• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Biologi
    Vad är ett gamete?

    Gametes, även kallade könsceller eller groddceller, är unika bland de många typerna av celler i din kropp för att de bara har 23 kromosomer, halva antalet som dina andra celler har. Dagliga celler i vävnader i hela kroppen har två kopior av varje kromosom, en från var och en av dina föräldrar. Mänskliga kromosomer är numrerade 1 till 22, med den återstående kromosomen, en könskromosom, tilldelad en bokstav istället för ett nummer - "X" eller "Y." Matchade kopior av kromosomer - det vill säga kromosomer med samma tilldelade nummer, som kromosom 11 eller kromosom 18 - kallas homologa kromosomer, och de ser desamma ut under ett mikroskop även om de skiljer sig åt i nivå med deras exakta DNA-sammansättning. Det vill säga, kopian av kromosom 9 som du fick från din mor ser ut som kopian av kromosom 9 som du fick från din far, och så vidare för de andra kromosomerna.

    Som du kanske har gissat eller lärt dig från tidigare forskning , dina vardagliga celler har en hel kopia av DNA levererat av kromosomerna för var och en av dina föräldrar, ungefär nio månader innan du föddes, en cell från din mor och en cell som din far sammanfogade för att skapa den cell som till slut blev person du är nu. Men om var och en av dessa celler från dina föräldrar hade bärt 46 kromosomer, som de flesta mänskliga celler gör, skulle dina celler ha 92. Den unika processen för bildning av kamet vid meios är det som båda bevarar kromosomantal genom generationer och säkerställer genetisk mångfald, ett drag som är avgörande för överlevnad av alla arter.
    Cellavdelning Basics -

    Deoxyribonukleic acid (DNA) fungerar som det genetiska materialet i alla levande saker. ("Genetiskt material" avser i detta sammanhang en komplett uppsättning kemiskt kodad information som kan överföras till avkommor, dvs. är ärftlig.) I prokaryoter, en grupp för alla syften och syften som är synonymt med bakterier, finns denna genetiska information vanligtvis i formen av en ring, vilket betyder att bakterier har en enda cirkulär kromosom (mer om dessa strukturer snart). Detta DNA är inte en del av en kärna, för prokaryoter har inte inre organeller inneslutna av dubbla plasmamembran.

    Eukaryota organismer (växter, djur och svampar) har DNA inneslutet i ett dubbelmembran, och bildar kärnan som är unik för eukaryota celler. DNA från eukaryoter är uppdelat i diskreta bitar som kallas kromosomer, som också är förpackade med distinkta strukturella proteiner. Såsom berörts ovan har människors celler, undantagna gameter, 46 kromosomer. Eukaryota organismer har också mitokondrier, cigarrformade organeller som tros ha fungerat för över en miljard år sedan som fristående bakterier i sig; dessa är involverade i aerob andning, men har också sitt eget DNA.

    DNA, förutom att det är den funktionella presentationen av kromosomer, är funktionellt uppdelat i gener, som är längder av DNA som bär koden för en specifik proteinprodukt. I en process som kallas transkription används DNA som en mall för att syntetisera en liknande molekyl som kallas messenger RNA (mRNA). Denna molekyl migrerar sedan ut ur kärnan (i eukaryoter) och till ribosomerna som sitter i cellens cytoplasma. Här används mRNA för att tillverka proteiner från aminosyror i en process som kallas översättning.

    Mer till punkten om denna diskussion genomgår DNA också replikering, vilket helt enkelt betyder att det gör en kopia av sig själv. Varje cell DNA gör detta i sin helhet exakt en gång som föregångare till celldelning. Det är, hos människor, alla 46 humana kromosomer, som var och en innehåller en enda mycket lång DNA-molekyl, replikerar innan celldelning kan inträffa.

    Bakteriell celldelning kallas ofta binär klyvning och involverar den encelliga organismen helt enkelt dela i två för att skapa ett par kopior identiska med förälderorganismen. Binär klyvning är en form av asexuell reproduktion, vilket innebär att ingen blandning av genetiskt material mellan olika bakterier inträffar som en del av den normala reproduktionsprocessen. Eukaryotisk celldelning har å andra sidan två former. Vid mitos är processen väldigt lik den med bakteriell klyvning, om än mer komplicerad på grund av den större komplexiteten hos eukaryota celler. Vid meios, är mekanismen emellertid subtilt men ändå kraftfullt annorlunda.
    Gametceller -

    Gametes produceras i gonaderna hos djur - testiklar hos män och äggstockar hos kvinnor. Också kallade könsceller eller groddceller, dessa gameter har olika namn i olika organismer. Hos män kallas gamet spermatocyter, medan hos kvinnor är de kända som oocyter.

    Gameter har som sagt en kopia av varje numrerad kromosom och en könskromosom. Var och en av dessa kromosomer är en mosaik, eller lapptäcke, av materialet i motsvarande kromosomer hos organismens mor och far. Det vill säga, kopian av kromosom 14 som sitter i någon av de gameter som din egen kropp producerar representerar en blandning av materialet från kopian av kromosom 14 som du ärvt från din far och materialet från kopian av kromosom 14 som du ärvt från din mor , och på liknande sätt för resten av dina kromosomer. Dessutom är varje gamete som dina gonader producerar en unik blandning av dina moder- och faderliga kromosomer. Om detta inte var fallet skulle alla barn som härrör från föreningen av ett givet par se exakt samma ut eftersom varje barn skulle vara resultatet av sammansmältningen av genetiskt oskiljbara gameter. Detta innebär att bildandet av enskilda gameter, kallad gametogenes, inkluderar ett eller flera steg som arbetar med någon grad av slumpmässighet. Det finns faktiskt två sådana distinkta steg, utforskade i ett efterföljande avsnitt.
    Kromosomer |

    Innan man gör en beskrivning av kametbildning, är det användbart att utforska kromosomer mer detaljerat eftersom det här är vad som i slutändan får tas bortsett, skickas runt och återmonteras under reproduktion av celler.

