Asosiy kontent

Course: Biologiya > Unit 12

Lesson 3: Meyoz

Meyoz

Meyoz davomida xromosomalar soni qanday qilib ikki hissa kamayishi: krossingover, meyoz I, meyoz II va genetik variatsiya.

Kirish

Tanamizdagi deyarli barcha hujayralar mitoz jarayoni yordamida koʻpayadi. Mitoz orqali butun hayot davomida rivojlanayotgan organizm tanasiga yangi hujayralar qoʻshilib boradi va eski hujayralar yangilari bilan almashinadi. Mitozdan maqsad xromosoma toʻplami xuddi ona hujayra xromosoma toʻplami bilan bir xil boʻlgan yangi qiz hujayralar hosil qilishdir.

Meyoz esa inson organizmida boshqa maqsad: gametalar – jinsiy hujayralar, yaʼni spermatozoid yoki tuxum hujayra hosil qilish uchun qoʻllanadi. Jarayondan maqsad qiz hujayralarga xromosomalar toʻplamining teng yarmini oʻtkazish.

Boshqacha qilib aytadigan boʻlsak, odamlarda meyoz bu diploid hujayradan (juft xromosomalar toʻplamidan) gaploid hujayralar (bitta xromosomalar toʻplamiga ega hujayralar) hosil boʻlishi jarayonidir. Meyoz davomida odamda gaploid xromosoma toʻplamiga ega boʻlgan spermatozoid va tuxum hujayralar hosil boʻladi. Spermatozoid va tuxum hujayralar urugʻlantirish jarayonida qoʻshilishi natijasida toq xromosomalar toʻplami toʻliq diploid toʻplamni hosil qiladi: bu yangi genom degani.

Meyoz fazalari

Koʻp jihatdan meyoz mitozga oʻxshab ketadi. Hujayralar bir xil jarayonlardan oʻtadi, xromosomalarni taqsimlashda bir xil usuldan foydalaniladi. Lekin meyozda hujayralar oldida murakkabroq vazifalar turadi. Bu mitozdagi kabi qiz xromatidalar (replikatsiyalangan xromosomalarning ikki qismi)ni ajratishni talab qiladi. Bundan tashqari, meyoz davomida hujayra ota va onadan irsiylangan hamda oʻzaro oʻxshash, ammo bir xil boʻlmagan gomologik xromosomalarni ham ikkiga ajratishi kerak.

Bu ishlarni amalga oshirish uchun meyozda ikki davrli boʻlinish jarayoni ketadi. Gomologik juftlar birinchi davr – meyoz I da ajratiladi. Qiz xromatidalar esa ikkinchi davr – meyoz II da taqsimlanadi.

Meyozda boʻlinish davomida bitta boshlangʻich hujayradan toʻrtta gameta (tuxum hujayra yoki spermatozoid) hosil boʻladi. Har bir davrda hujayralar toʻrtta bosqichdan oʻtadi: profaza, metafaza, anafaza va telofaza.

Meyoz I

Meyoz I ga kirishdan oldin hujayra interfazadan oʻtishi kerak. Mitozdagi kabi hujayra G

_{1}

faza davomida oʻsadi, S faza davomida xromosomalar ikki barobar oshadi, G

_{2}

faza davomida boʻlinishga tayyorlanadi.

Profaza I davomida mitozdan farqli jihatlar kuzatiladi. Mitozdagi kabi xromosomalar spirallashadi, lekin meyoz I da gomologik xromosomalarning juftlashishi roʻy beradi. Har bir xromosoma oʻzining gomologi bilan puxta juftlashadi, shunda ikkalasi ham butun uzunliklari boʻyicha mos keladigan pozitsiyalarda joylashgan boʻladi.

Masalan, quyidagi rasmda A, B va C harflari xromosomaning maʼlum joylarida joylashgan genlarni, har bir genning turli shakllari yoki allellari uchun katta va kichik harflar bilan koʻrsatilgan. Ikkita gomolog xromosomaning bir xil nuqtasida joylashgan DNK parchalanadi (kesiladi) (rasmda B va C orasidagi genlar olingan) va gomologik xromosomalarning mana shu qismlari oʻzaro almashinadi.

Rasm manbasi: “Meyoz jarayoni: 2-rasm”ga asosan OpenStax College, Biology tomonidan, CC BY 3.0

Xromosomalarning oʻxshash qismlari almashinishi jarayoni krossingover deyiladi. Bu jarayon xromosomalarni birga ushlab turishga yordam beruvchi sinaptonemal kompleks yordamida amalga oshiriladi. Krossingover davomida xromosomalar quyidagi rasmda koʻrsatilganidek, bir-birining ustida joylashadi.

