მეიოზი უჯრედის გაყოფის პროცესია, რომლის შედეგად ქრომოსომების რაოდენობა მცირდება და გენეტიკურად განსხვავებული უჯრედები წარმოიქმნება. ადამიანში ის სასქესო უჯრედების წარმოქმნას უკავშირდება. მეიოზს ორი მიმდევრული გაყოფა აქვს: პირველში ჰომოლოგიური ქრომოსომები სცილდება ერთმანეთს, მეორეში კი დისეული ქრომატიდები იყოფა. პროცესი სქესობრივი გამრავლებისა და გენეტიკური მრავალფეროვნებისთვის მნიშვნელოვანია.
რა არის ქრომოსომა და ქრომატიდა?
ქრომოსომა დნმ-ისა და მასთან დაკავშირებული ცილებისგან შემდგარი სტრუქტურაა, რომელიც გენეტიკურ ინფორმაციას შეიცავს. დნმ-ის გაორმაგების შემდეგ ქრომოსომა ორი დისეული ქრომატიდისგან შედგება. ჰომოლოგიური ქრომოსომები წყვილს ქმნის: ერთი მშობლისგან არის მიღებული, მეორე კი მეორისგან. მათ ერთსა და იმავე ადგილებში შესაბამისი გენები აქვთ, თუმცა გენების ვარიანტები შეიძლება განსხვავდებოდეს.
დიპლოიდური და ჰაპლოიდური უჯრედები
დიპლოიდურ უჯრედს ქრომოსომების ორი ნაკრები აქვს, ჰაპლოიდურს კი ერთი. ადამიანის სხეულის უჯრედების უმეტესობაში 46 ქრომოსომაა, ხოლო სასქესო უჯრედებში ჩვეულებრივ 23. განაყოფიერებისას კვერცხუჯრედისა და სპერმატოზოიდის ნაკრებები ერთიანდება და ქრომოსომების დიპლოიდური რაოდენობა აღდგება. ეს რიცხვები ადამიანის მაგალითს ეხება: სხვადასხვა სახეობას ქრომოსომების განსხვავებული რაოდენობა აქვს.
რა ხდება მეიოზამდე?
გაყოფამდე უჯრედი ინტერფაზას გადის. ამ პერიოდში დნმ გაორმაგდება და თითოეული ქრომოსომა ორი დისეული ქრომატიდისგან შედგება. მნიშვნელოვანია განსხვავება ქრომოსომის რაოდენობასა და დნმ-ის ასლების რაოდენობას შორის: დნმ-ის გაორმაგება თავისთავად ჰომოლოგიური ნაკრებების რაოდენობას არ აორმაგებს. მეიოზის პირველ და მეორე გაყოფებს შორის დნმ ხელახლა არ ორმაგდება.
მეიოზი I: პირველი გაყოფა
პირველ გაყოფაში ჰომოლოგიური ქრომოსომები წყვილდებიან და შემდეგ სხვადასხვა უჯრედში ნაწილდებიან. შედეგად ქრომოსომების ნაკრებების რაოდენობა მცირდება. პირველი გაყოფის შემდეგ ქრომოსომები ჯერ კიდევ ორი დისეული ქრომატიდისგან შედგება. ამიტომ მეიოზი I-ის შედეგის გააზრებისას უნდა გავარჩიოთ ჰომოლოგიური ქრომოსომების დაშორება და ქრომატიდების დაშორება, რომელიც ძირითადად მეორე გაყოფაში ხდება.
პროფაზა I და კროსინგოვერი
პროფაზა I-ის დროს ჰომოლოგიური ქრომოსომები ერთმანეთს უახლოვდება. მათ შორის არადისეულ ქრომატიდებს შეუძლიათ დნმ-ის შესაბამისი მონაკვეთების გაცვლა. ამ პროცესს კროსინგოვერი ეწოდება. შედეგად ქრომოსომაზე დედისა და მამისგან მიღებული გენეტიკური ვარიანტების ახალი კომბინაციები წარმოიქმნება. კროსინგოვერი გენეტიკური მრავალფეროვნების ერთ-ერთი წყაროა.
