسومات المتجانسة على طول خط الاستواء و نعلق على ألياف المغزل بواسطة مراكزهم.

أنا طور أنا: الكروموسومات المتجانسة هي فصل

Telophase أنا: تصل الكروموسومات أقطاب متقابلة من الخلية. إصلاحات الغلاف النووي حول الكروموسومات. يظهر ينتج عنه تكوين خليتين ابنتيتين.

الطور الثاني: الكروموسومات تكثف, الغلاف النووي يتفكك و تتشكل ألياف المغزل.

الطور الثاني: الكروموسومات نعلق على ألياف المغزل بواسطة مراكزهم.

طور الثاني: الكروماتيدات الشقيقة فصل.

Telophase II: الكروماتيدات تصل أقطاب متقابلة من الخلية. إصلاحات الغلاف النووي و يظهر يأخذ الأماكن. أربع خلايا ابنة فريدة وراثيا يتم إنتاجها.

يزيد الانقسام الاختزالي الاختلاف الجيني

من وجهة نظر تطورية ، من المهم أن تنتج الكائنات ذرية تظهر نفس القدر التباين الوراثي بقدر الإمكان. تخيل لو أن بطة أم أنجبت مجموعة من فراخ البط التي كانت جميعها لديها جينات متشابهة جدًا - فهذه فراخ البط ستكون جميعها ضعيف بنفس القدر لنفس الأمراض والتهديدات الأخرى لبقائهم على قيد الحياة. يزيد الانقسام الاختزالي من التباين الجيني بطريقتين - تقفز فوق. أو تجاوزت و تشكيلة مستقلة.

تقفز فوق. أو تجاوزت

خلال المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي ، تحدث عملية تسمى العبور. هذا عندما صبغيات متشابهة التحرك نحو بعضها البعض و تبادل المواد الجينية. عندما يجتمع زوج الكروموسومات معًا ، نسمي هذا a ثنائي التكافؤ. يصبح كروماتيد من كروموسوم الأم ملتويًا حول كروموسوم الأب ويتصلان من خلال بنية تسمى شياسماتا. قطع الكروموسومات تبادل وتنفصل الكروماتيدات ، وتشكل الكروموسومات معها مجموعات مختلفة من الأليلات.


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف إلى Varsity Tutor.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يُرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع الإلكتروني أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة وموقع المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


مراحل الانقسام الاختزالي

أنت تعرف بالفعل عن المرحلة الأولى من مراحل الانقسام الاختزالي. الآن ستجري مناقشة حول الآخر مراحل الانقسام الاختزالي.

الطور الأول: -

الأحداث المهمة لهذه المرحلة هي: (1) في الخلية الحيوانية ، يتشكل المغزل بين المريكزين ، بصرف النظر عن 180 درجة. (2) يتم ترتيب زوج متماثل من الكروموسومات على المستوى الاستوائي بحيث تظل مراكزها المركزية على جانبي لوحة الطور الطور الموجهة نحو القطبين المعاكسين ، بينما تظل كروماتيداتها في لوحة الطور. (3) تزداد قوة التنافر بين الكروموسومات المتجانسة التي تميل إلى فصلها.

الطور الأول: -

الأحداث المهمة لمراحل الانقسام الاختزالي هي كما يلي:
ط) يتحرك كل من الكروموسومات المتجانسة مع كروماتيداتها والكونترومير غير المقسم إلى القطبين المعنيين من خلال عملية الانفصال.

2) مثل الانقسام الفتيلي ، تبدأ الحركة التحسسية للكروموسومات من خلال التأثير المنسق لتقلص ألياف الكروموسوم واستطالة تقلص الألياف الصبغية واستطالة الألياف المستمرة أيضًا.
ج) تنفصل الكروموسومات بشكل واضح إلى كروماتيدات متحدة في السنترومير.
4) يتم تقليل الكروموسومات في كل قطب إلى نصف الخلية العضلية ، وهذا هو الصبغيات الفردية بسبب الانفصال.
v) يظل أحد الكروماتيدات دون تغيير بينما يتم تغيير الآخر بسبب التقاطع.

