Mejoza

Mejoza I i II

Krosing-over: crni očev hromozom, sivi majčin hromozom

Par homologih hromozoma (crveni majčin, plavi očev) u mejozi I se razdvaja, svaka nova ćelija dobija po jedan hromozom; u mejozi II se hromozomi dele uzdužno na hromatide, svaka nova ćelija dobija po jednu hromatidu

Kjučne faze u mejozi I i II

Deoba kojom se obrazuju polne ćelije naziva se mejoza. Pri tome se jedna diploidna ćelija dva puta deli i nastaju četiri haploidne ćelije. S obzirom da se broj hromozoma u kćerkama ćelijama u odnosu na majku ćeliju smanjuje na pola, ova deoba se naziva i redukciona (lat. reductio = smanjenje). Redukcija broja hromozoma obavlja se u prvoj deobi, označenoj kao mejoza I, kada se majka-ćelija (diploidan, 2n broj hromozoma) podeli na dve kćerke-ćelije (haploidan, n broj hromozoma). U drugoj deobi, mejozi II, se obe kćerke-ćelije (sa n brojem hromozoma) podele tako da nastaju ukupno 4 ćelije. Pošto je mejoza II ustvari mitoza (naziva se ekvaciona mitoza) te 4 ćelije imaju haploidan broj hromozoma.

Nemački biolog Oskar Hertvig je 1876. otkrio i prvi opisao mejozu kod jaja morskog ježa. Belgijski zoolog A. Vajsman 1890. opisao je značaj mejoze za razmnožavanje i nasleđivanje tako što je zaključio da su neophodne dve ćelijske deobe kako bi se od jedne diploidne formirale dve haploidne ćelije. Tomas H. Morgan 1911. otkriva krosing-over kod vinske mušice (Drosophila melanogaster) čime je dokazao da se geni nalaze na hromozomima.

Mejoza I

Mejozi I prethodi interfaza u kojoj je, između ostalog, izvršena replikacija DNK. Svaki hromozom čelije koja ulazi u mejozu I se sastoji od 2 molekula DNK (dve hromatide). Mejoza I se sastoji od 4 faze: profaze, metafaze, anafaze i telofaze.

Profaza I

Profaza mejoze I traje duže od profaze mitoze i u njoj se odvijaju neki procesi kojih nema u mitozi. Deli se na 5 podfaza: leptoten, zigoten, pahiten, diploten i dijakinezis.

Prva podfaza profaze I je leptoten. U njoj počinje kondezovanje hromatina pa se hromozomi uočavaju kao končaste tvorevine vezane svojim krajevima za jedrovu membranu. Hromozom se sastoji od 2 hromatide, ali su one priljubljene jedna uz drugu pa se ne uočavaju.

U zigotenu dolazi do sparivanja homologih hromozoma pomoću sinapsi. Par homologih hromozoma naziva se bivalent ili tetrada (grč. tetra = četiri, zato što svaki bivalent ima 4 hromatide).

U pahitenu dolazi do krosing-overa (engl. crossing-over) koji predstavlja razmenu genetičkog materijala između nesestrinskih hromatida homologih hromozoma. (Podsetimo se: sestrinske hromatide pripadaju istom hromozomu, dok su hromatide homologih hromozoma međusobno nesestrinske.) Posle izvršenog krosing-overa hromozom iz majčine garniture sadrži deo očevog homologog hromozoma i obrnuto. Sestrinske hromatide posle krosing-overa više nisu međusobno jednake kao što su bile do tada.

U diplotenu se hromozomi udaljavaju, ali se ne odvajaju potpuno već ostaju spojeni na mestima koja se nazivaju hijazme. Hijazme označavaju mesta gde se vršio krosing-over.

U dijakinezisu iščezava jedrova opna i jedarce.

Metafaza I

Obuhvata obrazovanje deobnog vretena i smeštanje parova homologih hromozoma na ekvator ćelije, gde orbazuju ekvatorijalnu ploču. Za razliku od mitoze, gde su na ekvatoru ćelije bili pojedinačni, u metafazi mejoze I nalaze se parovi homologih hromozoma. Centromere hromozoma su koncima deobnog vretena vezane za polove ćelije i to tako što je jedan hromozom iz para vezan za jedan, a drugi hromozom za drugi pol ćelije

Anafaza I

Anafaza je ključna faza u mejozi I jer se u njoj redukuje broj hromozoma. Kidaju se spojevi na hijazmama, homologi hromozomi se razdvajaju i celi hromozomi sa obe svoje hromatide, odlaze na suprotne polove ćelije (vidi sliku).