Siz rasmda xiazmalar vositasida bogʻlangan krossingover (xromosoma)larni koʻrishingiz mumkin, bu yerda gomolog xromosomalar xoch shaklida birikkan. Sinaptonemal kompleks parchalangandan soʻng xiazma gomolog xromosomalarni birga ushlab turadi, har bir gomologik juftda kamida bittadan xiazma boʻladi. Har bir juftda ularning soni 25 tagacha boʻlishi mumkin

^{1}

Krossingover yuz berishi nuqtalari tasodifiy boʻlib, natijada takrorlanmas allellarga ega, qismlari oʻzaro almashingan xromosomalar hosil boʻladi.

Krossingoverdan soʻng boʻlinish urchugʻi xromosomalarni hujayra markazi (metafaza plastinkasi)ga yigʻa boshlaydi. Bir qarashda mitozga oʻxshaydi, lekin bu yerda xromosomalar juft-juft boʻlib joylashadi. Har bir xromosoma urchuqning bir qutbidagi mikronaychalarga, gomolog xromosomalar esa qarama-qarshi qutbidagi mikronaychalarga yopishadi. Shunday qilib, metafaza I davomida, oʻxshash boʻlmagan xromosomalar ajralish uchun metafaza plastinkasiga yigʻiladi.

Gomologik xromosomalar metafaza palstinkasiga yigʻilganda, ularning qutblarga tarqalishi tasodifiy boʻladi. Masalan, quyidagi rasmda binafsha va pushti rang xromosomalar bitta qutbga qarab yoʻnalgan, natijada bitta hujayraga tushadi. Bu jarayonda ikkala pushti xromosoma ham qutb tomonga yoʻnalishi mumkin edi. Bu turli gomologlar toʻplamiga ega boʻlgan gameta shakllantirishga xizmat qiladi.

Bu rasmda yuqoridagi fikr tushunarli tasvirlangan:

Keltirilgan meyozda faqat bitta konfiguratsiya sodir boʻlishiga qaramay, agar bir xil genetik materialga ega koʻplab hujayralarda meyoz jarayonini kuzatadigan boʻlsak, ikkala konfiguratsiya (har 50% holatda) ham sodir boʻlishi mumkin.

Anafaza I da gomologik xromosomalar hujayraning qarama-qarshi qutblariga tortiladi. Har bir xromosomadagi qiz xromatidalar birlashgancha qoladi va tarqalmaydi.

Nihoyat, telofaza I da xromosomalar hujayraning qarama-qarshi qutblariga tortiladi. Baʼzi hujayralarda yadro qobigʻi qayta tiklanadi va DNK dekondensatsiyalanadi, boshqa turlarida esa bu bosqich oʻtkazib yuboriladi, chunki shu zahoti meyoz II boshlanib ketadi

^{2, 3}

. Sitokinez ham telofaza I da sodir boʻladi. Ikkita gaploid qiz hujayra shakllanadi.

Meyoz II

Hujayralar DNK nusxasini olmasdan meyoz I dan meyoz II ga oʻtadi. Meyoz II meyoz I ga qaraganda qisqaroq va sodda jarayon boʻlib, uni “gaploid hujayralar uchun mitoz” deb nomlash mumkin.

Meyoz II ga meyoz I dan oʻtgan hujayralar kiradi. Bular har bir xromosoma juftidan faqat bittasiga ega boʻlgan gaploid hujayralardir. Lekin qiz xromatidalar bir-biridan ajralmagan boʻladi. Meyoz II da qiz xromatidalar bir-biridan ajralib, xromosomalar miqdori ortmaydigan gaploid hujayralar hosil boʻladi.

Profaza II davomida xromosomalar kondensatsiyalanadi va yadro qobigʻi parchalanadi. Sentrosomalar bir-biridan uzoqlashadi, ularning oʻrtasida urchuq hosil boʻladi va uning mikronaychalari xromosomalarga yopishadi.

Baʼzi organizmlarda sentrosomlar meyoz I va II oʻrtasida koʻpayadi, garchi bu davrda DNK nusxasi koʻchirilmagan boʻlsa ham. Masalan, sentrosomalar odamda spermatogenez, yaʼni spermatozoid hosil qilish paytida meyoz I va II oʻrtasida koʻpayadi

^{3}

. Quyidagi rasmda meyoz II boshidagi sentrosoma tasvirlangan. Unga koʻra sentrosoma meyoz I va II oʻrtasida nusxalanadi.