Telophase- أنا

في مراحل الانقسام الاختزالي ، تكون الأحداث المهمة لـ Telophase-I كما يلي: -
ط) تصل الكروموسومات إلى القطبين ويعاد تنظيم الغشاء النووي هنا.
ب) تصبح الكروموسومات منزوعة الفيروس ، وتعاود الشبكة النووية والنواة الظهور.
ج) على القطبين المعاكسين ، تتشكل نواتان ابنتان مع عدد أحادي الصبغيات من الكروموسومات بعد تقليل عدد الكروموسوم.
4) تختفي خيوط الكروماتين بسبب الحالة المائية للنواة.

الحركية الخلوية- I

الأحداث الهامة من التحلل الخلوي I هي كما يلي:
ط) في هذه السلسلة الجديدة من مراحل الحركية الخلوية- I هي نفسها مثل الانقسام الفتيلي.
ب) تحتوي الخلايا الوليدة على نصف عدد الكروموسوم للخلية الأم.
3) تنتقل خليتا الابنتان بسرعة إلى الانقسام الانتصافي الثاني بعد فترة راحة قصيرة جدًا.
Interkinnesis أو الطور البيني الثاني: - هي فترة قصيرة جدًا بين التقسيم الانتصافي الأول والثاني دون أي تغييرات كبيرة.

التقسيم الانتصافي الثاني: -

في مراحل الانقسام الاختزالي هذه ، خضعت الخليتان الأحاديتان اللتان تشكلتا نتيجة الانقسام الانتصافي السابق إلى الانقسام الانتصافي الثاني لإنتاج خلايا فلويد متطابقة. يتم وصف المراحل المختلفة للانقسام الانتصافي الثاني على النحو التالي:

الطور الثاني

في هذه المرحلة تظهر الكروموسومات مرة أخرى بسبب الجفاف. لا توجد الكروموسومات في أزواج ولكنها تتكون من كروماتيدات وسنترومير. تبقى الكروماتيدات خالية من بعضها البعض. تظهر ألياف المغزل بزاوية قائمة على مغزل الانقسام الانتصافي السريع قرب نهاية هذه المرحلة. يتحدى الكروموسوم ويشكل المغزل المركزي في حالة خلية الحيوانات. تختفي النواة والغشاء النووي أيضًا.

الطور الثاني

في مراحل الانقسام الاختزالي هذه ، يتم ترتيب الكروموسومات على طول الخط الاستوائي لألياف المغزل. تبقى السنتروميرات على لوحة الطور ، في حين أن الكروماتيدات تكون متجهة نحو القطبين. هذه السنتروميرات متصلة بألياف المغزل.

الطور الثاني

في هذه المرحلة ، ينقسم الكروموسوم طوليًا مع وجود كروماتيد واحد في كل نصف ونصف السنترومير. يتم فصل الكروماتيدات بشكل أكبر إلى القطبين المعاكسين بسبب تقصير الأنابيب الدقيقة للكروموسومات وبالتالي تبدأ حركة الكروموسومات غير الطورية.

Telophase- II

في هذه الحالة من مراحل الانقسام الاختزالي ، تصل كروموسومات الابنة إلى القطبين المعاكسين. تعيد الشبكة الإندوبلازمية تركيب الغشاء النووي. يقوم منظم النواة بتوليف r-RNA وبروتين الريبوسوم ويشكل النواة. تتشكل أربع نوى ابنة مع عدد فردي من الكروموسومات وتصبح النواة رطبة وتختفي الكروموسومات.

الحركية الخلوية- II

تكون منتجات الانقسام الانتصافي الثانية دائمًا أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية مع مركب الكروموسومات الخاص بها من كل من تركيبة الوالدين وشخصية إعادة التركيب الجديدة. تصبح الأمشاج الوظيفية في الكائنات الحية العليا وكذلك تخضع لاتحاد جنسي لاستعادة حالة الكروموسوم ثنائية الصبغيات الأصلية.
لذلك ، تحافظ مراحل الانقسام الاختزالي على عدد الكروموسومات في أنواع معينة عبر الأجيال اللاحقة. إنها عملية أساسية لإعداد أنواع التكاثر الجنسي.


