減數分裂
編輯減數分裂(/ma??o?s?s/ (listen);源自古希臘語 με?ωσι? (meíōsis) 'lessening',因為它是一種減數分裂)是有性繁殖生物體中產生配子的生殖細胞的一種特殊類型的細胞分裂 ,例如精子或卵細胞。 它涉及兩輪分裂,最終產生四個細胞,每條染色體只有一個拷貝(單倍體)。 此外,在分裂之前,來自每條染色體父本和母本拷貝的遺傳物質被交叉,在每條染色體上產生新的代碼組合。 稍后,在受精過程中,雄性和雌性減數分裂產生的單倍體細胞將融合,再次形成一個每個染色體都有兩個拷貝的細胞,即受精卵。
導致非整倍體(染色體數量異常)的減數分裂錯誤是已知的流產的主要原因,也是發育障礙最常見的遺傳原因。
在減數分裂中,DNA 復制之后是兩輪細胞分裂,產生四個子細胞,每個子細胞的染色體數量是原始母細胞的一半。 這兩個減數分裂稱為減數分裂 I 和減數分裂 II。 在減數分裂開始之前,在細胞周期的 S 期,每條染色體的 DNA 被復制,因此它由兩個相同的姐妹染色單體組成,它們通過姐妹染色單體的內聚力保持在一起。 該 S 期可稱為減數分裂前 S 期或減數分裂 S 期。 在 DNA 復制之后,減數分裂細胞立即進入稱為減數分裂前期的延長的 G2 樣階段。 在此期間,同源染色體相互配對并進行基因重組,這是一個程序化的過程,其中 DNA 可能被切割然后修復,從而使它們能夠交換一些遺傳信息。 重組事件的一個子集會導致交叉,從而在同源染色體之間創建稱為 chiasmata(單數:chiasma,希臘字母 Chi (X))的物理鏈接。 在大多數生物體中,這些連接可以幫助指導每對同源染色體在減數分裂 I 期間彼此分離,從而產生兩個單倍體細胞,其染色體數量是母細胞的一半。
在減數分裂 II 期間,姐妹染色單體之間的凝聚力被釋放,并且它們彼此分離,就像在有絲分裂期間一樣。 在某些情況下,所有四種減數分裂產物都會形成配子,例如精子、孢子或花粉。 在雌性動物中,四種減數分裂產物中的三種通常通過擠壓進入極體而被消除,只有一個細胞發育成卵子。 由于在減數分裂過程中染色體數量減半,配子可以融合(即受精)形成二倍體受精卵,其中包含每條染色體的兩個副本,一個來自父母雙方。 因此,減數分裂和受精的交替循環使有性繁殖成為可能,連續幾代人保持相同數量的染色體。 例如,二倍體人類細胞包含 23 對染色體,包括 1 對性染色體(總共 46 條),一半來自母系,一半來自父系。 減數分裂產生包含一組 23 條染色體的單倍體配子(卵子或精子)。 當兩個配子(一個卵子和一個精子)融合時,產生的受精卵再次成為二倍體,母親和父親各貢獻 23 條染色體。 這種相同的模式,但染色體數量不同,發生在所有利用減數分裂的生物體中。
減數分裂發生在所有有性繁殖的單細胞和多細胞生物(都是真核生物)中,包括動物、植物和真菌。 它是卵子發生和精子發生的重要過程。
概覽
編輯雖然減數分裂過程與更一般的細胞分裂過程有絲分裂有關,但它在兩個重要方面有所不同:
減數分裂始于二倍體細胞,其中包含每條染色體的兩個拷貝,稱為同系物。 首先,細胞進行 DNA 復制,因此每個同系物現在都由兩個相同的姐妹染色單體組成。 然后每組同源物相互配對并通過同源重組交換遺傳信息,通常導致同源物之間的物理連接(交叉)。 在xxx次減數分裂中,同系物被紡錘體分離成子細胞。
然后細胞進行第二次分裂,中間沒有一輪 DNA 復制。 姐妹染色單體被分離以分離子細胞以產生總共四個單倍體細胞。 雌性動物在這種模式上略有變化,產生一個大卵子和兩個小極體。 由于重組,單個染色單體可以由母本和父本遺傳信息的新組合組成,從而產生在遺傳上不同于父母任何一方的后代。 此外,單個配子可以包括母系、父系和重組染色單體的分類。
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