Przebieg procesu mejozy

Mejoza to podział jądra komórkowego (kariokineza) zmieniający liczbę chromosomów w komórkach potomnych. Ten rodzaj kariokinezy nazywany jest podziałem redukcyjnym, ponieważ redukuje o połowę liczbę chromosomów w komórkach. Mejoza prowadzi do powstania gamet u zwierząt oraz mejospor u roślin i grzybów. Dzięki redukcji liczby chromosomów możliwe jest utrzymanie stałej ich liczby w kolejnych pokoleniach. W wyniku mejozy z jednej komórki diploidalnej powstają cztery komórki haploidalne. W trakcie mejozy dochodzi do rekombinacji genów dzięki crossing-over i losowej segregacji chromosomów. Mejoza składa się z dwóch następujących po sobie podziałów, a w każdym z nich występują cztery fazy: profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Mejoza poprzedzona jest fazą S, czyli replikacją DNA, dzięki której podwaja się liczba cząsteczek DNA, ale nie zmienia się liczba chromosomów w komórce (2n, 4c).

Profaza I

Profaza I mejozy jest bardziej skomplikowana i dłuższa niż profaza mitozy. Profaza I rozpoczyna się od kondensacji chromatyny. Następnie dochodzi do koniugacji zreplikowanych chromosomów homologicznych – splatają się one w pary, tworząc biwalenty (tetrady). Kolejnym etapem jest crossing-over, czyli wymiana odcinków DNA między dwiema niesiostrzanymi chromatydami chromosomów homologicznych. Zanika otoczka jądrowa oraz jąderko. Syntetyzowane są włókna wrzeciona podziałowego.

Metafaza I

Do biwalentów przyłączają się włókna wrzeciona podziałowego i układają je w płaszczyźnie równikowej w płytkę metafazową. Płytka metafazowa ma grubość czterech chromatyd.

Anafaza I

Skracające się włókna wrzeciona podziałowego doprowadzają do rozdzielenia biwalentów i odciągnięcia chromosomów homologicznych do przeciwległych biegunów komórki. W odróżnieniu od anafazy mitotycznej tutaj nie dochodzi do pęknięcia centromerów, a rozdzielane są całe chromosomy. Ten etap prowadzi do redukcji liczby chromosomów w komórkach potomnych. Anafaza I kończy się, gdy chromosomy homologiczne osiągną maksymalne oddalenie.

Telofaza I

Na tym etapie dochodzi do częściowej despiralizacji chromatyny. Zanikają włókna wrzeciona podziałowego. Odtwarzana jest otoczka jądrowa i jąderko. Zwykle dochodzi do podziału cytoplazmy. Powstają dwie komórki potomne o zredukowanej liczbie chromosomów (n, 2c).

Podział II

Podział II przypomina podział mitotyczny, jednak ze względu na to, że nie poprzedza go replikacja DNA, prowadzi do zmniejszenia liczby cząsteczek DNA o połowę. W profazie II chromatyna ulega kondensacji do chromosomów, zanikają otoczka jądrowa i jąderko. W metafazie II chromosomy układają się w płaszczyźnie równikowej. Tym razem płytka metafazowa ma grubość dwóch chromatyd. Anafaza II to rozdzielenie chromatyd siostrzanych z pęknięciem centromerów. Następuje wędrówka chromosomów potomnych do przeciwległych biegunów komórki. W telofazie II chromosomy ulegają despiralizacji, odtwarzana jest otoczka jądrowa i jąderko, a cytoplazma ulega podziałowi.

Ostatecznym wynikiem obu podziałów są cztery komórki haploidalne (n, c). W związku z zachodzącym w trakcie pierwszego podziału crossing-over, do którego doszło w dwóch z czterech chromatyd (po jednej z każdego chromosomu, w chromatydach niesiostrzanych), w komórkach potomnych mogą znajdować się chromosomy niewymieszane lub wymieszane. W komórkach potomnych powstaje więc losowy zestaw chromosomów. Losowy rozdział chromosomów oraz zachodzący w pierwszym podziale crossing-over są źródłem zmienności genetycznej.