Mejozė yra ypatingas ląstelių dalijimosi būdas. Skirtingai nei mitozės atveju, kai dalijasi įprastos kūno ląstelės, mejozės metu susidaro ląstelės, turinčios tik pusę įprasto chromosomų skaičiaus - po vieną iš kiekvienos poros. Dėl šios priežasties mejozė dažnai vadinama redukciniu dalijimusi. Ilgainiui mejozė padidina genetinę variaciją tokiu būdu, kuris bus paaiškintas vėliau.

Lytinis dauginimasis vyksta tada, kai spermatozoidas apvaisina kiaušinėlį. Kiaušinėliai ir spermatozoidai yra specialios ląstelės, vadinamos lytinėmis ląstelėmis. Gametos yra haploidinės; jos turi tik pusę chromosomų skaičiaus, palyginti su įprasta kūno ląstele (vadinama somatine ląstele). Apvaisinimas atkuria kūno ląstelių chromosomų skaičių iki diploidinio.

Pagrindinis chromosomų skaičius rūšies kūno ląstelėse vadinamas somatiniu skaičiumi ir žymimas 2n. Žmogaus 2n = 46: turime 46 chromosomas. Lytinėse ląstelėse chromosomų skaičius yra n (žmogaus: n = 23). Taigi įprastuose diploidiniuose organizmuose chromosomų yra dvi kopijos, po vieną iš kiekvieno tėvo (23x2=46). Vienintelė išimtis yra lytinės chromosomos. Žinduolių patelės turi dvi X chromosomas, o patinai - vieną X ir vieną Y chromosomą.

Kariotipas - tai eukariotų rūšiai būdingas chromosomų skaičius. Kariotipų sudarymas ir tyrimas yra citogenetikos, ląstelių genetikos, dalis.

Visi eukariotai, kurie dauginasi lytiniu būdu, naudoja mejozę. Tai apima ir daugelį vienaląsčių organizmų. Mejozė nevyksta archėjose ir bakterijose, kurios dauginasi aseksualiai, pavyzdžiui, dvinario dalijimosi būdu.

Mejozės eiga trumpai

Mejozė susideda iš dviejų iš eilės vykstančių dalijimosi fazių: mejozės I (redukcinis dalijimasis) ir mejozės II (ekvacionalinis dalijimasis). Svarbiausi etapai ir jų reikšmė:

  • Mejozė I – homologinių chromosomų porų atsiskyrimas, todėl kiekviena dukterinė ląstelė gauna po vieną homologo kopiją. Tai sumažina chromosomų skaičių perpus (2n → n).
  • Mejozė II – panaši į mitozę: skaidrės (sister chromatids) atsiskiria ir migruoja į priešingas ląstelės puses, todėl susidaro galutinės haploidinės ląstelės.

Kodėl mejozė didina genetinę įvairovę?

Pagrindiniai mechanizmai, kurių dėka mejozė kuria genetinę įvairovę:

  • Homologinių chromosomų nepriklausomas išsidėstymas (independent assortment) – metafazės I metu kiekvienos homologų poros padėtis atsitiktinė, todėl į ląsteles patenka įvairios tėvinių chromosomų kombinacijos.
  • Genų persikeitimas (crossing-over, rekombinacija) – profazės I metu homologinės chromosomos susiporuoja ir gali apsikeisti chromosomų dalimis (chiasmos), taip susidaro naujos alelių kombinacijos vienoje chromosomoje.
  • Atsitiktinis apvaisinimas – skirtingos haploidinės gametos sudarymas ir atsitiktinis spermatozoido bei kiaušinėlio susijungimas dar labiau padidina potomų genetinę įvairovę.

Skirtumai tarp mejozės ir mitozės

  • Mitozė palaiko chromosomų skaičių ir sukuria identiškas dukterines ląsteles; mejozė sumažina chromosomų skaičių ir sukuria genetiškai skirtingas gametas.
  • Mitozėje nėra homologinių chromosomų párovės susiporavimo ir kryžminimo; mejozėje šie procesai vyksta ir yra pagrindinis genetinės įvairovės šaltinis.

Gametogenezė: spermatogenezė ir oogeneze

Mejozė vyksta gametogenezės metu, tačiau lytinių ląstelių susidarymo ypatumai skiriasi:

  • Spermatogenezė (vyrų linija) – mejozė lemia keturių haploidinių spermatozoidų susidarymą iš vienos pradžios ląstelės; procesas yra nuolatinis ir generuojamas didelis gametų kiekis.
  • Oogenezė (moterų linija) – dažnai viena iš mejozės produktų tampa funkciniais kiaušinėliais, o kitos ląstelės tampa poliniais kūneliais (mažesnės, paprastai nefunkcionalios). Oogenezė dažnai sustaboma tam tikrose stadijose iki ovuliacijos.

Klinikinė reikšmė ir klaidos mejozėje

Netinkamas chromosomų skaičiaus padalijimas mejozėje gali sukelti aneuploidijas (neįprastą chromosomų skaičių). Dažniausios klaidos:

  • Neatsiskyrimas (nondisjunction) – homologinės chromosomos arba skaidrės neatsiskiria, todėl viena gameta gauna papildomą chromosomą, o kita – praranda. Tai gali lemti trisomijas (pvz., Dauno sindromas – trisomija 21) arba monosomijas (pvz., Turner sindromas XO).
  • Chromosomų pertrūkiai ar netipiškos rekombinacijos gali sukelti struktūrines aberacijas (delecios, duplikacijos, inversijos), kurios taip pat turi klinikinį poveikį.

Evoliucinė reikšmė

Mejozė, kartu su lytiniu dauginimusi, leidžia greičiau generuoti genų derinius, kuriuos natūrali atranka gali patikrinti. Tai padeda populiacijoms prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų, mažina kenksmingų mutacijų poveikį ir skatina rūšių įvairovę per ilgus laikotarpius.

Santrauka

Mejozė yra esminis biologinis procesas, leidžiantis sumažinti chromosomų skaičių ir sukurti genetinę įvairovę per homologinių chromosomų išsidėstymo atsitiktinumą ir genų rekombinaciją. Ji sudaro gametas, kurios, susijungus per apvaisinimą, užtikrina genetinį paveldimumą ir biologinę įvairovę. Tyrimai, įskaitant citogenetiką ir kariotipų analizę, padeda suprasti mejozės sutrikimus ir jų pasekmes žmogaus sveikatai.