Diploide organismer – to sett med kromosomer
De fleste dyr har to utgaver av hvert kromosom: én arvet fra far og én arvet fra mor. Begge utgavene bærer gener for de samme egenskapene. Vi sier at slike organismer er diploide (di er gresk og betyr to). De to utgavene av hvert kromosom som inngår i ett kromosompar, kalles homologe kromosomer. Vi mennesker er diploide organismer med 46 kromosomer organisert i 23 kromosompar.
Ved befruktning blir 23 + 23 = 46
I eggstokkene hos kvinner finnes det en type spesialiserte celler som kalles oocytter. Tilsvarende celler i testiklene hos menn kalles spermatocytter. Disse celletypene har, i likhet med andre kroppsceller, 46 kromosomer. Men i motsetning til andre kroppsceller deler de seg ved meiose. I løpet av meiosen vil antall kromosomer halveres, og det vil dannes kjønnsceller med 23 kromosomer i hver.
Det gjør at når to kjønnsceller – en eggcelle og en sædcelle – smelter sammen ved befruktning, får den nye cellen 46 kromosomer, 23 fra far og 23 fra mor.
Den befruktede eggcellen kalles en zygote og begynner straks å dele seg ved vanlig celledeling, mitose (ndla.no). I begynnelsen er alle cellene like, men etter hvert spesialiserer de seg og blir til ulike celletyper, vev og organer. Og til slutt utgjør de en fullstendig organisme som deg og meg.
Produksjon av kjønnsceller
Celledeling ved meiose har mange fellestrekk med mitose. Men for å kunne danne kjønnsceller (med halvparten så mange kromosomer som vanlige kroppsceller) må cellen som skal bli til en eggcelle eller sædcelle, dele seg to ganger. Disse to delingene kalles meiose I og meiose II.
Meiose steg for steg
Når oocyttene og spermatocyttene har oppnådd riktig størrelse, og det genetiske arvestoffet er korrekt kopiert ved DNA-replikasjon, gjør cellene seg klar for delingsfasen: meiose. I likhet med mitose er meiose en nøye kontrollert prosess der cellene gjennomgår disse fem fasene:
profase
prometafase
metafase
anafase
telofase
Videre deler cellen seg i to ved cytokinese. For at antall kromosomer skal bli halvert, må hele delingsprosessen skje to ganger ved meiose.
Meiose I – reduksjonsdeling med overkryssing
Meiose II – vanlig celledeling
Etter den første delingen (meiose I) har cellene bare én utgave av hvert kromosom. Da kalles de haploide (haploos er gresk og betyr enkel). Alle kromosomene er likevel doble kromosomkopier som er bundet opp som søsterkromatider. Cellene må derfor dele seg én gang til, slik at de to søsterkromatidene trekkes fra hverandre. Det er viktig å huske at søsterkromatidene ikke er identiske kromosomkopier. De har nemlig gjennomgått overkryssing i meiose I.
Den andre celledelingen, meiose II, foregår på samme måte som celledeling ved mitose.
Illustrasjonene er forenklet og inkluderer bare fire kromosomer. I virkeligheten har oocytten 46 kromosomer, og disse halveres til 23 kromosomer i de ferdige eggcellene.
Cytokinese
Cytokinese avslutter celledelingen også ved meiose. Oocyttene og spermatocyttene, som er morcellene ved meiose, har i utgangspunktet 46 kromosomer og er diploide celler.
Etter første delingsfase (meiose I): Det har blitt dannet to nye datterceller med 23 doble søsterkromatider, til sammen 46 kromosomer, med en unik kombinasjon av gener.
Etter andre delingsfase (meiose II): Dattercellene blir igjen splittet, og det blir dannet fire nye kjønnsceller, enten eggceller eller sædceller, avhengig av kjønnet på organismen. Kjønnscellene har halvert antall kromosomer (23) og er dermed haploide.
Meiose fører til at det dannes fire nye kjønnsceller, som alle inneholder ulike kombinasjoner av gener. Ferdige kjønnsceller gjennomgår ikke videre celledeling.
Genetisk variasjon
De diploide oocyttene og spermatocyttene som gir opphav til kjønnscellene, inneholder kromosomer som er nedarvet fra både mor og far. Når to tilfeldige individer møtes og bestemmer seg for å danne avkom, vil sammensmeltingen av en eggcelle og en sædcelle gi 70 billioner mulige kombinasjoner for avkommets arvemateriale. Og da har vi ikke regnet med kombinasjonsmulighetene som overkryssing av enkeltgener gir!
Overkryssing og den tilfeldige fordelingen av de homologe kromosomene gjør at hver kjønnscelle får en unik kombinasjon av gener nedarvet fra far og mor. Det er dette som er årsaken til at søsken er ulike, selv om de har samme foreldre.
Du er unik!
Meiose kalles også kjønnscelledeling, men siden kjønnsceller aldri deler seg, kan begrepet virke misvisende. Det er oocytter og spermatocytter i eggstokkene og testiklene som deler seg og dermed danner kjønnsceller ved meiose.