Bildet die Meiose nicht zwei Paare ähnlicher Zellen und zwei Paare entgegengesetzter Zellen?

Ich lerne etwas über Meiose in Biologie. Ich habe gelernt, dass beim Crossing-over in der Metaphase I nur kleine Teile der DNA an den Spitzen der Chromosomen ausgetauscht werden. Heißt das nicht:

  • Nach der Meiose I wird es zwei Zellen geben, die fast gegensätzlich sind (für jedes Chromosom, wenn eine Zelle das Chromosom der Mutter hat, dann hat die andere das Chromosom des Vaters), mit Ausnahme der Teile, in denen eine Überkreuzung stattgefunden hat
  • Nach der Meiose II produziert jede in der Meiose I produzierte Zelle zwei ähnliche Zellen (die einzigen Unterschiede bestehen darin, wo die Überkreuzung in einem, aber nicht in beiden Chromatiden stattgefunden hat).

Dies bedeutet, dass es eine seltene Chance geben würde, dass zwei der Samenzellen, die durch eine einzelne Meiose produziert werden, zwei Eizellen befruchten, in diesem Fall könnten wir haben:

  • Fast eineiige Zwillinge
  • Sehr unterschiedliche Zwillinge, die weniger als die normalen 50 % der DNA gemeinsam haben

Liege ich damit richtig?

Antworten (2)

Gute Frage - Ich denke, es gibt zwei Missverständnisse in Ihrer Frage, die Ihr Verständnis beeinträchtigen.

Erstens dient das Crossing-over, das nur an den „Spitzen“ auftritt, nur der Klarheit in Lehrbüchern, damit Sie die verschiedenen Chromosomenstücke leicht verfolgen können.

Obwohl Crossover-Ereignisse dazu neigen, bei bestimmten Sequenzen aufzutreten, müssen diese nicht an den Spitzen sein. Es kann auch mehrere Crossovers auf demselben Chromosom geben oder gar keine. Unter diesem Link finden Sie einige Schätzungen der Rekombinationsraten für verschiedene Arten.

Zweitens hängt die Diversität der Gameten nicht nur vom Crossing-over während der Meiose ab, sondern auch vom Einbau nur eines einzigen Chromosoms aus jedem Paar. Menschen haben zum Beispiel 23 Chromosomenpaare. Es gibt also 2^23 = 8388608 verschiedene Chromosomenkombinationen - OHNE Kreuzung! Daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass zwei genetisch identische Spermien zwei genetisch identische Eizellen befruchten, auch ohne Rekombination unglaublich gering.

ausgezeichnete Antwort. Es ist überraschend, dass diese speziellen Missverständnisse so häufig und einheitlich vorkommen.
Aber passiert diese zufällige Aufspaltung homologer Chromosomen nicht nur bei der Meiose I? Wenn es kein Überkreuzen gäbe, würde jede Meiose II zwei identische Gameten produzieren.
Selbst ohne Crossing-over teilt sich jedes Chromosomenpaar zufällig, nicht nach Abstammung. Stellen Sie sich vor, Sie haben nur 4 Chromosomenpaare, wobei jedes Paar eines von der Mutter (M) und eines vom Vater (F) hat – beachten Sie, dass dies schließlich die „Großeltern“ nach der Befruchtung sein werden – sie könnten MMMM, MMMF, MMFM aufspalten, MMFF, MFMM, MFMF, MFFM, MFFF, FMMM, FMMF usw. usw. - insgesamt 2^4 = 16 Möglichkeiten. Wenn Sie 23 Chromosomenpaare haben, wie Menschen, sind es über 8 Millionen. Und das immer noch mit NO-Crossing-Over innerhalb der einzelnen Chromosomen.
Dann fügt man Crossing Over hinzu und plötzlich ist nicht nur die Trennung homologer Paare zufällig, sondern jetzt sind auch die einzelnen Chromosomen zufällig, und man erhält ein unglaubliches Potenzial für Diversität.

Hmmm, was scheint mir aus Ihrer Aussage;

„Es wird zwei Zellen geben, die fast gegensätzlich sind (für jedes Chromosom, wenn eine Zelle das Chromosom der Mutter hat, dann hat die andere das Chromosom des Vaters), mit Ausnahme der Teile , in denen eine Überkreuzung stattfand.

Es kommt mir vor; du verpasst was.

Es würde passieren, wenn die haploide Chromosomenzahl n = 1 ist und kein Crossingover vorhanden ist.

Aber ;

Wenn die haploide Chromosomenzahl größer als 1 ist; dh 2n ist größer als 2 (wie bei Erbse n=7, 2n=14 und Mensch, n=23 und 2n=46);

dann beim Segregationsereignis in Meiose-1 ; jedes -1 von 2 homologen Chromosomen geht an eine Tochterzelle; probabilistisch (und dieses Sortiment ist unabhängig von anderen Chromosomenpaaren).

Nehmen Sie ein Beispiel. Wenn alle Ihre somatischen Zellen eine Chromosomenzusammensetzung Aa Bb Cc haben (wobei ich mit jedem Buchstaben ein Chromosom und kein Gen meinte); dann denken Sie vielleicht, dass es nur in ABC + abc getrennt werden könnte. Aber das ist nicht der Fall.

