מיוזה: פונקציה, שלבים ומאפייניהם - ביולוגיה - 2025

המיוזה היא סוג של חלוקת תאים המאפיינת אורגניזמים איקריוטיים אשר מחזור החיים הוא שלב של רבייה מינית. בתהליך זה, חצוי מספר הכרומוזומים בתאים המתחלקים, וזו הסיבה שהוא מכונה גם "חלוקה רדוקטיבית".

על פי היסודות של תורת התא "כל תא בא מתא אחר" וידוע שתא אחד מוליד אחר דרך תהליך חלוקה המורכב מכפילויות של מרכיביו הפנימיים (DNA, חלבונים וכו '). ) והפרדתם לשני תאי "בת", אשר זהים כמעט זה לזה.

סכמת סיכום של מיוזה: 1) שכפול של כרומוזומים 2) זיווג של כרומוזומים הומולוגיים 3) מעבר מעל 4) חלוקה מיוטית ראשונה (אחד מכל הכרומוזומים המשוכפלים לתא בת) 5) חלוקה מיוטית שנייה (כרומוזום אחד מכל אחד אחד לכל תא בת) (מקור: פיטר קוקקסהד באמצעות Wikimedia Commons)

תהליך זה מאפשר את המשכיות החיים והעברתם "ללא שינוי" של חומר גנטי לדורות הבאים. מיוזה מופיעה הן בתאים של אורגניזמים רב-תאיים והן באורגניזמים חד-תאיים (פרוטוזואה, שמרים וחיידקים, בקרב רבים אחרים).

עבור חלק מהאורגניזמים זוהי צורת ההתרבות העיקרית והיא ידועה כהתרבות א-מינית. עם זאת, רבייתם של יצורים חיים רב-תאיים, בעלי מחזורי התפתחות שונים, מעט מורכבת יותר ומשמעה כי כל התאים של אותו אורגניזם נוצרים מתא מיוחד מאוד המכונה זיגוטה.

הזיגוטה היא תוצאה של תהליך שנקרא רבייה מינית, המערב מיזוג של שני תאים גמטיים או מיניים, המיוצרים על ידי שני אנשים שונים (בדרך כלל "זכר" ו"נקבה ") ואשר מחזיקים במחצית מהמידע הגנטי. כל אחד.

תהליך הייצור של תאי המין הללו הוא מה שמכונה באורגניזמים רב-תאיים כמיוזה ויש לו את התפקיד העיקרי של ייצור תאים עם חצי מהעומס הכרומוזומלי, כלומר תאים חצובים.

תפקוד המיוזה

מיוזה היא החלק המרכזי או "הלב" של ההתרבות המינית, הנראה כ"רכישה "מועילה מבחינה אבולוציונית, כפי שאומצה על ידי רוב מיני בעלי החיים והצמחים.

תהליך זה כולל שילוב של שני גנומים שונים, המסתיים ביצירת צאצאים בהקצאה גנטית "חדשה", מה שמביא בתורו לעלייה בשונות.

באמצעות חלוקת תאים צמצום זו, תאים מתמחים בגופם של בעלי חיים וצמחים רב-תאיים, המכונים תאי קו נבט, מייצרים תאים מין או גמטיים, שכאשר הם מתמזגים, מולידים תא הנקרא זיגוטה. .

צמצום המספר הכרומוזומלי על ידי מיוזה הוא צעד חיוני לאיחוד בין שני תאי המין המיוצרים כדי "להתחדש" את השלמת הכרומוזומלי הדיפלואידי בדור הבא, ומבטיח את המשכיות המין.

הפחתת מספר הכרומוזומים אפשרית, מכיוון שבמהלך המיוזה סבב יחיד של שכפול ה- DNA ואחריו שני סיבובים שונים של הפרדה כרומוזומית.

יתרון תחרותי

העובדה ששני אנשים מתרבים מינית וההתמזגות של שני גמים שונים מבחינה גנטית מתרחשת, אשר הכרומוזומים שלהם "היו בעבר" מעורבים גם באמצעות תהליכים אקראיים ", עשויה להיות יתרון אבולוציוני מבחינת התחרות.

