Mejoza - podział redukcyjny, przebieg i znaczenie

Mejoza to podział komórki, w którym z jednej komórki diploidalnej powstają cztery komórki haploidalne, różniące się między sobą materiałem genetycznym. Nazywa się ją podziałem redukcyjnym, bo o połowę zmniejsza liczbę chromosomów. Dzięki mejozie powstają gamety, czyli komórki rozrodcze, a organizmy potomne dziedziczą cechy po obojgu rodziców w nowych kombinacjach.

Mejoza bywa mylona z mitozą, ale różni się od niej celem i przebiegiem. Zamiast tworzyć identyczne kopie, prowadzi do powstania komórek o zredukowanej liczbie chromosomów i nowym zestawie genów. Ta różnica jest podstawą rozmnażania płciowego.

Co to jest mejoza

Mejoza to szczególny rodzaj podziału komórkowego zachodzący w komórkach diploidalnych, czyli takich, które mają podwójny zestaw chromosomów oznaczany jako 2n. W jego wyniku powstają komórki haploidalne, oznaczane jako n, mające pojedynczy zestaw chromosomów. Właśnie dlatego mejozę nazywa się podziałem redukcyjnym: redukuje liczbę chromosomów o połowę.

Redukcja liczby chromosomów jest konieczna z prostego powodu. Gdyby gamety miały pełny, diploidalny zestaw, to po zapłodnieniu, gdy łączą się dwie komórki rozrodcze, liczba chromosomów podwajałaby się w każdym pokoleniu. Dzięki mejozie gameta ma połowę zestawu, więc po połączeniu plemnika z komórką jajową organizm potomny odzyskuje prawidłową, diploidalną liczbę chromosomów. U człowieka jest to 46 chromosomów, po 23 od każdego z rodziców.

Mejoza zachodzi w narządach rozrodczych i prowadzi do powstania gamet. To odróżnia ją od mitozy, która zachodzi w komórkach ciała i służy wzrostowi oraz regeneracji. Oba procesy to podziały komórkowe, ale pełnią zupełnie inne funkcje.

Przebieg mejozy

Mejoza składa się z dwóch następujących po sobie podziałów, nazywanych mejozą pierwszą i mejozą drugą. W ich wyniku z jednej komórki powstają cztery komórki potomne. To właśnie te dwa podziały odróżniają mejozę od mitozy, w której podział jest tylko jeden.

Pierwszy podział, mejoza pierwsza, jest podziałem redukcyjnym. To w nim liczba chromosomów zmniejsza się o połowę, bo do przeciwnych biegunów komórki rozchodzą się całe chromosomy z par, a nie chromatydy. Zanim to nastąpi, w profazie pierwszego podziału chromosomy homologiczne, czyli odpowiadające sobie chromosomy pochodzące od obojga rodziców, łączą się w pary. Właśnie wtedy zachodzi crossing-over.

Drugi podział, mejoza druga, przypomina zwykły podział, jaki znamy z mitozy. Tym razem rozdzielają się chromatydy siostrzane, a liczba chromosomów już się nie zmniejsza. Ponieważ mejoza pierwsza dała dwie komórki, a każda z nich dzieli się w mejozie drugiej, na końcu powstają cztery komórki haploidalne.

Crossing-over i zmienność genetyczna

Najważniejszym wydarzeniem mejozy, obok redukcji liczby chromosomów, jest crossing-over. To wymiana fragmentów materiału genetycznego między chromosomami homologicznymi, która zachodzi w profazie pierwszego podziału, gdy chromosomy łączą się w pary. Dzięki niej chromosomy pochodzące od matki i od ojca wymieniają się odcinkami, tworząc zupełnie nowe kombinacje genów.

Skutkiem crossing-over jest zmienność genetyczna. Gamety powstałe w mejozie są haploidalne, ale nie są identyczne. Każda z czterech komórek potomnych ma inny zestaw genów. To dlatego rodzeństwo, choć ma tych samych rodziców, różni się między sobą wyglądem i cechami.

Zmienność genetyczna ma ogromne znaczenie dla organizmów. Dostarcza różnorodności, na której opiera się dobór naturalny, a więc jest jednym z motorów ewolucji. Gdyby wszystkie gamety były takie same, potomstwo byłoby jednakowe, a przystosowanie się do zmieniającego się środowiska byłoby znacznie trudniejsze.

Mejoza a mitoza

Mejoza i mitoza to dwa podstawowe podziały komórkowe, które łatwo pomylić, choć różnią się kilkoma ważnymi cechami. Najprościej zapamiętać je przez porównanie wyniku i celu obu procesów.

Mitoza polega na jednym podziale i daje dwie komórki diploidalne, identyczne genetycznie z komórką macierzystą. Służy wzrostowi organizmu, regeneracji tkanek i rozmnażaniu bezpłciowemu. Mejoza polega na dwóch podziałach i daje cztery komórki haploidalne, różniące się genetycznie. Służy tworzeniu gamet i jest podstawą rozmnażania płciowego.

Kolejna różnica to crossing-over. W mitozie nie zachodzi, więc komórki potomne są wiernymi kopiami. W mejozie crossing-over jest jednym z głównych wydarzeń i to on, obok losowego rozejścia się chromosomów, odpowiada za różnorodność gamet.

Najczęstsze błędy przy mejozie

Pierwszy błąd to mylenie mejozy z mitozą. Mejoza to dwa podziały, cztery komórki haploidalne i zmienność genetyczna. Mitoza to jeden podział, dwie komórki diploidalne i wierne kopie. Cele obu procesów są różne.

Drugi błąd to przekonanie, że gamety powstałe w mejozie są identyczne. Wszystkie są haploidalne, ale każda ma inny zestaw genów, głównie dzięki crossing-over i losowemu rozejściu się chromosomów.

Trzeci błąd to twierdzenie, że redukcja liczby chromosomów następuje w drugim podziale. Liczba chromosomów zmniejsza się o połowę już w mejozie pierwszej. Czwarty błąd to zapominanie, po co potrzebna jest redukcja. Bez niej liczba chromosomów podwajałaby się w każdym pokoleniu po zapłodnieniu.

Najczęściej zadawane pytania