In einer Zelle an einem bestimmten Ort der Meiose wäre es Abc + aBC; in einer anderen Zelle wäre es AbC + aBc; und woanders wäre es ABc + abC und so.

Zusätzlich; unabhängig davon, wie viele Chromosomenstücke Sie haben; Das Crossing-over findet auf probabilistische Weise statt (das führt zu einem Austausch unterschiedlicher Gene an verschiedenen Zellen am Ort der Meiose.)

Letztendlich erhält man also nicht 2, sondern viel mehr Arten von Gameten.

Hier sind 2 einfache Zeichnungen.

Meiose erste Teilung

  1. Meiose erste Teilung.

Zweite Teilung der Meiose

  1. Meiose zweite Teilung.

Das Buch „Concepts of Genetics“ von Klug, Cummings und Spencer, 8. Auflage (das E-Book, das ich habe), Kapitel 2 (Mitose und Meiose); erwähnt das zufällige Sortimentsereignis (physisches Mischen) deutlich mit Beispielen.

Hier ist ein Bild aus diesem Buch.

Diagramm von Klug

Diagramm von Klug et al.

Referenz: Konzepte der Genetik ; Klug, Cummings und Spencer; 8. Auflage

"In einer Zelle an einem bestimmten Ort der Meiose wäre es Abc + aBC; in einer anderen Zelle wäre es AbC + aBc; und woanders wäre es ABc + abC, und so." <-- Und genau das meine ich mit "gegensätzlichen Zellen"... Wenn eine Zelle ein bestimmtes Chromosom von der Mutter geerbt hat, dann können wir mit Sicherheit sagen, dass die andere vom Vater geerbt wurde. Das bedeutet, dass der Prozentsatz der DNA, den die beiden Gameten gemeinsam haben, derselbe sein sollte wie der Prozentsatz der DNA, die die Eltern gemeinsam hatten, was weniger als die normalen 50 % zwischen zwei Gameten ist.
was ist das für "normale 50% gemeinsam"?
Wenn Sie zufällig zwei Gameten nehmen (die aus verschiedenen Meiosen hervorgegangen sind), sollten 50 % der DNA gemeinsam sein. Wenn Sie die 4 Gameten nehmen, die durch Meiose produziert werden, dann haben zwei Paare von ihnen einen hohen Prozentsatz an gemeinsamer DNA und zwei Paare von ihnen haben einen niedrigen Prozentsatz an gemeinsamer DNA.
hmm, aber das ist nur richtig, wenn wir uns auf 1 bestimmtes Chromosomenpaar konzentrieren. Wenn wir nach mehr als einem Chromosomenpaar suchen; die Wahrscheinlichkeit, dass die elterliche Kombination in einem Gameten gleichzeitig auftritt; ist weniger als 50 %
Die Chancen, 1 Gamete mit exaktem Elternsatz zu erhalten (wenn theoretisch kein Cross-Over vorhanden ist) = 1/ (2 ^ 23) beim Menschen. Nicht? Denken; 1/2 aller Gameten enthalten Chromosom-1 von einem bestimmten Elternteil. Jetzt innerhalb dieser Gruppe von Gameten; nur 1/2 von ihnen enthält Chromosom-2 von diesem bestimmten Elternteil. (Diese Teilmenge enthält also 1/4 der gesamten Gameten). Wenn wir so fortfahren; Am Ende erhalten wir 1 / (2 ^ 23) th der gesamten Gameten, die eine genaue Hälfte von 1 Elternteil enthält (nur wenn keine unwirkliche Kreuzung vorhanden ist). Stimmt irgendetwas nicht?
Das sage ich nicht. Ich stimme zu, dass es äußerst selten wäre, die gesamte DNA eines Elternteils in eine Zelle und die gesamte gemeinsame DNA in die andere Zelle zu bringen. Was ich sagen will, ist, dass wir während der Meiose I immer Dinge wie "AbCdeFG, aBcDEfg" bekommen, also werden die beiden Zellen kein gemeinsames Chromosom haben (es wird niemals ein A in beiden Zellen oder ein a in beiden Zellen geben , es wird immer A a) sein. Da sie keine gemeinsamen Chromosomen haben, ähneln sie einander nicht mehr als die Gameten zweier verschiedener Menschen.
Ja, das ist richtig, in einem Gameten eines Organismus kann es vorkommen, dass AbCdEf oder ABCdef oder ABcdeF usw. auftreten (wobei 50 % der Chromosomen aus einem beliebigen haploiden Satz der Eltern des Organismus stammen); als extreme terminale Fälle wie ABCDEF oder abcdef (wobei 100 % Chromosom von einem Elternteil und 0 % von einem anderen Elternteil dieses Organismus stammen). Die Aussage "Meiosis-2 ... die einzigen Unterschiede werden darin bestehen, wo die Überkreuzung in einem, aber nicht in beiden Chromatiden stattfand)" ist nicht ganz richtig; denn wenn auf 2 Chromatiden; Es könnten verschiedene Arten von Übergängen stattfinden, die Unterschiede verursachen würden.
Bildet die Meiose nicht zwei Paare ähnlicher Zellen und zwei Paare entgegengesetzter Zellen?
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