MEIOSIS: FUNGSI, FASA DAN CIRI-CIRINYA - BIOLOGI - 2025

The meiosis adalah jenis pembahagian sel yang menyifatkan organisma eukariot yang kitaran hidup adalah fasa pembiakan seksual. Melalui proses ini, jumlah kromosom dalam membelah sel menjadi separuh, itulah sebabnya ia juga dikenali sebagai "pembahagian reduktif."

Menurut asas teori sel "setiap sel berasal dari sel lain" dan diketahui bahawa satu sel menimbulkan yang lain melalui proses pembahagian yang terdiri daripada penduaan komponen dalamannya (DNA, protein, dll.) ) dan pemisahan mereka menjadi dua sel "anak perempuan", yang hampir sama antara satu sama lain.

Ringkasan skema meiosis: 1) Penduaan kromosom 2) Pasangan kromosom homolog 3) Melintasi lebih dari 4) Pembahagian meiotik pertama (salah satu daripada setiap kromosom yang digandakan setiap sel anak perempuan) 5) Pembahagian meiotik kedua (satu kromosom dari masing-masing satu per sel anak perempuan) (Sumber: Peter coxhead melalui Wikimedia Commons)

Proses ini membolehkan kesinambungan hidup dan penghantaran bahan genetik yang "tidak berubah" ke generasi berikutnya. Meiosis berlaku pada sel-sel organisma multisel dan organisma uniselular (protozoa, ragi dan bakteria, antara lain).

Bagi sebilangan organisma, ini adalah bentuk pembiakan utama dan dikenali sebagai pembiakan aseksual. Walau bagaimanapun, pembiakan makhluk hidup multiselular, yang mempunyai kitaran perkembangan yang berbeza, sedikit lebih kompleks dan menyiratkan bahawa semua sel organisma yang sama terbentuk dari sel yang sangat istimewa yang disebut zigot.

Zigot adalah hasil dari proses yang disebut pembiakan seksual, yang melibatkan peleburan dua sel gametik atau seksual, yang dihasilkan oleh dua individu yang berbeza (umumnya "lelaki" dan "wanita") dan yang memiliki separuh daripada maklumat genetik masing-masing.

Proses penghasilan sel seks ini adalah apa yang dikenali dalam organisma multisel sebagai meiosis dan mempunyai fungsi utama menghasilkan sel dengan separuh beban kromosom, iaitu sel haploid.

Fungsi meiosis

Meiosis adalah bahagian tengah atau "jantung" pembiakan seksual, yang tampaknya merupakan "pemerolehan" yang menguntungkan secara evolusi, kerana telah diadopsi oleh kebanyakan spesies haiwan dan tumbuhan.

Proses ini melibatkan gabungan dua genom yang berbeza, yang berakhir dengan pembentukan keturunan dengan pemberian genetik "baru", yang pada gilirannya menyiratkan peningkatan variabilitas.

Melalui pembahagian sel reduktif ini, sel-sel khusus dalam tubuh haiwan dan tumbuhan multiselular, yang dikenali sebagai sel garis kuman, menghasilkan sel seks atau gametik yang, apabila menyatu, menimbulkan sel yang disebut zigot. .

Pengurangan bilangan kromosom oleh meiosis adalah langkah penting untuk penyatuan dua sel seks yang dihasilkan untuk "menjana semula" pelengkap kromosom diploid pada generasi berikutnya, memastikan kesinambungan spesies.

Pengurangan bilangan kromosom adalah mungkin, kerana selama meiosis satu kali replikasi DNA diikuti oleh dua pusingan pemisahan kromosom berturut-turut.

Kelebihan daya saing

Fakta bahawa dua individu membiak secara seksual dan penyatuan dua gamet yang berbeza secara genetik berlaku, yang kromosomnya juga sebelumnya "dicampur" dengan proses rawak ", dapat berarti kelebihan evolusi dari sudut persaingan.

Meiosis, yang menimbulkan sel dengan kombinasi genetik baru yang menyatu semasa pembiakan seksual, membolehkan individu yang merupakan produk pembiakan tersebut dapat menyesuaikan diri untuk bertahan hidup dalam persekitaran yang berbeza-beza dengan cara yang penting.

Penghapusan alel "berbahaya"

Oleh kerana populasi rentan terhadap kemunculan alel baru melalui mutasi (banyak yang berbahaya atau berbahaya), meiosis dan pembiakan seksual dapat mendorong penghapusan alel ini dengan cepat, mencegah pengumpulan dan penyebaran lebih lanjut.

Fasa meiosis

Proses meiotik dapat dijelaskan sebagai "pemisahan" atau "pengedaran" kromosom sel di mana bahagiannya beban kromosomnya dikurangkan, yang berlaku melalui dua bahagian yang dikenali sebagai pembahagian meiotik pertama dan pembahagian meiotik kedua, yang ini terakhir sama dengan pembahagian mitotik.

Seperti yang akan dilihat di bawah, masing-masing dua meio terdiri dari profil, metafasa, anafase, dan telofase.

Fasa meiosis (Sumber: Boumphreyfr melalui Wikimedia Commons)

- Pembahagian meiotik pertama

Meiosis I atau pembahagian meiotik pertama bermula dengan penyatuan anggota setiap pasangan kromosom homolog (kromosom ibu dan bapa yang diwarisi oleh organisma diploid daripada ibu bapa mereka).

Antara muka

Seperti mitosis, fasa kitaran sel kuman yang mendahului meiosis adalah antara muka. Selama tahap ini, satu-satunya kejadian replikasi DNA selular berlaku, yang menghasilkan kromosom ibu dan ayah (mereka adalah sel diploid) yang masing-masing terdiri daripada dua kromatid saudara.

