Qu'est-ce que méiose?
La méiose est une forme spécialisée de la division cellulaire qui produit des cellules reproductrices, telles que des installations et des spores fongiques, de sperme et d'ovules.
Toutes les cellules proviennent d'autres cellules. Le principal mécanisme par lequel cela se produit est par division cellulaire. En général, ce procédé implique un «parent» division cellulaire en deux ou plusieurs cellules "filles". De cette façon, la cellule parente est capable de transmettre son matériel génétique de génération en génération.
Structure cellulaire
En fonction de la complexité relative de leurs cellules, tous les organismes vivants sont généralement classés comme des procaryotes ou des eucaryotes. Les procaryotes, comme les bactéries, sont constitués d'une seule cellule avec une structure interne simple. Leur ADN flotte librement dans la cellule dans une masse en forme de fil torsadé appelé nucléoïde.
Les eucaryotes, d'autre part, sont des organismes dont l’ADN est emballé dans un compartiment central appelé noyau. Les animaux, les plantes et les champignons sont des eucaryotes. Les cellules eucaryotes sont également généralement appelés composants spécialisés organites tels que les mitochondries, les chloroplastes, le réticulum endoplasmique, l'appareil de Golgi, et les lysosomes. Chacun exécute une fonction spécifique.
Division cellulaire eucaryote
Les eucaryotes sont capables de deux types de division cellulaire. Mitose permet aux cellules de produire des copies identiques d'eux - mêmes.Ainsi, le matériel génétique est dupliqué entre les cellules mères et filles.Eucaryotes unicellulaires, tels que les amibes et la levure, utilisent la mitose pour reproduire de façon asexuée et d’augmenter leur population. Eucaryotes multicellulaires utilisent la mitose de croître ou de guérir les tissus blessés.
Le deuxième type de division cellulaire, méiose, est une forme spécialisée de la division cellulaire qui se produit dans les organismes qui se reproduisent sexuellement (qui est, en combinant l'information génétique unique de deux parents). La méiose produit des cellules reproductrices, telles que les cellules de sperme, d'ovules et les spores de plantes et de champignons.
Méiose et chromosomes
ADN eucaryotique est compartimenté dans le noyau à l'intérieur de la cellule. Les longs brins double hélice d'ADN sont étroitement enroulés autour de protéines appelées histones pour former une structure en forme de tige: le chromosome. Par exemple, les cellules dans le corps humain ont 46 chromosomes au total (ce qui inclut deux chromosomes sexuels XX, pour les femmes et XY pour les hommes).
Cependant, les cellules de sperme et d'ovules humains produits par méiose ont seulement 23 chromosomes.
La méiose est réductionnelle», a déclaré M. Andrew Hoyt, un professeur de biologie à l’Université Johns Hopkins. Méiose produit des cellules filles qui ont la moitié du nombre de chromosomes que la cellule parente. Ainsi, lors de la fécondation a lieu, le nombre de chromosomes est rétabli. Par exemple, lorsque le sperme et l’ovule humain se combinent lors de la fécondation, ils produisent un zygote, d’une cellule avec 46 chromosomes. Depuis organismes à reproduction sexuée reçoivent un ensemble de chromosomes de chaque parent, chaque chromosome a une paire correspondante, ou homologue.
Les cellules filles produites au cours de la méiose sont génétiquement diversifiées. Les chromosomes homologues (qui est, paires de chromosomes de la mère et le père) bits d'échange d'ADN pour créer, chromosomes hybrides génétiquement uniques destinés à chaque cellule fille.
A regarder de plus près à la méiose
La méiose commence avec le chromosome duplication. Ensuite, la cellule passe par deux séries de divisions nucléaires consécutives, appelé méiose I et la méiose II, selon la revue Nature. En conséquence, l'ensemble du processus de la méiose produit quatre cellules filles à partir d’une seule cellule mère. Chaque cellule fille a la moitié du nombre de chromosomes que la cellule parente d’origine. Les mécanismes de la mitose et la méiose sont très similaires.
Méiose I
Avant la méiose I, les chromosomes dupliqués, également connu sous le nom chromatides sœurs, fusionnent. Le point auquel ils sont rejoints est appelé centromère, et le complexe ressemble à la forme de la lettre «X» Les chromosomes deviennent, structures denses compactés au cours de chaque division nucléaire, et sont visibles sous le microscope.