Lekin organizmda har doim ham meyoz I va II oʻrtasida sentrosoma nusxasi hosil boʻlmaydi. Buning oʻrniga sentrosomani hosil qiluvchi ikkita sentriola ajraladi va meyoz II da ularning har biri mustaqil urchuq sifatida faoliyat koʻrsatadi. Sentriola ajralishining bu koʻrinishi hasharotlarda spermatogenez bosqichida roʻy beradi

^{5}

Boʻlinish urchugʻining qarama-qarshi qutblaridagi mikronaychalar xromosomadagi qiz xromatidalarni biriktirib oladi. Metafaza II da xromosomalar metafaza plastinkasida mustaqil joylashadi. Anafaza II da qiz xromatidalar bir-biridan ajraladi va hujayraning ikkala qutbiga tortiladi.

Telofaza II da har bir xromosoma toʻplami atrofida yadro qobigʻi shakllanadi, xromosomalar dekondensatsiyalanadi. Sitokinez natijasida hujayra ikkiga boʻlinadi va yakuniy mahsulotlar hosil boʻladi: bitta xromatidaga ega xromosomali toʻrtta gaploid hujayra. Odamlarda bu jarayon orqali spermatozoid va tuxum hujayra hosil boʻladi.

Yoʻq. Baʼzi holatlarda meyozda toʻrtta funksional hujayra hosil boʻladi. Masalan, spermatogenez davomida toʻrtta spermatozoid hujayrasi hosil boʻladi.

Lekin ayollarda ovogenez, yaʼni tuxum hujayrasi hosil qilish jarayonida bitta funksional hujayra paydo boʻladi. Meyoz I oxirida ikkita hujayraning faqat bittasidan tuxum hujayrasi shakllanadi, ikkinchisidan esa yoʻnaltiruvchi tanacha hosil boʻladi. Meyoz II da ham bu hujayraning boʻlinishidan bitta tuxum hujayra va bitta yoʻnaltiruvchi tanacha hosil boʻladi. Yoʻnaltiruvchi tanachalar spermatozoid tomonidan urugʻlantirilmaydi, balki 24 soat ichida apoptozga uchraydi

^{2}

Meyoz genlarni qanday qilib “aralashtiradi va moslashtiradi?”

Meyoz jarayonida hosil boʻlgan hujayralar gaploid toʻplamga ega, lekin genetik jihatdan bir xil emas. Masalan, yuqoridagi meyoz II tasvirlangan rasmda

2 n = 4

xromosoma toʻplamli boshlangʻich hujayradan hosil boʻlgan har bir gametada takrorlanmas namunadagi irsiy material mavjudligi tasvirlangan.

Bundan koʻrinib turibdiki, yuqorida keltirilgan toʻrtta variantdan tashqari yana juda koʻp gameta variantlari hosil boʻlishi mumkin ekan. Hatto toʻrtta xromosomaga ega hujayrada ham. Genetik jihatdan turlicha (takrorlanmas) boʻlgan juda koʻp gameta olishimiz mumkinligining ikkita asosiy sababi bor:

Krossingover. Gomologik xromosomalarning genetik materialini almashinish nuqtalari tasodifiy xarakterga ega va meyoz davomida har bir hujayra bir-biridan farqlanib boradi. Agar meyoz jarayoni odamdagi kabi koʻp takrorlanadigan boʻlsa, almashinish nuqtalari ham koʻp boʻladi.
Gomologik juftliklarning tasodifiy tarqalishi. Metafaza I da tasodifiy tarqalish gomologik xromosomalarning juda koʻp variantda tarqalishiga sharoit yaratadi.

Odam hujayrasida gomologik juftliklarning tasodifiy tarqalishida

8

million

turli variantdagi gametalar chiqishi mumkin

^{7}

. Buning ustiga krossingoverni ham hisobga olsak, siz yoki boshqa har qanday odamdan hosil boʻlishi mumkin boʻlgan, genetik jihatdan har xil gametalarning soni cheksizdir.

Sizning tanangizdagi hujayralar tarkibidagi gomologik xromosomalarning bittasi onangizdan, ikkinchisi esa otangizdan irsiylangan. X va Y xromosomalarni ham gomologik deb hisobga olsak, sizda hammasi boʻlib

23

juft gomologik xromosoma mavjud.