في الطور النهائي ، تصل الكروموسومات المنفصلة إلى أقطاب متقابلة. قد يحدث أو لا يحدث ما تبقى من أحداث الطور النهائي النموذجي ، اعتمادًا على الأنواع. في بعض الكائنات الحية ، تتشكل الكروموسومات اللاكثافة والمغلفات النووية حول الكروماتيدات في الطور الأول. في الكائنات الحية الأخرى ، يحدث التحريك السيتوبلازمي - الفصل المادي للمكونات السيتوبلازمية إلى خليتين ابنتيتين - دون إعادة تشكيل النواة. في جميع أنواع الحيوانات تقريبًا وبعض الفطريات ، يفصل الحراك الخلوي محتويات الخلية عبر ثلم الانقسام (انقباض حلقة الأكتين التي تؤدي إلى الانقسام السيتوبلازمي). في النباتات ، تتشكل صفيحة خلوية أثناء التحريك الخلوي الخلوي بواسطة حويصلات جولجي التي تندمج في لوحة الطور. ستؤدي لوحة الخلية هذه في النهاية إلى تكوين جدران خلوية تفصل بين الخليتين الوليدين.

خليتان أحاديتان هما النتيجة النهائية للانقسام الانتصافي الأول. الخلايا أحادية العدد لأنه يوجد في كل قطب واحد فقط من كل زوج من الكروموسومات المتجانسة. لذلك ، توجد مجموعة كاملة واحدة فقط من الكروموسومات. هذا هو السبب في اعتبار الخلايا أحادية العدد - لا توجد سوى مجموعة كروموسوم واحدة ، على الرغم من أن كل متماثل لا يزال يتكون من كروماتيدات أختين. تذكر أن الكروماتيدات الشقيقة هي مجرد نسخ مكررة لواحد من اثنين من الكروموسومات المتجانسة (باستثناء التغييرات التي حدثت أثناء العبور). في الانقسام الاختزالي الثاني ، ينفصل هذان الكروماتيدات الشقيقان ، مكونين أربع خلايا ابنة أحادية العدد.


يتم تفكيك الكروماتيدات الشقيقة عن طريق الأنابيب الدقيقة الحركية والتحرك نحو القطبين المعاكسين (الشكل 1). الأنابيب الدقيقة غير الحركية تطيل الخلية.

في الانقسام الاختزالي الثاني ، الكروماتيدات الشقيقة المتصلة المتبقية في الخلايا أحادية الصيغة الصبغية من الانقسام الاختزالي الأول سوف تنقسم لتشكيل أربع خلايا أحادية العدد. الخليتان اللتان تم إنتاجهما في الانقسام الاختزالي ، تمر بأحداث الانقسام الاختزالي الثاني بالتزامن. بشكل عام ، يشبه الانقسام الاختزالي الثاني الانقسام الانقسامي لخلية أحادية العدد. أثناء الانقسام الاختزالي الثاني ، يتم تفكيك الكروماتيدات الشقيقة عن طريق ألياف المغزل وتتحرك نحو القطبين المعاكسين.

الشكل 1 في الطور الأول ، ترتبط الأنابيب الدقيقة بالحركية المنصهرة للكروموسومات المتجانسة. في الطور الأول ، يتم فصل الكروموسومات المتجانسة. في المرحلة الأولى من الطور الثاني ، ترتبط الأنابيب الدقيقة بحركية فردية للكروماتيدات الشقيقة. في الطور الثاني ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة.

عملية الانقسام الاختزالي

يتطلب التكاثر الجنسي التخصيب، اتحاد خليتين من كائنين منفصلين. إذا كانت هاتان الخليتان تحتويان على مجموعة واحدة من الكروموسومات ، فإن الخلية الناتجة تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات. تحتوي الخلايا أحادية الصيغة الصبغية على مجموعة واحدة من الكروموسومات. تسمى الخلايا التي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات ثنائية الصبغيات. يسمى عدد مجموعات الكروموسومات في الخلية بمستوى ploidy. إذا كانت الدورة التناسلية ستستمر ، فيجب أن تقلل الخلية ثنائية الصبغة بطريقة ما عدد مجموعات الكروموسوم قبل أن يحدث الإخصاب مرة أخرى ، أو سيكون هناك مضاعفة مستمرة في عدد مجموعات الكروموسوم في كل جيل. لذلك ، بالإضافة إلى الإخصاب ، يتضمن التكاثر الجنسي انقسامًا نوويًا يقلل من عدد مجموعات الكروموسوم.