Il y a quatre étapes de la méiose I, selon les auteurs de « Molecular Biology of the Cell, 4ème Ed " (Garland Science, 2002):
Prophase I : Au cours de cette étape, les chromatides sœurs de l'ensemble des mères de chromosomes jumeler avec leurs homologues de l'ensemble paternel de chromosomes. Ensemble, ils ressemblent à deux X assis à côté de l'autre. Les maternels bits d'échange de chromatides de leur ADN avec les chromatides paternels et recombinent pour créer la variation génétique. Même si les chromosomes sexuels chez un être humain de sexe masculin (X et Y) ne sont pas homologues, ils peuvent encore se marient ensemble et l’ADN de change. La recombinaison se produit que dans une petite région des deux chromosomes où il existe une homologie.
À la fin de la prophase I de la membrane nucléaire se décompose.
Métaphase I : La broche méiose, un réseau de filaments de protéines, émerge d'une structure appelée centriole, placé à chaque extrémité de la cellule. La broche méiose se verrouille sur les chromatides sœurs fusionnées. À la fin de la métaphase I, tous les chromatides sœurs fusionnées sont attachés à leurs centromères et alignent au milieu de la cellule. Les homologues ressemblent encore deux X assis rapprochés.
Anaphase I : Les fibres de broche commence à se contracter, en tirant les chromatides sœurs fusionnées avec eux. Autrement dit, chacun en forme de X complexe se déplace loin de l'autre, vers les extrémités opposées de la cellule.
Télophase I : Les chromatides sœurs fusionnées arrive ou l’autre extrémité de la cellule. Le corps de la cellule se divise en deux.
Méiose I résultats dans deux cellules filles, dont chacune contient un ensemble de chromatides sœurs fusionnées. En outre, la composition génétique de chaque cellule fille est distincte en raison de l'échange d'ADN entre homologues.
Les deux cellules filles de la méiose I se déplacent dans la méiose II sans autre chromosome duplication.
Méiose II
"Méiose II ressemble à la mitose", a déclaré Hoyt. «Il est une division équationnelle." Cela signifie que d'ici la fin du processus, le nombre de chromosomes est inchangé entre les cellules qui entrent dans la méiose II et les cellules filles résultant.
Les quatre étapes de la méiose II sont les suivantes:
Prophase II : La membrane nucléaire se désintègre, et les broches méiotiques commencent à se former à nouveau.
Métaphase II : Les broches méiotiques verrou sur le centromère des chromatides sœurs, et ils ont tous aligner au centre de la cellule.
Anaphase II : Les fibres broche commencent à se contracter et les chromatides sœurs sont tirés à part. Chaque chromosome individuel commence alors à se déplacer vers l’une des extrémités de la cellule.
Telophase II : Les chromosomes atteignent les extrémités opposées de la cellule. La membrane nucléaire se forme à nouveau et le corps de la cellule se divise en deux
Méiose II se traduit par quatre cellules filles, chacune ayant le même nombre de chromosomes. Cependant, chaque chromosome est unique et contient un mélange d'informations génétiques à partir des chromosomes paternels et maternels contenus dans la cellule parente d'origine.
Dans le cas des humains, des cellules spéciales, appelées cellules germinales subissent une méiose et finalement donner lieu à du sperme ou des œufs. Les cellules germinales contiennent un ensemble complet de 46 chromosomes (23 chromosomes maternels et 23 chromosomes paternels). À la fin de la méiose, les cellules reproductrices résultant, ou gamètes, ont chacun 23 chromosomes génétiquement uniques.
L'importance de la méiose
La ségrégation correcte des chromosomes lors de la méiose I et II est essentiel pour générer des cellules de sperme et d'ovules sains, et par extension, les embryons sains. la ségrégation chromosomique Échec est appelé nondisjunction, et peut entraîner des gamètes avec chromosomes manquants ou des chromosomes supplémentaires, selon les auteurs de «Molecular Biology of the Cell."
Lorsque des gamètes avec le nombre de chromosomes anormaux fertiliser, la plupart des embryons obtenus ne survivent pas et sont détruites par des avortements spontanés (fausses couches). Cependant, toutes les anomalies chromosomiques sont fatales, selon "Molecular Biology of the Cell." Par exemple, le syndrome de Down est le résultat d'avoir une copie supplémentaire du chromosome 21. Les personnes atteintes du syndrome de Klinefelter sont des hommes, mais ont un chromosome X supplémentaire. La fréquence de telles erreurs de ségrégation lors de la méiose augmente avec l'âge de la mère.
L'un des impacts les plus significatifs de la méiose est qu'il génère la diversité génétique par la recombinaison des chromosomes homologues.«Nous sommes re-assortissant l'information génétique dans de nouvelles combinaisons, et qui a un grand avantage", a déclaré Hoyt ."Hérédité fonctionne mieux lorsque vous n'êtes pas seulement faire des copies exactes. Traînant l'information génétique vous permet de trouver de nouvelles combinaisons qui seront peut-être plus en forme dans le monde réel ".