מיוזה, שמולידה תאים עם שילוב גנטי חדש המתמזג במהלך ההתרבות המינית, מאפשרת לאנשים שהם תוצר של רבייה כזו להסתגל לשרוד בסביבות המשתנות באופן חיוני.

ביטול אללים "מזיקים"

מכיוון שאוכלוסייה חשופה להופעת אללים חדשים על ידי מוטציות (שרבים מהם יכולים להזיק או להזיק), מיוזה והתרבות מינית יכולים להעדיף את חיסולם של האללים הללו במהירות, למנוע את הצטברותם והתפשטותם נוספת.

שלבים של מיוזה

ניתן להסביר את התהליך המיוטי כ"הפרדה "או" התפלגות "של הכרומוזומים של תא שבחלוקתו מופחת העומס הכרומוזומלי שלו, המתרחש דרך שתי חטיבות הידועות כחלוקה המיוטית הראשונה והחלוקה המיוטית השנייה, בהיותה אחרון די דומה לחלוקה המיטוטית.

כפי שנראה בהמשך, כל אחד משני המיוזות מורכב מפרובזה, מטאפזה, אנאפזה וטלופאז.

שלבי המיוזה (מקור: Boumphreyfr דרך Wikimedia Commons)

- חלוקה מיוטית ראשונה

מיוזה אני או חלוקה מיוטית ראשונה מתחילים באיחוד של חברי כל זוג כרומוזומים הומולוגיים (הכרומוזומים האימהיים והאביים שהאורגניזמים הדיפלואידים יורשים מהוריהם).

מִמְשָׁק

כמו במיטוזה, השלב של מחזור תאי הגרעין שקדם למיוזה הוא הממשק. בשלב זה, מתרחש האירוע היחיד של שכפול ה- DNA הסלולרי, המייצר כרומוזום אימהי ואבהי (מדובר בתאים דיפלואידים) אשר כל אחד מהם מורכב משתי כרומטיות אחיות.

משפט הראשון

במהלך הנבואה הראשונה על מיוזה I, הקשר או המגע הגופני בין כרומוזומים הומולוגיים (כרומוזומים שקולים משני הורים שונים, האב והאם) מתרחש לכל אורכם.

אירוע זה מכונה סינפסה וזה התהליך שבאמצעותו משויכים ארבעה כרומטידים, שניים מכל כרומוזום הומולוגי, וזו הסיבה שהמבנה המתקבל נקרא טטרד או קומפלקס דו-ערכי (מספר הטטראדים בתא במהלך פרוזאז הוא שווה ערך למספר הכרומוזומים החסידיים).

בכל טטרד, כרומטידים שאינם אחים, כלומר אלו השייכים לכרומוזומים הומולוגיים, מתחברים מחדש בתהליך שנקרא קרוסאובר, מה שמביא להחלפה גנטית בין כרומוזומים על ידי "חיתוך והדבקה" של שברים אקראיים בתנוחות אקראיות, יצירת שילובי גנים חדשים.

לאחר התרחשות רקומבינציה, הצנטרומרים של הכרומוזומים ההומולוגיים נפרדים, ונשארים מאוחדים רק על ידי אזורים המכונים כיזמות, התואמים לאתרי המעבר. עם זאת, כרומטי האחיות נותרו מחוברים דרך המרכזיות.

בשלב זה של מיוזה I, התאים צומחים ומסנתזים מולקולות מילואים. בנוסף, נוצרת הערכת היווצרות ציר המיקרו-צינורית ובבסיס הראשון של המאה המאוחרת המעטפה הגרעינית נעלמת והטרטרדים הכרומטיים נראים בבירור מתחת למיקרוסקופ האור.

שלב זה מסתיים כאשר המעקמים מתיישרים במישור המשווני של התא המפריד.

מטפז I

במהלך המטאפזה, הסיבים של ציר המיקרו-צינורית נצמדים לסנטרומרים של כרומוזומים הומולוגיים ולקטבים הפוכים של התא; זה ההפך ממה שקורה בזמן המיטוזה, שבו הצנטרומרים של כרומטידיות האחות מחוברים למיקרו-צינורות בקטבים מנוגדים.