معظم الحيوانات والنباتات ثنائية الصبغيات ، وتحتوي على مجموعتين من الكروموسومات. في كل خلية جسدية من الكائن الحي (جميع خلايا الكائن الحي متعدد الخلايا باستثناء الأمشاج أو الخلايا التناسلية) ، تحتوي النواة على نسختين من كل كروموسوم ، تسمى الكروموسومات المتجانسة. يشار إلى الخلايا الجسدية أحيانًا باسم خلايا "الجسم". الكروموسومات المتجانسة هي أزواج متطابقة تحتوي على نفس الجينات في مواقع متطابقة بطولها. ترث الكائنات ثنائية الصبغة نسخة واحدة من كل كروموسوم متماثل من كل والد معًا ، وتعتبر مجموعة كاملة من الكروموسومات. توجد خلايا Haploid ، التي تحتوي على نسخة واحدة من كل كروموسوم متماثل ، فقط داخل الهياكل التي تؤدي إلى ظهور الأمشاج أو الأبواغ. جراثيم are haploid cells that can produce a haploid organism or can fuse with another spore to form a diploid cell. All animals and most plants produce eggs and sperm, or gametes. Some plants and all fungi produce spores.

The nuclear division that forms haploid cells, which is called الانقسام الاختزالي, is related to mitosis. As you have learned, mitosis is the part of a cell reproduction cycle that results in identical daughter nuclei that are also genetically identical to the original parent nucleus. In mitosis, both the parent and the daughter nuclei are at the same ploidy level—diploid for most plants and animals. Meiosis employs many of the same mechanisms as mitosis. However, the starting nucleus is always diploid and the nuclei that result at the end of a meiotic cell division are haploid. To achieve this reduction in chromosome number, meiosis consists of one round of chromosome duplication and two rounds of nuclear division. Because the events that occur during each of the division stages are analogous to the events of mitosis, the same stage names are assigned. However, because there are two rounds of division, the major process and the stages are designated with a “I” or a “II.” هكذا، meiosis I is the first round of meiotic division and consists of prophase I, prometaphase I, and so on. Meiosis II, in which the second round of meiotic division takes place, includes prophase II, prometaphase II, and so on.

Meiosis I

Meiosis is preceded by an interphase consisting of the G1, S, and G2 phases, which are nearly identical to the phases preceding mitosis. جي1 phase, which is also called the first gap phase, is the first phase of the interphase and is focused on cell growth. The S phase is the second phase of interphase, during which the DNA of the chromosomes is replicated. Finally, the G2 phase, also called the second gap phase, is the third and final phase of interphase in this phase, the cell undergoes the final preparations for meiosis.

During DNA duplication in the S phase, each chromosome is replicated to produce two identical copies, called sister chromatids, that are held together at the centromere by cohesin البروتينات. Cohesin holds the chromatids together until anaphase II. The centrosomes, which are the structures that organize the microtubules of the meiotic spindle, also replicate. This prepares the cell to enter prophase I, the first meiotic phase.

Prophase I

Early in prophase I, before the chromosomes can be seen clearly microscopically, the homologous chromosomes are attached at their tips to the nuclear envelope by proteins. As the nuclear envelope begins to break down, the proteins associated with homologous chromosomes bring the pair close to each other. Recall that, in mitosis, homologous chromosomes do not pair together. In mitosis, homologous chromosomes line up end-to-end so that when they divide, each daughter cell receives a sister chromatid from both members of the homologous pair. ال synaptonemal complex, a lattice of proteins between the homologous chromosomes, first forms at specific locations and then spreads to cover the entire length of the chromosomes. The tight pairing of the homologous chromosomes is called synapsis. In synapsis, the genes on the chromatids of the homologous chromosomes are aligned precisely with each other. The synaptonemal complex supports the exchange of chromosomal segments between non-sister homologous chromatids, a process called crossing over. Crossing over can be observed visually after the exchange as chiasmata (singular = chiasma) ([link]).

In species such as humans, even though the X and Y sex chromosomes are not homologous (most of their genes differ), they have a small region of homology that allows the X and Y chromosomes to pair up during prophase I. A partial synaptonemal complex develops only between the regions of homology.

