We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Ako a prečo sa vyvinula férová meióza?
Sotva si môžem myslieť, že by to poskytlo fyzickú výhodu jedincovi, ktorý nesie mutáciu. Prečo by to bolo? Alebo sa to vyvinulo prostredníctvom výberu rodu? Alebo to bola nejaká už existujúca vlastnosť meiózy, ktorá nemá žiadne náklady na energiu a preto nikdy nezmizne?
AKTUALIZÁCIA:
Spravodlivú meiózu nazývam proces meiózy, v ktorom má každý chromozóm rovnakú šancu na prenos.
Snažím sa objasniť svoje otázky.
Existuje nejaký selekčný tlak v prospech alel spôsobujúcich spravodlivú meiózu? Ak áno, prečo? Nezdá sa mi, že by jedincovi nesúcemu túto alelu poskytoval nejakú výhodu.
O meióze sa vedie viac metaúrovňová diskusia, ktorá spočíva v tom, že existuje výhoda pre gény, ktoré sa môžu v meióze selektovať častejšie, by prosperovali. Toto je predpoveď biológa Roberta Triversa, ktorý pracoval s Billom Hamiltonom na konci 60. rokov, známym tiež ako "sebecký gén". V skutočnosti bola sebecká teória génov taká úspešná, že sebecké gény - jednotlivé gény, ktoré sa množili k potomkom častejšie ako 50% času. Dawkinsova kniha "Selfish Gene" podrobne rozoberá celú túto myšlienku a jej dôsledky.
Takže v rôznych časoch evolučnej histórie je ťažké si predstaviť, že meióza bola úplne "spravodlivá" (50/50% zmena ktoréhokoľvek vybraného segmentu DNA). V skutočnosti je teraz z genetickej analýzy celkom jasné, že niektoré dlhšie segmenty DNA majú tendenciu byť prenášané v jednom kuse, aj keď celkovo je stále pocit, že propagácia je 50% pravdepodobná pre ktorýkoľvek daný segment.
Dlhodobo sa ukazuje, väčšinou prostredníctvom teórie hier, že čestnosť je najlepšia a najziskovejšia politika. Najznámejším z týchto experimentov bola súťaž Väzňova dilema, kde boli všetci prichádzajúci vyzvaní, aby predložili počítačové programy, ktoré môžu buď zradiť, alebo spolupracovať. Celkovo kooperatívne programy s niektorými zárukami, ktoré potrestali podvodníkov, celkovo vyhrávajú. Postupom času sa ukázalo, že systémy majú tendenciu brániť sa pred podvodníkmi a že kooperácia a "férovosť" sú oveľa lepšie ako davy podvodníkov, ktorí bežia.
K podvodníkom a nespravodlivosti však stále dochádza - systémy, ktoré sú spravodlivé, spravidla pozývajú na malý počet podvodníkov. Hovorte si čo chcete o dani z príjmu ako o systéme! v priebehu času existujú rozdiely v tom, ako "spravodlivý" môže byť systém.
Dawkins dokonca povedal, že si niekedy myslí, že by mal namiesto toho nazvať "sebecký gén" niečo iné: "Nice Guys Finish First". Pochybujem, že by sa kniha celkom dobre dala, aj keď ... všetci by sme mali byť spravodliví, ale nezdá sa, že by to pozývalo na predaj kníh.
Myslím si, že Spravodlivá meióza (Predpokladám, že hovoríte o tom, že chromozómy majú rovnakú šancu na prenos) možno považovať za vedľajší produkt rekombinácie pri meióze, ktorá robí z každého chromozómu mozaiku materských a otcovských chromozómov. Selekcia teda nepôsobí na chromozómy ako jedna jednotka a "nefér" meióza stráca zmysel. "Hodnota" "férovej meiózy" pravdepodobne spočíva v adaptačnej hodnote rekombinácie.
Doplnenie: Na rozšírenie hodnoty rekombinácie bolo navrhnuté, že špecifickou hodnotou rekombinácie je rozbiť väzby a tým zabrániť meiotickému pohonu (Haig & Grafen 1991, pozri tiež Okasha 2006). Haig & Grafen 1991 tiež konkrétne diskutujú o selekcii na rekombináciu. Pre zaujímavú analógiu medzi ekonomikou a spravodlivou meiózou (závoj nevedomosti vs spravodlivá meióza) pozri Okasha. 2012. Okasha poznamenáva, že:
V oboch prípadoch sa randomizácia používa na zbavenie záujmových činiteľov (génov a jednotlivcov) informácií o ich identite, čo ich núti prijať nestrannú perspektívu.