Da se podsetimo i uočimo razliku u odnosu na mitozu – u anafazi mitoze dolazi do razdvajanja sestrinskih hromatida i njihovog razilaženja ka suprotinim polovima ćelije.

Koji će hromozom otići na koji pol ćelije čista je slučajnost. Tako se na svakom polu ćelije sada nalazi polovina od ukupnog broja hromozoma – broj hromozoma se redukovao sa diploidnog na haploidan. Ako se radi o ćelijama čoveka onda po 23 hromozoma odlazi na polove ćelije, što predstavlja jednu garnituru hromozoma. Treba naglasiti da to nije bilo kojih 23 hromozoma, već iz svakog od 23 para po jedan hromozom.

Telofaza I

Ova faza obuhvata obrazovanje jedrove opne oko hromozoma na polovima, obrazovanje jedarceta i podelu citoplazme. Završenom telofazom nastale su dve ćelije sa upola manjim, haploidnim brojem hromozoma.

Mejoza II

Posle kratke interfaze , obe ćelije nastale mejozom I ulaze u mejozu II – ekvacionu mitozu. Ova deoba se vrši po već opisanom redosledu dešavanja u mitozi. U mejozi II se hromozomi dele na hromatide (u anafazi II) i nastaju 4 ćelije sa haploidnim brojem hromozoma a svaki hromozom ima jednu hromatidu (1 molekul DNK).

Značaj mejoze

Mejozom se održava stalan broj hromozoma iz generacije u generaciju (roditelji, njihova deca, unuci itd.). Kada se broj hromozoma u polnim ćelijama ne bi redukovao, došlo bi do njegovog dupliranja u svakoj narednoj generaciji. Izračunato je da bi kod čoveka, u tom slučaju, na kraju desete generacije broj hromozoma iznosio 23552.

Slučajan raspored majčinih i očevih hromozoma (samo što oni nisu čisto majčini ili očevi jer se izvršio krosing-over) u polnim ćelijama dovodi do ogromne genetičke raznovrsnosti potomstva. Tako broj mogućih kombinacija 23 hromozoma u gametima čoveka iznosi 2²³ ≈ 8 000 000, što znači da čovek može, prema kombinacijama hromozoma, da obrazuje 8 000 000 različitih polnih ćelija.

Gametogeneza

Obrazovanje polnih ćelija (gameta) čoveka naziva se gametogeneza (genezis = postanak). Razlikuju se dva tipa gametogeneze:

• spermatogeneza (obrazovanje spermatozoida) se odvija u semenim kanalićima testisa kod muškarca
• ovogeneza (obrazovanje jajne ćelije, ovum = jajna ćelija), odvija se u jajnicima žene.

Pri spermatogenezi od jedne ćelije mejozom postaju 4 spermatozoida i svi su funkcionalni (imaju sposobnost da oplode jajnu ćeliju). U ženskom polu od jedne ćelije takođe nastaju 4 ćelije, ali je samo jedna od njih funkcionalna – jajna ćelija, dok ostale tri propadaju.

Mejoza u animacijama

• [1]
• [2]
• [3]

elektronska nastava

Literatura:

• Vujaklija, M: Leksikon stranih reči i izraza, Prosveta, Beograd
• Grozdanović-Radovanović, Jelena: Citologija, ZUNS, Beograd, 2000
• Nešković Mirjana, Konjević R, Ćulafić Ljubinka (2002): Fiziologija biljaka, NNK, Beograd
• Karlson, P: Biokemija, Školska knjiga, Zagreb, 1976
• Petrović, N, Đorđe: Osnovi enzimologije, ZUNS, Beograd, 1998
• Šerban, M, Nada: Ćelija - strukture i oblici, ZUNS, Beograd, 2001
• Sarić, M. (1975): Fiziologija biljaka, Naučna knjiga, Beograd

• Kojić, M. (1989): Botanika, Naučna knjiga, Beograd

Snežana Trifunović, dipl. biolog