Located at intervals along the synaptonemal complex are large protein assemblies called recombination nodules. These assemblies mark the points of later chiasmata and mediate the multistep process of عبور—or genetic recombination—between the non-sister chromatids. Near the recombination nodule on each chromatid, the double-stranded DNA is cleaved, the cut ends are modified, and a new connection is made between the non-sister chromatids. As prophase I progresses, the synaptonemal complex begins to break down and the chromosomes begin to condense. When the synaptonemal complex is gone, the homologous chromosomes remain attached to each other at the centromere and at chiasmata. The chiasmata remain until anaphase I. The number of chiasmata varies according to the species and the length of the chromosome. There must be at least one chiasma per chromosome for proper separation of homologous chromosomes during meiosis I, but there may be as many as 25. Following crossover, the synaptonemal complex breaks down and the cohesin connection between homologous pairs is also removed. At the end of prophase I, the pairs are held together only at the chiasmata ([link]) and are called tetrads because the four sister chromatids of each pair of homologous chromosomes are now visible.

The crossover events are the first source of genetic variation in the nuclei produced by meiosis. A single crossover event between homologous non-sister chromatids leads to a reciprocal exchange of equivalent DNA between a maternal chromosome and a paternal chromosome. Now, when that sister chromatid is moved into a gamete cell it will carry some DNA from one parent of the individual and some DNA from the other parent. The sister recombinant chromatid has a combination of maternal and paternal genes that did not exist before the crossover. Multiple crossovers in an arm of the chromosome have the same effect, exchanging segments of DNA to create recombinant chromosomes.

Prometaphase I

The key event in prometaphase I is the attachment of the spindle fiber microtubules to the kinetochore proteins at the centromeres. Kinetochore proteins are multiprotein complexes that bind the centromeres of a chromosome to the microtubules of the mitotic spindle. Microtubules grow from centrosomes placed at opposite poles of the cell. The microtubules move toward the middle of the cell and attach to one of the two fused homologous chromosomes. The microtubules attach at each chromosomes' kinetochores. With each member of the homologous pair attached to opposite poles of the cell, in the next phase, the microtubules can pull the homologous pair apart. A spindle fiber that has attached to a kinetochore is called a kinetochore microtubule. At the end of prometaphase I, each tetrad is attached to microtubules from both poles, with one homologous chromosome facing each pole. The homologous chromosomes are still held together at chiasmata. In addition, the nuclear membrane has broken down entirely.

Metaphase I

During metaphase I, the homologous chromosomes are arranged in the center of the cell with the kinetochores facing opposite poles. The homologous pairs orient themselves randomly at the equator. For example, if the two homologous members of chromosome 1 are labeled a and b, then the chromosomes could line up a-b, or b-a. This is important in determining the genes carried by a gamete, as each will only receive one of the two homologous chromosomes. Recall that homologous chromosomes are not identical. They contain slight differences in their genetic information, causing each gamete to have a unique genetic makeup.

This randomness is the physical basis for the creation of the second form of genetic variation in offspring. Consider that the homologous chromosomes of a sexually reproducing organism are originally inherited as two separate sets, one from each parent. Using humans as an example, one set of 23 chromosomes is present in the egg donated by the mother. The father provides the other set of 23 chromosomes in the sperm that fertilizes the egg. Every cell of the multicellular offspring has copies of the original two sets of homologous chromosomes. In prophase I of meiosis, the homologous chromosomes form the tetrads. In metaphase I, these pairs line up at the midway point between the two poles of the cell to form the metaphase plate. Because there is an equal chance that a microtubule fiber will encounter a maternally or paternally inherited chromosome, the arrangement of the tetrads at the metaphase plate is random. Any maternally inherited chromosome may face either pole. Any paternally inherited chromosome may also face either pole. The orientation of each tetrad is independent of the orientation of the other 22 tetrads.

This event—the random (or independent) assortment of homologous chromosomes at the metaphase plate—is the second mechanism that introduces variation into the gametes or spores. In each cell that undergoes meiosis, the arrangement of the tetrads is different. The number of variations is dependent on the number of chromosomes making up a set. There are two possibilities for orientation at the metaphase plate the possible number of alignments therefore equals 2ن، أين ن is the number of chromosomes per set. Humans have 23 chromosome pairs, which results in over eight million (2 23 ) possible genetically-distinct gametes. This number does not include the variability that was previously created in the sister chromatids by crossover. Given these two mechanisms, it is highly unlikely that any two haploid cells resulting from meiosis will have the same genetic composition ([link]).

To summarize the genetic consequences of meiosis I, the maternal and paternal genes are recombined by crossover events that occur between each homologous pair during prophase I. In addition, the random assortment of tetrads on the metaphase plate produces a unique combination of maternal and paternal chromosomes that will make their way into the gametes.