    Kromosomer består av distinkta segment av kromatin, som i eukaryoter är material som består av en blandning av DNA och proteiner som kallas histoner. Histoner kluster samman i grupper om åtta subenheter som kallas oktamer, och DNA: t i det tillhörande kromatinet slingrar sig runt varje histonoktamer som tråd lindar sig runt en spole, vilket gör ungefär två varv per oktamer. Detta kondenserar kromatinet från dess linjära form till en viss grad, men det är den successiva staplingen av dessa DNA-oktamerkomplex, kallad nukleosomer, som verkligen gör det möjligt för kromatin att bli superkondenserad. En hel kopia av dina DNA-platser i var och en av dina celler, men ändå sträckta ut i en rak linje, skulle detta DNA nå 6 fot i längd.

    Dina 23 par kromosomer innehåller inte lika stora mängder kromatin och de varierar avsevärt i storlek. När DNA replikeras förblir varje kromosom bunden vid en fast position till den just gjorda kopian. Denna punkt kallas en centromere, och de två identiska kopiorna av varje kromosom kallas systerkromatider. Centromeren är, trots sitt namn, vanligtvis inte i mitten av kromatiderna som den länkar, utan mot ena änden - vilket gör det lättare att skilja individuella numrerade kromosomer från varandra under ett mikroskop. De kortare kromatiddelarna i ena änden av centromeren kallas p-armarna, medan de längre armarna kallas q-armarna.
    Gametogenesis: Mitos versus Meiosis I och II.

    Mitos är termen för celldelning som producerar dottercell-DNA identiskt med föräldern och varandra. Meios, å andra sidan, resulterar i dotterceller som är genetiskt unika och skiljer sig från varandra.

    Strax före mitos, som för enkelhets skull delas in i fyra faser (profas, metafas, anafas och telofas), cellkromosomer, som vanligtvis sitter i ett löst kluster som slarvigt kastat åt sidan garn, replikerar (tills denna punkt, var och en existerar som en enda linjär kromatid) och börjar kondensera till sina karakteristiska former. De vandrar sedan mot mitten av cellen och monterar sig själva i en linje 46, med ändarna på en uppsättning kromatider intill ändarna på de på nästa kromosom. Mikrotubulor som sträcker sig vinkelrätt från linjen som bildas av kromosomerna fäster sig vid kromosomernas sidor och drar dem isär, så att varje nybildande dottercell får en systerkromatid från var och en av de 46 kromosomerna. Cellen slutar dela sig och bildar nya membran runt de nya kärnorna och de två nya cellerna i sin helhet.

    I meios börjar processen med en fullständig replikation av DNA från alla 46 kromosomer, som i mitos. I testikel- och äggstockscellerna som är inriktade på gametproduktion är sättet kromosomer på linje uppdelningsaxeln mycket annorlunda. I meiose "hittar" de homologa kromosomerna varandra och binder till att skapa en struktur med två sida vid sida-kromosomer, en från modern och en från fadern, kallad en tvåvärd. Med de homologa kromosomerna rörande handlar de delar av sitt DNA med varandra. Till exempel kan en given mängd DNA på den långa armen på mammas kopia av kromosom 6 (märkt q6) hitta sin väg till motsvarande plats på fars kromosom och acceptera fars sektion av q6 på sin plats. Detta kallas korsning, och är en av två huvudfaktorer som framställer den genetiska mångfalden som är resultatet av meios.

    Även när bivalenterna ställer sig upp längs linjens celldelning, är mammans duplicerade kromosom på ena sidan ", while the father's is on the other.", 3, [[Men vilken som landar på vilken sida är helt slumpmässig med avseende på alla de andra 22 kromosomerna. Detta kallas oberoende sortiment och bidrar också kraftigt till den genetiska mångfalden i sexuellt reproducerande organismer. I själva verket höjs antalet möjliga bivalenta arrangemang 2 till den 23: e kraften - cirka 8,4 miljoner olika kombinationer.

    När denna cell delas upp, kompletterar meios I, är resultatet två icke-identiska celler som innehåller 23 par av kromatider sammanfogades vid sina centromerer. Dessa kromatider är dock, trots att de är väldigt lika, inte systerkromatider, på grund av fenomenet att korsa över i meios som jag detaljerade ovan. Dessa två dotterceller genomgår sedan omedelbart en annan celldelning, denna som liknar mitos genom att kromatider dras isär vid centromererna och separeras. Kom dock ihåg att denna linje med delande kromosomer bara är 23 i antal, inte 46, på grund av hur kromosomerna kopplas ihop med meios I. siffra. 46 betraktas som det diploida antalet.
    En kort kommentar om oogenes och spermogenogenes |

    Spermatozoa, flagellbärande och "simande" spermier som bär spermatocyter skiljer sig klart från äggceller. På motsvarande sätt skiljer sig könsbildningen hos män (spermatogenes) från hos kvinnor (oogenes). Till exempel resulterar varje meios hos kvinnor i en dottercell, inte fyra som vid spermatogenes. Meios hos kvinnor initieras bara en gång under en kvinnas livstid, varvid de resulterande octyterna når mognad ungefär en gång var 28 dagar under en kvinnas bördiga livstid. Spermatocyter genomgår däremot upprepade gånger de mitosliknande uppdelningarna av meios II för att producera ett mycket större överflöd av totala gameter under en mans livstid.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com