Meyoz I davomida bu gomologik xromosomalar ikkita teng guruhga taqsimlanadi, lekin bu har doim ham “ota” hujayralari bir tomonga, “ona” xromosomalari ikkinchi tomonga ketadi degani emas.

Har bir gomolog qaysi guruhga tarqalishi tasodifiydir. Quyida keltirilganidek, ikki juft gomologik hujayraga ega boʻlgan hujayrada metafazadagi tasodifiy tarqalish tufayli

2^{2} = 4

ta turli gameta hosil boʻlishi mumkin. Odamdagi 23 juft gomologik xromosomadan esa biz

2^{23} = 8,

388,

608

ta turli gameta olishimiz mumkin.

Turlardagi oʻzgarishlar haqidagi ushbu videoni koʻrib chiqing. Bunda meyoz (va urugʻlanish)dagi irsiy oʻzgaruvchanlikning populyatsiya yashab qolishi va evolyutsiyadagi oʻrni toʻgʻrisida maʼlumot berilgan.

This article is licensed under a CC BY-NC-SA 4.0 license.

Mavzuda keltirilgan iqtiboslar

“The process of meiosis.” OpenStax CNX. September 29, 2015. http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87:57/The-Process-of-Meiosis.
Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. "Meiosis." In Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York, NY: Garland Science, 2002.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26840/#_A3704_.
Reece, J. B., L. A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorksy, and R. B. Jackson. "Meiosis Reduces the Number of Chromosomes from Diploid to Haploid." In Campbell Biology. 10th ed. (San Francisco, CA: Pearson, 2011), 258.
"Control of Centrosome Numbers." Cell Cycle Regulation Lab. Accessed July 23, 2016. http://sites.igc.gulbenkian.pt/ccr/r_centrosomeproject4.html.
Delattre, M., and P. Gönczy. "The Arithmetic of Centrosome Biogenesis." Journal of Cell Science 117, no. 9 (2004): 1619-630.
Schmerler, S., and G. Wessel. "Polar Bodies – More a Lack of Understanding than a Lack of Respect." Molecular Reproduction and Development 78, no. 1 (2011): 3-8. http://dx.doi.org/10.1002/mrd.21266.
Reece, J. B., L. A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorksy, and R. B. Jackson. "Genetic Variation Produced in Sexual Life Cycles Contributes to Evolution." In Campbell Biology. 10th ed. (San Francisco, CA: Pearson, 2011), 263.

Mavzuga oid qoʻshimcha maʼlumotlar

Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. "Meiosis." In Molecular Biology of the Cell. 4th ed. New York, NY: Garland Science, 2002. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26840/.

"Control of Centrosome Numbers." Cell Cycle Regulation Lab. Accessed July 23, 2016. http://sites.igc.gulbenkian.pt/ccr/r_centrosomeproject4.html.

Delattre, M., and P. Gönczy. "The Arithmetic of Centrosome Biogenesis." Journal of Cell Science 117, no. 9 (2004): 1619-630.

"Oogenesis." Wikipedia. October 14, 2015. Accessed October 14, 2015. https://en.wikipedia.org/wiki/Oogenesis.

"The process of meiosis." OpenStax CNX. September 29, 2015. http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87:57/The-Process-of-Meiosis.

Raven, P. H., G. B. Johnson, K. A. Mason, J. B. Losos, and S. R. Singer. "Sexual reproduction and meiosis." In Biology, 207-220. 10th ed. AP ed. New York, NY: McGraw-Hill, 2014.

Reece, J. B., L.A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky, and R. B. Jackson. "Genetic Variation Produced in Sexual Life Cycles Contributes to Evolution." In Campbell biology, 263-265. 10th ed. San Francisco, CA: Pearson, 2011.

Reece, J. B., L.A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky, and R. B. Jackson. "Meiosis Reduces the Number of Chromosomes from Diploid to Haploid." In Campbell biology, 257-263. 10th ed. San Francisco, CA: Pearson, 2011.

Schmerler, S., and G. Wessel. "Polar Bodies – More a Lack of Understanding than a Lack of Respect." Molecular Reproduction and Development 78, no. 1 (2011): 3-8. http://dx.doi.org/10.1002/mrd.21266.

"Spermatogenesis." Wikipedia. September 20. 2015. Accessed October 14, 2015. https://en.wikipedia.org/wiki/Spermatogenesis.

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish

Saralash:

Hozircha izohlar yoʻq.

Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.