Anaphase I

In anaphase I, the microtubules pull the linked chromosomes apart. The sister chromatids remain tightly bound together at the centromere. The chiasmata are broken in anaphase I as the microtubules attached to the fused kinetochores pull the homologous chromosomes apart ([link]).

Telophase I and Cytokinesis

In telophase, the separated chromosomes arrive at opposite poles. The remainder of the typical telophase events may or may not occur, depending on the species. In some organisms, the chromosomes decondense and nuclear envelopes form around the chromatids in telophase I. In other organisms, cytokinesis—the physical separation of the cytoplasmic components into two daughter cells—occurs without reformation of the nuclei. In nearly all species of animals and some fungi, cytokinesis separates the cell contents via a cleavage furrow (constriction of the actin ring that leads to cytoplasmic division). In plants, a cell plate is formed during cell cytokinesis by Golgi vesicles fusing at the metaphase plate. This cell plate will ultimately lead to the formation of cell walls that separate the two daughter cells.

Two haploid cells are the end result of the first meiotic division. The cells are haploid because at each pole, there is just one of each pair of the homologous chromosomes. Therefore, only one full set of the chromosomes is present. This is why the cells are considered haploid—there is only one chromosome set, even though each homolog still consists of two sister chromatids. Recall that sister chromatids are merely duplicates of one of the two homologous chromosomes (except for changes that occurred during crossing over). In meiosis II, these two sister chromatids will separate, creating four haploid daughter cells.

Review the process of meiosis, observing how chromosomes align and migrate, at Meiosis: An Interactive Animation.

Meiosis II

In some species, cells enter a brief interphase, or interkinesis, before entering meiosis II. Interkinesis lacks an S phase, so chromosomes are not duplicated. The two cells produced in meiosis I go through the events of meiosis II in synchrony. During meiosis II, the sister chromatids within the two daughter cells separate, forming four new haploid gametes. The mechanics of meiosis II is similar to mitosis, except that each dividing cell has only one set of homologous chromosomes. Therefore, each cell has half the number of sister chromatids to separate out as a diploid cell undergoing mitosis.

Prophase II

If the chromosomes decondensed in telophase I, they condense again. If nuclear envelopes were formed, they fragment into vesicles. The centrosomes that were duplicated during interkinesis move away from each other toward opposite poles, and new spindles are formed.

Prometaphase II

The nuclear envelopes are completely broken down, and the spindle is fully formed. Each sister chromatid forms an individual kinetochore that attaches to microtubules from opposite poles.

Metaphase II

The sister chromatids are maximally condensed and aligned at the equator of the cell.

Anaphase II

The sister chromatids are pulled apart by the kinetochore microtubules and move toward opposite poles. Non-kinetochore microtubules elongate the cell.

Telophase II and Cytokinesis

The chromosomes arrive at opposite poles and begin to decondense. Nuclear envelopes form around the chromosomes. Cytokinesis separates the two cells into four unique haploid cells. At this point, the newly formed nuclei are both haploid. The cells produced are genetically unique because of the random assortment of paternal and maternal homologs and because of the recombining of maternal and paternal segments of chromosomes (with their sets of genes) that occurs during crossover. The entire process of meiosis is outlined in [link].

Comparing Meiosis and Mitosis

Mitosis and meiosis are both forms of division of the nucleus in eukaryotic cells. They share some similarities, but also exhibit distinct differences that lead to very different outcomes ([link]). Mitosis is a single nuclear division that results in two nuclei that are usually partitioned into two new cells. The nuclei resulting from a mitotic division are genetically identical to the original nucleus. They have the same number of sets of chromosomes, one set in the case of haploid cells and two sets in the case of diploid cells. In most plants and all animal species, it is typically diploid cells that undergo mitosis to form new diploid cells. In contrast, meiosis consists of two nuclear divisions resulting in four nuclei that are usually partitioned into four new cells. The nuclei resulting from meiosis are not genetically identical and they contain one chromosome set only. This is half the number of chromosome sets in the original cell, which is diploid.

The main differences between mitosis and meiosis occur in meiosis I, which is a very different nuclear division than mitosis. In meiosis I, the homologous chromosome pairs become associated with each other, are bound together with the synaptonemal complex, develop chiasmata and undergo crossover between sister chromatids, and line up along the metaphase plate in tetrads with kinetochore fibers from opposite spindle poles attached to each kinetochore of a homolog in a tetrad. All of these events occur only in meiosis I.