V súhrne tiež píše, že:
Gén, ktorý narúša segregáciu v jej prospech, sa môže šíriť napriek zníženiu kondície hostiteľa. To poškodzuje gény na neprepojených lokusoch, ktoré sú teda pod selekciou na obnovenie spravodlivej meiózy, ak je to možné. Jedným z účinkov spravodlivej meiózy je vyrovnanie záujmov všetkých génov, čím sa zabezpečí, že budú pracovať pre spoločné dobro. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je zničiť spojenie, vzhľadom na to, že skreslenie segregácie zvyčajne zahŕňa spojené gény pracujúce v zhode.
Okashova práca má tiež pekný a prístupný popis biologického procesu a selektívnych síl, ktoré pôsobia na vyváženie porúch meiotického pohonu/segregácie.
Prečo je meióza dôležitá pri prežití života?
Meióza je fáza v sexuálne reprodukčných organizmoch, v ktorej dochádza k deleniu buniek. Má veľký význam, pretože vytvára genetickú diverzitu v populácii.
Meióza je fáza v pohlavne sa rozmnožujúcich organizmoch, v ktorej dochádza k deleniu buniek. Má veľký význam, pretože vytvára genetickú diverzitu v populácii.
Meióza je proces tvorby gamét, v ktorom diploidné bunky zárodočnej línie, tj. Bunky, ktoré sú na začiatku vývoja zvierat vyčlenené na sexuálnu reprodukciu, poskytujú štyri geneticky odlišné haploidné bunky. Vyskytuje sa iba v pohlavných bunkách, ktorými sú vajíčka a spermie.
Fázy
Chceli by ste nám napísať? Hľadáme dobrých spisovateľov, ktorí chcú šíriť informácie ďalej. Kontaktujte nás a porozprávame sa.
Meióza prebieha v dvoch fázach – Meióza I, kde prebieha replikácia DNA a dochádza k kríženiu a Meióza II, ktorej chýba replikácia DNA, je však podobná deleniu mitotických buniek.
Proces
- Pri meióze, počas tvorby gamét u zvierat a spór v rastlinách, sa počet chromozómov zníži na polovicu. Tieto chromozómy obsahujú základný reťazec DNA.
- Počas prvého meiotického redukčného delenia sa chromozomálne páry delia tak, že každá gaméta alebo spóra obsahuje jeden z každého chromozomálneho páru, stáva sa haploidom.
- Keď sa haploidné gaméty počas oplodnenia spoja, vytvoria zygotu. Zygoty, ktoré dostali jeden chromozóm z každého páru od každého rodiča, sa stávajú diploidnými.
- Meióza zahŕňa dve po sebe idúce jadrové divízie, ktoré produkujú štyri haploidné bunky. Meióza I je redukčné delenie, meióza II oddeľuje chromatidy, ktoré sú dcérskymi vláknami duplikovaného chromozómu spojenými centromérami.
- Pri delení mitotických buniek vznikajú nové bunky geneticky identické s rodičovskou bunkou. Meióza je zodpovedná za zvýšenie genetických variácií v populácii.
- Každá diploidná bunka, ktorá prejde meiózou, môže produkovať 2n rôznych chromozomálnych kombinácií, kde 'n' je haploidné číslo.
- U ľudí je číslo 223, pretože existuje 23 párov chromozómov. Toto číslo je viac ako osem miliónov rôznych kombinácií.
- Variácia sa zvyšuje, pretože počas meiózy I sa každý pár homológnych chromozómov spojí.
- V procese známom ako synapsia si každý pár homológnych chromozómov môže vymieňať časti.
- Relatívnu vzdialenosť medzi dvoma génmi na danom chromozóme je možné odhadnúť vypočítaním percenta kríženia, ktoré medzi nimi prebieha.
Úlohy meiózy
- Produkcia haploidných gamét na udržanie diploidného počtu druhov, generáciu po generácii.
- Crossing-over, ktorý spája novú génovú kombináciu chromozómov.
