Meios

Faserna i meiosen.

Meios eller reduktionsdelning är den celldelning som sker när det bildas könsceller eller sporer.

Meios hos människa

Varje cell i människans kropp innehåller 46 kromosomer. Dessa är kopior av de 46 kromosomer som ingick i den befruktade äggcell som en människa utvecklas av. 23 kromosomer härstammar från modern (ägget) och 23 från fadern (spermien). Eftersom varje sorts kromosom ärvs i dubbel uppsättning, brukar man säga att människan har 23 par kromosomer i sina celler. Det är nödvändigt att våra könsceller har hälften så många kromosomer som övriga celler i kroppen. Annars skulle antalet kromosomer i människan fördubblas för varje generation. Bildningen av könsceller föregås därför av reduktionsdelning (meios) som ger halverat kromosomantal. Hos människan är det celler i äggstockarna respektive i testiklarna som genomgår reduktionsdelning.

Meios hos gröna växter

Växter är generationsväxlare med gametofyt som är den haploida fasen och sporofyt som är den diploida. Meios sker hos sporofyten, i sporangierna. Sporerna får därmed enkel kromosomuppsättning. När sporerna gror förblir kromosomtalet enkelt tills nästa sammanslagning av könsceller. Meiosen i sporangiet ger i allmänhet fyra sporer (men kan också vara åtta, eller reducerat till en). Dessa meoisprodukter sitter ofta ihop i en spor-tetrad som är lätt att känna igen.

Meiosens olika faser

Nedan beskrivs meios hos människa, men gången är oftast ungefär densamma hos andra tvåkönade flercelliga organismer.

Meoisens olika faser har funktionen att ge upphov till nya könsceller med blandad genetisk bakgrund. Till skillnad från mitosen sker det två celldelningar under meoisen. Detta resulterar i könsceller med en haploid (1n, 1c) genuppsättning. Vid befruktningen slås två haploida celler samman och bildar en zygot, embryots första cell, som återigen har diploid (2n, 2c) genuppsättning.

• Interfas: Detta är cellens normala tillstånd och är den som råder mellan celldelningarna, här kan man inte urskilja enskilda kromosomer. Inför första celldelningen sker replikering av cellens genetiska uppsättning. Cellen är fortfarande diploid, men genom DNA-replikationen går den från att ha en kopia av varje kromosom (2n, 2c), till att nu ha två identiska kopior av varje kromosom (2n, 4c).

Totalt har varje (mänsklig) cell normalt 23 kromosompar, där varje par utgörs av en kromosom från modern och en från fadern. Detta ger totalt 46 unika kromosomer. Inför celldelningen har varje cell alltså kopierat sitt DNA och har då istället dubbelt så mycket, det vill säga 92 kromosomer, 2 identiska kopior av de ursprungliga 46 unika kromosomerna.

• Profas 1: Kromosomerna förenas parvis, en kromosom som härstammar från modern och en kromosom från fadern. Här sker det också ofta en eller flera så kallade överkorsningar då kromosomerna lägger sig bredvid varandra. Detta resulterar i en ny kromosom som delvis härstammar från modern och delvis från fadern. Överkorsningen är indelad i ytterligare fem steg:
  • Leptotene
  • Zygotene
  • Pachytene
  • Diplotene
  • Diakinesis
• Metafas 1: Kärnmembranet är nu upplöst och kromosomparen (tetraderna) har samlats i cellens ekvatorialplan. Cellen är 2n, 4c.
• Anafas 1: En kromosom från vardera homologt kromosompar dras mot var sin cellpol. Detta utgör den främsta skillnaden mot mitosen, eftersom systerkromatiderna inte skiljs från varandra under meiosen. Under mitosen sker anafasen genom att sekurin som håller samman kromatiderna löses upp, så att en kopia av faderns och en kopia av moderns kromosomer går till varje ny cell, och cellerna blir identiska.

Under meiosen hålls istället kromatiderna fast, sekruinet bryts inte ner. Istället dras två kopior av faderns kromosom åt ena cell, medan två kopior av moderns kromosom dras till andra. Varje ny cell får alltså en blandning av kromosomer, men där varje kromsompar är identiskt. Cellen är då 2c, 1n, det vill säga att cellen innehåller två kopior av en haploid genuppsättning.

• Telofas 1: Cellen genomgår cytokines, och delar sig till två nya celler som båda får en enkel kromosomuppsättning.
• Profas 2: Det som följer sedan är exakt som i mitosen då reduktionsdelning redan skett.

Skillnader mellan könen

Även i detta avsnitt beskrivs utvecklingen av könsceller hos vår egen art. Förhållandena hos andra tvåkönade flercelliga organismer är oftast annorlunda.

Kvinnliga könsceller

Under femte månaden av fosterstadiet flyttar sig kvinnliga könsceller till ovarierna där de snabbt delar sig. Som mest är de ungefär 7 miljoner till antalet. Många av dessa återbildas dock senare i en process som kallas atresi. De könsceller som återstår, kallade primära oocyter, stannar i diplotene-fasen fram till puberteten. Inför menstruationen sker hormonella förändringar får ett tiotal av de primära oocyterna att utvecklas vidare genom meiosens steg, fram till profas 2. Normalt hinner en av dessa primära oocyter utvecklas längre än de andra, och börjar då trycka ner de andra oocyternas utveckling så att de återbildas. Primära oocyten som utvecklats längst omvandlas samtidigt till en Graafsk follikel.

Vid ägglossningen (ovulationen), då oocyten stöts ut från äggstocken och tas upp av äggledaren, sker första meoitiska celldelningen. Hälften av cellens genetiska material stöts då ut och bildar en så kallad polkropp, cellen blir då 1n, 2c. Andra meiotiska delningen sker i sin tur i samband med befruktningen, varpå ytterligare genetiskt material stöts ut, varpå ytterligare en polkropp bildas. Äggcellen blir då haploid (1n 1c) i en kort period innan den tar upp spermiecellens haploida genmaterial, så att den diploid zygot bildas (2n 2c).

Manliga könsceller

Manliga könsceller vandrar under embryogenesen till testiklarna, där de sedan ligger i vila fram till puberteten. Dessa köns-stamceller kallas spermatogoner. Under puberteten kommer hormonella förändringar få spermatogonerna att börja dela sig, och bilda primära spermatocyter (2n, 4c). De primära spermatocyterna i sin tur genomgår första meoitiska delningen och ger upphov till två sekundära spermatocyter (1n, 2c). Varje sekundär spermatocyt delar sig i sin tur till två spermatider. Spermatiderna mognar och bildar sedan spermatozoa, det vill säga, färdiga spermieceller.

Varje delad spermatogon ger alltså upphov till totalt 4 spermieceller. Allt detta sker i tubuli seminiferi i testiklarna.