Ramalkan I

Semasa profilase I meiosis I, penyatuan atau hubungan fizikal antara kromosom homolog (kromosom setara dari dua ibu bapa yang berbeza, bapa dan ibu) berlaku sepanjang keseluruhannya.

Peristiwa ini dikenali sebagai sinaps dan ia adalah proses di mana empat kromatid dihubungkan, dua dari setiap kromosom homolog, itulah sebabnya struktur yang dihasilkan disebut tetrad atau kompleks bivalen (bilangan tetrad dalam sel semasa profilase adalah bersamaan dengan bilangan kromosom haploid).

Dalam setiap tetrad, kromatid bukan saudara, yaitu kromosom homolog, bergabung kembali melalui proses yang disebut crossover, yang mengakibatkan pertukaran genetik antara kromosom dengan "memotong dan menampal" serpihan acak dalam posisi rawak, menghasilkan kombinasi gen baru.

Selepas penggabungan semula berlaku, sentromer kromosom homologis terpisah, tetap bersatu hanya dengan kawasan yang dikenali sebagai chiasms, yang sesuai dengan tapak silang. Walau bagaimanapun, kromatid saudari tetap melekat melalui sentromer.

Semasa fasa meiosis I ini, sel tumbuh dan mensintesis molekul rizab. Sebagai tambahan, pembentukan gelendong mikro dihargai dan, pada akhir profil I, sampul nuklear hilang dan tetrad kromatid jelas terlihat di bawah mikroskop cahaya.

Fasa ini berakhir apabila tetrad berbaris di satah khatulistiwa sel pembahagi.

Metafasa I

Semasa metafasa, gentian gelendong mikro melekat pada sentromer kromosom homolog dan ke kutub sel yang bertentangan; Ini adalah kebalikan dari apa yang berlaku semasa mitosis, di mana centromeres saudari kromatid melekat pada mikrotubulus pada kutub bertentangan.

Anafase I

Pada fasa ini, kromosom homolog yang digandakan terpisah, kerana "ditarik" ke arah kutub sel yang bertentangan berkat mikrotubulus gelendong. Oleh itu, pada setiap tiang, kombinasi kromosom secara rawak dijumpai, tetapi hanya satu anggota setiap pasangan homolog.

Semasa anafase I, kromatid saudari saling melekat satu sama lain melalui sentromernya, yang berbeza dengan mitosis, kerana semasa anafase mitotik kromatid saudari dipisahkan pada kutub sel yang bertentangan.

Telofasa I

Pada titik ini, kromatid "decondense", iaitu, mereka menjadi kurang terlihat di bawah mikroskop, kehilangan bentuk ciri mereka. Sampul nuklear disusun semula dan sitokinesis atau pemisahan sel anak berlaku, yang mempunyai bilangan kromosom haploid, tetapi terdiri dari kromosom pendua (dengan dua kromatidnya).

Di antara telofase I dan pembelahan meiotik berikutnya terdapat jangka waktu yang pendek yang dikenali sebagai interkinesis, walaupun tidak berlaku pada semua organisma.

- Pembahagian meiotik kedua

Semasa pembahagian kedua, kromatid saudari dipisahkan, seperti yang berlaku semasa mitosis, tetapi tanpa DNA ditiru sebelumnya.

Ramalan II

Prophase II sangat mirip dengan profilosis mitosis. Pada peringkat ini tidak ada penyatuan kromosom homolog dan tidak ada silang.

Dalam profilase II kromatid dapat dilihat lagi, iaitu kromatin mengembun. Serat gelendong memancar dari setiap tiang, memanjang ke arah sentromer yang bergabung dengan kromatid saudari.

Akhirnya, sampul nuklear hilang dan mikrotubulus dari kutub bertentangan mencapai pusat setiap kromatid dan ini diselaraskan dalam satah khatulistiwa sel.

Metafasa II

Metafase II berbeza dengan metafasa I berkenaan dengan bilangan kromatid yang berbaris di satah khatulistiwa. Dalam metafasa I, tetrad dilihat, sementara di II hanya kromatid saudari dari kromosom yang sama yang diamati, seperti pada metafase mitotik.

Anafase II

Pada tahap ini kromatid saudari terpisah kerana mereka dipindahkan ke arah kutub sel yang bertentangan. Mulai saat ini, setiap kromatid dianggap sebagai kromosom bebas.

Telofase II

Pada awal telofase, kemudian, sampul nuklear tumbuh semula pada set kromosom homolog yang tidak diduplikasi yang diedarkan di setiap kutub sel, setelah itu sitokinesis atau pemisahan sel anak terjadi.

Pembahagian meiotik sel diploid menghasilkan empat sel haploid, yang masing-masing mempunyai kombinasi gen yang berbeza, semasa penggabungan semula berlaku.

Rujukan

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Biologi sel penting. Ilmu Garland.
2. Bernstein, H., & Bernstein, C. (2013). Asal evolusi dan fungsi adaptif meiosis. Di Meiosis. IntechBuka.
3. Hunt, PA, & Hassold, TJ (2002). Perkara seks di meiosis. Sains, 296 (5576), 2181-2183.
4. Kleckner, N. (1996). Meiosis: bagaimana ia boleh berfungsi? Prosiding Akademi Sains Nasional, 93 (16), 8167-8174.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Pembelajaran: Amerika Syarikat.
6. Villeneuve, AM, & Hillers, KJ (2001). Dari mana meiosis? Sel, 106 (6), 647-650.