- Mechanizmus na porovnávanie dvoch kópií každého chromozómu, poskytnutý za účelom opravy alebo opravy chýb.
Dôležitosť
- Pri meióze dochádza k variácii, pretože každá gaméta (buď spermie alebo vajíčko) obsahuje pri sexuálnej reprodukcii zmes génov z dvoch rôznych rodičovských chromozómov. Inými slovami, genetické párenie neidentickej DNA prebieha v meióze.
- Výsledkom je potomstvo, ktoré má genetický materiál dvoch rôznych jedincov.
- Tieto chromozómy obsahujú základný reťazec DNA, ktorý určuje fyzické a genetické vlastnosti dieťaťa.
- V gamétach vzniká nová kombinácia genetických informácií. Preto sú v meióze charakteristiky rodičovských chromozómov kombinované s charakteristikami chromozómov potomkov, čo v konečnom dôsledku vedie k novému a jedinečnému súboru chromozómov.
- Umožňuje jednotlivcom produkovať fyzicky a geneticky jedinečné potomstvo. Z tohto dôvodu je zachovaná vysoká genetická rozmanitosť populácie.
- S mitózou by bolo možné len delenie a nedochádzalo by k zdieľaniu genetických informácií.
- V takejto situácii by existovali iba klonové populácie, ktoré by nakoniec trpeli chorobami alebo prírodnými katastrofami.
- Aké je vysvetlenie diverzity v populáciách? Ako môžu prežiť zmeny v prostredí? Dôvodom je meióza. Genetické variácie zohrávajú úlohu suroviny pre prírodný výber.
- Niektorí jedinci, ktorí sú uprednostňovaní prirodzeným výberom, majú väčšiu kondíciu ako iní kvôli ich alelám (pár alternatívnych foriem génu).
- V prípade zvierat muži, ktorí napríklad nedokážu súťažiť o kamaráty, podľahnú predácii alebo chorobe alebo nedokážu reprodukovať malé a slabé organizmy, dlho neprežijú. Toto sú najlepšie príklady prírodného výberu.
- Môžete si tiež vziať príklad choroby, voči ktorej budú niektorí jedinci aspoň čiastočne odolní, zatiaľ čo iní sú na ňu náchylní.
- Populácia sa môže prispôsobiť zmenám životného prostredia v dôsledku genetických variácií vyplývajúcich z meiózy. V klonálnych nepohlavných populáciách sa však organizmy nedokážu prispôsobiť zmenám bez mutácií.
- Organizmy, ktoré sa prispôsobujú zmenám prostredia, prežívajú, zatiaľ čo iné sú eliminované prirodzeným výberom. Populácia týmto spôsobom obsahuje vhodných jedincov a proces pokračuje celé generácie spoločne.
- Rozmanitosť spôsobená meiózou je prospešná pre celú populáciu.
Meióza teda pomáha vytvárať populáciu, ktorá je nielen fyzicky a geneticky odlišná, ale aj jedinú, ktorá je dokonale vhodná na prežitie.
Súvisiace príspevky
Všetci vieme, že zdrojom života na Zemi je Slnko. Vedeli ste však, že bez fotosyntézy by bola energia získaná zo Slnka zbytočná a zbytočná
Meióza je proces delenia buniek, ktorý prebieha v dvoch fázach, čo má za následok vznik štyroch haploidných gamét. Dva stupne meiózy sú meióza I a meióza II. & Hellip
Životný cyklus kvitnúcej rastliny začína semenom. Semeno klíči a vytvára stromček, ktorý dozrieva v rastlinu. Táto rastlina sa potom rozmnoží a vytvorí nový&hellip
Evolúcia
Evolučná teória, ktorú pôvodne navrhol Charles Darwin, opisuje spôsob, akým sa organizmy menia v priebehu času. Podľa väčšiny biológov je to najdôležitejší koncept pri štúdiu živých vecí.
Prečo študujeme evolúciu naposledy?
Ak je evolúcia taká dôležitá, prečo je to posledná vec, ktorú študujeme? Aby ste pochopili evolúciu, musíte porozumieť genetike. Musíte vedieť o štruktúre a funkcii DNA. Musíte vedieť o bunkách, aby ste mohli vidieť podobnosti, ktoré zdieľajú všetky živé veci.
Čo pozoroval Darwin?