მეტაფაზა I და ანაფაზა I
მეტაფაზა I-ში ჰომოლოგიური წყვილები უჯრედის შუა სიბრტყესთან განლაგდება. მათი ორიენტაცია ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად შეიძლება განსხვავდებოდეს. ანაფაზა I-ში წყვილის ჰომოლოგიური ქრომოსომები საპირისპირო პოლუსებისკენ მიემართება, ხოლო დისეული ქრომატიდები ჯერ კიდევ ერთად რჩება. განაწილების ეს ხერხიც ზრდის ქრომოსომული კომბინაციების მრავალფეროვნებას.
მეიოზი II: მეორე გაყოფა
მეორე გაყოფა მექანიკურად მიტოზს ჰგავს: ქრომოსომები განლაგდება, შემდეგ კი დისეული ქრომატიდები ერთმანეთს სცილდება. ამ გაყოფამდე დნმ-ის ახალი რეპლიკაცია არ ხდება. პროცესის ბოლოს საწყისი უჯრედისგან ჩვეულებრივ ოთხი ჰაპლოიდური უჯრედი მიიღება. ცხოველებში კვერცხუჯრედის წარმოქმნისას ციტოპლაზმა არათანაბრად ნაწილდება, ამიტომ ყველა წარმოქმნილი უჯრედი ფუნქციური კვერცხუჯრედი არ არის.
რა განსხვავებაა მეიოზსა და მიტოზს შორის?
მიტოზში ერთი გაყოფა ხდება და ჩვეულებრივ ორი გენეტიკურად მსგავსი შვილეული უჯრედი მიიღება, რომელთა ქრომოსომების რაოდენობა საწყისს შეესაბამება. მეიოზში ორი გაყოფაა და საბოლოო უჯრედები ჩვეულებრივ ჰაპლოიდური და გენეტიკურად განსხვავებულია. მიტოზი ზრდასა და ქსოვილების განახლებას უკავშირდება; მეიოზი კი სქესობრივი გამრავლების სასიცოცხლო ციკლის ნაწილია.
რატომ განსხვავდებიან და-ძმები?
სასქესო უჯრედების წარმოქმნისას გენეტიკურ განსხვავებებს ხელს უწყობს კროსინგოვერი და ჰომოლოგიური ქრომოსომების განაწილება. განაყოფიერებისას კი სხვადასხვა სასქესო უჯრედი შემთხვევითად ერთიანდება. ამიტომ ერთი და იმავე მშობლების შვილები, როგორც წესი, გენეტიკურად იდენტური არ არიან. გარეგნულ და სხვა ნიშნებზე გენებთან ერთად გარემოც შეიძლება მოქმედებდეს.
რა მოხდება განაწილების შეცდომისას?
ზოგჯერ ქრომოსომები სწორად ვერ ნაწილდება. ასეთ მოვლენას გაუთიშაობა ეწოდება და მას შედეგად შეიძლება ქრომოსომების უჩვეულო რაოდენობის მქონე უჯრედები მოჰყვეს. ეს განმარტება ზოგადი ბიოლოგიური მიმოხილვაა: კონკრეტული გენეტიკური შედეგები განსხვავდება. სამედიცინო კითხვებზე პასუხის მისაღებად საჭიროა შესაბამისი სპეციალისტის ან გენეტიკური კონსულტაციის შეფასება.
როგორ დავიმახსოვროთ ეტაპები?
ჯერ დაადგინეთ, რას ვადარებთ: ქრომოსომებს, ქრომატიდებს თუ ნაკრებების რაოდენობას. დაიმახსოვრეთ, რომ დნმ ერთხელ ორმაგდება, გაყოფა კი ორჯერ ხდება. შემდეგ ცალ-ცალკე ჩამოწერეთ, რომ პირველ გაყოფაში ჰომოლოგიური ქრომოსომები სცილდება, მეორეში კი დისეული ქრომატიდები. ნახატზე თითოეული სტრუქტურის მონიშვნა ტექსტის დაზეპირებასთან შედარებით უკეთ დაგეხმარებათ პროცესის გააზრებაში.