When the chiasmata resolve and the tetrad is broken up with the homologs moving to one pole or another, the ploidy level—the number of sets of chromosomes in each future nucleus—has been reduced from two to one. For this reason, meiosis I is referred to as a reduction division. There is no such reduction in ploidy level during mitosis.

Meiosis II is much more analogous to a mitotic division. In this case, the duplicated chromosomes (only one set of them) line up on the metaphase plate with divided kinetochores attached to kinetochore fibers from opposite poles. During anaphase II, as in mitotic anaphase, the kinetochores divide and one sister chromatid—now referred to as a chromosome—is pulled to one pole while the other sister chromatid is pulled to the other pole. If it were not for the fact that there had been crossover, the two products of each individual meiosis II division would be identical (like in mitosis). Instead, they are different because there has always been at least one crossover per chromosome. Meiosis II is not a reduction division because although there are fewer copies of the genome in the resulting cells, there is still one set of chromosomes, as there was at the end of meiosis I.

The Mystery of the Evolution of Meiosis Some characteristics of organisms are so widespread and fundamental that it is sometimes difficult to remember that they evolved like other simpler traits. Meiosis is such an extraordinarily complex series of cellular events that biologists have had trouble hypothesizing and testing how it may have evolved. Although meiosis is inextricably entwined with sexual reproduction and its advantages and disadvantages, it is important to separate the questions of the evolution of meiosis and the evolution of sex, because early meiosis may have been advantageous for different reasons than it is now. Thinking outside the box and imagining what the early benefits from meiosis might have been is one approach to uncovering how it may have evolved.

Meiosis and mitosis share obvious cellular processes and it makes sense that meiosis evolved from mitosis. The difficulty lies in the clear differences between meiosis I and mitosis. Adam Wilkins and Robin Holliday 1 summarized the unique events that needed to occur for the evolution of meiosis from mitosis. These steps are homologous chromosome pairing, crossover exchanges, sister chromatids remaining attached during anaphase, and suppression of DNA replication in interphase. They argue that the first step is the hardest and most important, and that understanding how it evolved would make the evolutionary process clearer. They suggest genetic experiments that might shed light on the evolution of synapsis.

There are other approaches to understanding the evolution of meiosis in progress. Different forms of meiosis exist in single-celled protists. Some appear to be simpler or more “primitive” forms of meiosis. Comparing the meiotic divisions of different protists may shed light on the evolution of meiosis. Marilee Ramesh and colleagues 2 compared the genes involved in meiosis in protists to understand when and where meiosis might have evolved. Although research is still ongoing, recent scholarship into meiosis in protists suggests that some aspects of meiosis may have evolved later than others. This kind of genetic comparison can tell us what aspects of meiosis are the oldest and what cellular processes they may have borrowed from in earlier cells.

Click through the steps of this interactive animation to compare the meiotic process of cell division to that of mitosis: How Cells Divide.

ملخص القسم

Sexual reproduction requires that diploid organisms produce haploid cells that can fuse during fertilization to form diploid offspring. As with mitosis, DNA replication occurs prior to meiosis during the S-phase of the cell cycle. Meiosis is a series of events that arrange and separate chromosomes and chromatids into daughter cells. During the interphases of meiosis, each chromosome is duplicated. In meiosis, there are two rounds of nuclear division resulting in four nuclei and usually four daughter cells, each with half the number of chromosomes as the parent cell. The first separates homologs, and the second—like mitosis—separates chromatids into individual chromosomes. During meiosis, variation in the daughter nuclei is introduced because of crossover in prophase I and random alignment of tetrads at metaphase I. The cells that are produced by meiosis are genetically unique.

Meiosis and mitosis share similarities, but have distinct outcomes. Mitotic divisions are single nuclear divisions that produce daughter nuclei that are genetically identical and have the same number of chromosome sets as the original cell. Meiotic divisions include two nuclear divisions that produce four daughter nuclei that are genetically different and have one chromosome set instead of the two sets of chromosomes in the parent cell. The main differences between the processes occur in the first division of meiosis, in which homologous chromosomes are paired and exchange non-sister chromatid segments. The homologous chromosomes separate into different nuclei during meiosis I, causing a reduction of ploidy level in the first division. The second division of meiosis is more similar to a mitotic division, except that the daughter cells do not contain identical genomes because of crossover.