אנפייס אני

בשלב זה הכרומוזומים ההומולוגיים המשוכפלים נפרדים, מכיוון שהם "נמשכים" לעבר קטבים מנוגדים של התא בזכות המיקרו-צינורות של הציר. בכל קוטב נמצא אם כן שילוב אקראי של כרומוזומים, אך רק חבר אחד מכל זוג הומולוגי.

במהלך אנאפאזה אני כרומטידיות האחות נשארות מחוברות זו לזו דרך הצנטרומרים שלהן, השונה ממיטוזה, מכיוון שבמהלך האנאפאזה המיטוטית מופרדים הכרומטידים האחות בקטבים הנגדיים של התא.

טלופאז 1

בשלב זה הכרומטים "מתבגרים", כלומר הם נראים פחות מתחת למיקרוסקופ, מאבדים את צורתם האופיינית. המעטפה הגרעינית מאורגנת מחדש ומתרחשת ציטוקינזיס או הפרדת תאי בת, שיש להם מספר כרומוזומים מפורק, אך מורכב מכרומוזומים כפולים (עם שני הכרומידים שלהם).

בין הטלופאז אני לבין החלוקה המיוטית הבאה יש פרק זמן קצר המכונה אינטרקינזיס, אם כי זה לא מתרחש בכל האורגניזמים.

- חלוקה מיוטית שנייה

במהלך הליגה השנייה מופרדים הכרומטידים של האחות, כמו שקורים בזמן המיטוזה, אך מבלי ששוכפל ה- DNA קודם.

משפט שני

פרובאז 'II דומה מאוד לנבואה המיטוטית. בשלב זה אין איחוד של כרומוזומים הומולוגיים ואין מעבר מוצלב.

בפרובאז 'השנייה הכרומטידים נראים שוב, כלומר הכרומטין מתעבה. סיבי הציר מקרינים מכל עמוד, מתארכים לעבר הצנטרומרים המצטרפים לכרומטידים של האחות.

לבסוף המעטפה הגרעינית נעלמת והמיקרו-צינורות מהקטבים הנגדים מגיעים למרכזיים של כל כרומטיד ואלה מיושרים במישור המשווני של התא.

Metaphase II

Metaphase II שונה ממטאפזה I ביחס למספר הכרומטידים המצויים בשורה במישור המשווה. במטאפזה I נראים טטרהים, ואילו ב- II נצפים רק כרומטידיות אחות של אותו כרומוזום, כמו במטאפזה המיטוטית.

אנפיסה II

בשלב זה הכרומטות האחות נפרדות כשהן נעות לעבר הקטבים הנגדים של התא. מרגע זה, כל כרומטיד נחשב לכרומוזום עצמאי.

טלופאז II

בתחילת הטלופאז, אם כן, המעטפה הגרעינית מתחדשת על סט הכרומוזומים ההומולוגיים הבלתי מפושטים שהופצה בכל עמוד בתא, לאחר מכן מתרחשת ציטוקינזיס או הפרדת תאי בת.

החלוקה המיוטית של תא דיפלואידי מייצרת ארבעה תאים חצרידים, שלכל אחד מהם שילוב שונה של גנים, ככל שהתרחשה מחדש.

הפניות

1. אלברטס, ב., בריי, ד., הופקין, ק., ג'ונסון, א.ד., לואיס, ג'., רף, מ., … & וולטר, פ. (2013). ביולוגיה חיונית של תאים. גרלנד מדע.
2. Bernstein, H., & Bernstein, C. (2013). מקור אבולוציוני ותפקוד אדפטיבי של מיוזה. במיוזה. IntechOpen.
3. Hunt, PA, & Hassold, TJ (2002). ענייני מין במיוזה. מדע, 296 (5576), 2181-2183.
4. קלקנר, נ '(1996). מיוזה: איך זה יכול היה לעבוד? הליכי האקדמיה הלאומית למדעים, 93 (16), 8167-8174.
5. סולומון, EP, ברג, LR ומרטין, DW (2011). ביולוגיה (edn 9). ברוקס / קול, לימוד Cengage: ארה"ב.
6. Villeneve, AM, & Hillers, KJ (2001). מאין מיוזה? תא, 106 (6), 647-650.