ქრომოსომების დათვლის მაგალითი
წარმოვიდგინოთ ადამიანის უჯრედი, რომელსაც გაყოფამდე 46 ქრომოსომა აქვს. დნმ-ის გაორმაგების შემდეგ ის კვლავ 46 ქრომოსომას შეიცავს, თუმცა თითოეული ორი დისეული ქრომატიდისგან შედგება. პირველი გაყოფის შემდეგ თითოეულ მიღებულ უჯრედში 23 ქრომოსომაა, რომლებიც ჯერ კიდევ გაორმაგებულია. მეორე გაყოფისას ქრომატიდები ერთმანეთს სცილდება და მიღებულ უჯრედებში ჩვეულებრივ 23 ერთქრომატიდიანი ქრომოსომა რჩება. ეს სქემა გამარტივებულია და ნორმალურად მიმდინარე პროცესს აღწერს, შეცდომებისა და განსაკუთრებული შემთხვევების გარეშე.
რატომ არის მრავალფეროვნება მნიშვნელოვანი?
გენეტიკური მრავალფეროვნება ნიშნავს, რომ პოპულაციის წევრებს მემკვიდრეობითი ვარიანტების განსხვავებული კომბინაციები აქვთ. მეიოზი ამ კომბინაციების წარმოქმნის ერთ-ერთი გზაა, თუმცა ახალი ვარიანტები მუტაციითაც შეიძლება გაჩნდეს. განსხვავებული მახასიათებლები გარემოში ყოველთვის ერთნაირად სასარგებლო არ არის. ბიოლოგიური ევოლუციის განხილვისას მნიშვნელოვანია გავარჩიოთ მრავალფეროვნების წარმოქმნა და ბუნებრივი გადარჩევა, რომელიც უკვე არსებულ განსხვავებებზე მოქმედებს.
შეამოწმეთ გაგება
საკუთარ თავს დაუსვით სამი კითხვა: როდის ორმაგდება დნმ, როდის შორდება ერთმანეთს ჰომოლოგიური ქრომოსომები და როდის იყოფა დისეული ქრომატიდები? თუ პასუხები გერევათ, დახატეთ ერთი ჰომოლოგიური წყვილი და ფერებით მონიშნეთ მშობლებისგან მიღებული ქრომოსომები. შემდეგ თითოეულ ეტაპზე აჩვენეთ მათი მდებარეობა. ეს სავარჯიშო დაგეხმარებათ პროცესის თანმიმდევრობისა და შედეგის გააზრებაში.
დამატებითი ინფორმაცია
მეიოზის ეტაპების შესწავლისას ტერმინები ზუსტად გამოიყენეთ. ჰომოლოგიური ქრომოსომები ერთი და იმავე ტიპის გენებს ატარებს, დისეული ქრომატიდები კი დნმ-ის რეპლიკაციის შემდეგ ერთი ქრომოსომის ასლებია. კროსინგოვერის შედეგად დისეულ ქრომატიდებს შორის სრული იდენტურობა შეიძლება შეიცვალოს. ამიტომ ქრომოსომების განაწილების ნახატზე ფერების გამოყენება დაგეხმარებათ დაინახოთ, რომელი სტრუქტურები სცილდება ერთმანეთს.
ხშირად დასმული კითხვები
ქვემოთ მოცემულია მეიოზის შესახებ ძირითადი კითხვები.
რამდენი გაყოფისგან შედგება მეიოზი?
იგი ორი მიმდევრული გაყოფისგან, მეიოზი I-ისა და მეიოზი II-ისგან, შედგება.
რამდენჯერ ორმაგდება დნმ?
დნმ მეიოზის დაწყებამდე ერთხელ ორმაგდება; ორ გაყოფას შორის ახალი რეპლიკაცია არ ხდება.
რა არის კროსინგოვერი?
ეს არის ჰომოლოგიური ქრომოსომების არადისეულ ქრომატიდებს შორის შესაბამისი დნმ-ის მონაკვეთების გაცვლა.
რა სცილდება ერთმანეთს პირველ გაყოფაში?
მეიოზი I-ის დროს ჰომოლოგიური ქრომოსომები სხვადასხვა უჯრედში ნაწილდება.
რა სცილდება ერთმანეთს მეორე გაყოფაში?
მეიოზი II-ის დროს ერთმანეთს დისეული ქრომატიდები სცილდება.
რამდენი ქრომოსომაა ადამიანის სასქესო უჯრედში?
ჩვეულებრივ ადამიანის კვერცხუჯრედი და სპერმატოზოიდი თითო 23 ქრომოსომას შეიცავს.
წყაროები
OpenStax: მეიოზის პროცესი; OpenStax: მეიოზი და მრავალფეროვნება; უჯრედული ციკლი და მიტოზი.