الانقسام الاختزالي

19 comments:

The steps of Meiosis are Interphase, Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, telophase 1, Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, Telophase II . In other organisms the cells go from the late anaphase of meiosis 1 to metaphase of meiosis II. The second division in Meiosis is simply a mitotic division of the products of meisosis I. It adds a major source of variation among organisms. Variation is important toa species because it is the raw material that forms the basis for evolution.

It is important for living things because it allows the cells to divide and multiply. The new cells have the same number and kind of chromosomes as the origional ones. If we didn't have meiosis then our cells couldn't multiply and we couldn't grow.

The phases of meiois are Interphase, Prophase 1, metaphase 1, anaphase 1, telophase 1. Without metaphase all of the children we have would have defects. The world would be messed up if we didnt have meiosis. By the way this is Jackson my screen name is SMAX

Interphase, Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, Telophase 1, Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2, Telophase 2. Meosis is a kind of cell division, it occurs in the specialized body cells of each parent that produce gametes.This allows children to have the same number of chromosomes as their parents.

meiosis is a type of cell division where one body cell produces four gametes, and each containging half the number of chromosomes as a parent's body cell. the steps of meiosis are interphase, phrophas, metaphase, anaphase, and telophase. meiosis is important to living organisms because its what makes new organisms like repoduction.

The steps are interphase, prophase 1, metaphase, anaphase 1, telophase 1, prophase 2, metaphase 2, anaphase 2, and telophase 2. Meiosis is a kind of cell division which produces gametes containing half the number of chromosomes as a parent's body cell. Meisosis occurs in teh specialized body cells of each parent that produce gametes.

the steps are interphase prophase 1 metaphase 1 anaphase 1 telophase1 prophase 2 metaphase 2 anaphase2 telophase2. meiosis is what makes us. it keeps the world going round

The phases of meiosis are Interphase, Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I, Prophase II, Metaphse II, Anaphase II, and Telophase II. Meiosis is important because it helps with genetic recombination which causes the gametes to cross and combine. It also explains Mendel's results by showing that Mendel's obsevation of each parent giving one allele at random to offspiring at random.

The phases of meiosis are Interphase, Prophase I, Metaphase II, Anaphase I, TelpphaseI, Prophase II, Metaphase II, AnaphaseII, and Telophase II. This phase is very important becasue this is the phase when the gametes from the parents are produced.

The phases of Meiosis are Interphase, Phropahse 1, Metaphase 1, Anaphase 1, and Telophase 1. Meiosis provides for genetic variation. We need meiosis so we have differnt characteristics.

There are nine steps to Meiosis (1-2). Meiosis 1 is Interphase, Prophase1, Metaphase1, Anaphase1, and Telophase1. Meiosis 2 starts with Prophase2, Metaphase2, Anaphase, and ends with Telophase2.

Meiosis is important because it occurs in the specialized body cells of each parent that produce gametes. Its important in the reproduction of life.

Meiosis has 9 steps. They are Interphase, Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, Telophase 1, Prophase 1, Metaphase 2, Anaphase 2, and Telophase 2. Meiosis is important to organisms because it creates lots of variation between all the organisms throughout the environment. The variation makes the raw material that is used.

The steps of meiosis are Interphase, Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I, Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, and Telophase II. Meiosis consists of two separate divisions, known as meiosis I and meiosis II. Meiosis I begins with one diploid cell. By the end of meiosis II, there are four haploid cells. These haploids cells are called sex cells or gametes. When a male gametes and female gametes join they create a kid. Meiosis occurs in the specialized body cells of each parent that produce gametes.

the steps of Meiosis are interphase,prophaseI,metaphaseI,anaphaseI,telophaseI
cells of Meoisis is useful for reproduction, helps to parent cells.

Meiosis is the proses for a cell to divid. the steps are Interphase, Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase. It is in portent for thing to grow.

The steps of Meosis are.
(In meosis I)
الطور البيني
Prophase I
Metaphase I
Anaphase I
Telophase I
(In meosis II)
Prophase II
Metaphase II
Anaphase II
Telophase II

The first generation of meiosis is Interphase, Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, Telophase 1, Prophase 2, Metaphase 2, Anaphase 2, and Telophase 2. It makes everybody different when this process happens. Mendel's laws now explain the theory of heredity.


شاهد الفيديو: مراحل الانقسام الاختزالي (قد 2022).