Charles Darwin bol prírodovedec, človek, ktorý študuje prírodu. Keď skončil školu, prihlásil sa ako prírodovedec na palube lode HMS Beagle. Beagle sa plavil po svete päť rokov. Po ceste Darwin pozoroval množstvo rôznych rastlín a živočíchov. Darwin urobil svoje najdôležitejšie pozorovania na ostrovoch Galapágy. Galapágy sa nachádzajú asi 600 míľ od pobrežia juhoamerickej krajiny Ekvádor.
Darwin si všimol, že pinky, ktoré žili na Galapágoch, sú podobné pěnkavám v Ekvádore, ale existujú malé rozdiely. Tiež si všimol, že v ostrovoch sú medzi ostrovmi malé rozdiely. Jeden z rozdielov medzi populáciami pěnkav bol v tvare a veľkosti ich zobákov. Darwin si myslel, že zobáky piniek súvisia s tým, aké jedlo jedia. Malé, úzke zobáky sú vhodné na jedenie hmyzu, ale široké a silné zobáky sú lepšie na konzumáciu tvrdých semien. Darwin si myslel, že sa pěnkavy v priebehu času vyvíjali a že rôzne zobáky predstavujú úpravy, ktoré pěnkavám pomáhajú prežiť v ich prostredí.
Darwinova teória evolúcie prirodzeným výberom
Keď sa jeho plavba na Beagle skončila, Darwin sa vrátil do Anglicka. Strávil roky spomínaním na svoje zážitky, prechádzal svoje poznámky a kresby a premýšľal o tom, čo to všetko znamená. Nakoniec vydal svoju knihu: O pôvode druhov prostriedkami prirodzeného výberu.
Pri formulovaní svojej teórie sa Darwin spoliehal na ďalšie vedecké dôkazy. Väčšina vedcov v Darwinovej dobe si myslela, že Zem je mladá. Niektorí geológovia však poskytli dôkazy o tom, že Zem je staršia, oveľa staršia, ako sa pôvodne predpokladalo. Darwin vedel, že ak bude Zem staršia, bude čas na evolúciu. Darwin tiež použil predstavy o populáciách. Vedec menom Thomas Malthus si všimol, že deti sa rodia rýchlejšie ako ľudia umierajú a že ľudská populácia rastie. Malthus veril, že populácia môže rásť rýchlejšie ako zásoba potravín, čo má za následok nedostatok potravín. Malthus veril, že hlad, choroby a iné problémy obmedzia veľkosť ľudskej populácie. Darwin usúdil, že to isté bude platiť aj pre iné organizmy. Darwin tiež vedel, že poľnohospodári a chovatelia sú schopní selektívnym chovom produkovať rastliny a zvieratá s požadovanými vlastnosťami. Selektívny chov, Darwin vedel, môže spôsobiť významné zmeny v črtách vyjadrených v populácii. Darwin spojil bodky a jeho teória bola na svete.
Ako funguje prirodzený výber?
Prirodzený výber má štyri kroky: nadprodukcia, genetické variácie, boj o prežitie a úspešná reprodukcia. Pozrime sa na každé z nich.
Nadprodukcia
Nadprodukcia znamená, že sa narodí toľko potomkov, že nie je možné, aby všetci prežili. To úzko súvisí s Malthusovým presvedčením, že ľudská populácia bude nakoniec obmedzená množstvom dostupnej potravy. Aby prirodzený výber fungoval, musia existovať víťazi a porazení. Aby tam boli porazení, musí byť nadprodukcia potomstva.
Genetická variácia
Genetická variácia znamená, že existujú rozdiely v DNA medzi potomkami v populácii. Ak by neboli žiadne rozdiely v DNA, potom by všetky organizmy v populácii boli rovnaké a žiadny organizmus by nemal výhodu v prežití. Tieto rozdiely môžu byť zrejmé (napríklad farba očí alebo srsti) alebo môžu byť skryté.
Boj o prežitie
V prírodnom svete sú organizmy neustále zapojené do boja o prežitie. Súťažia s členmi svojho vlastného druhu a s členmi iných druhov o priestor a o jedlo. Niekedy je tento boj očividný. Všetci ste videli videá z prírody, kde na roztomilú gazelu zúrivo útočí gepard. Niekedy tento boj nie je taký očividný. V lese sadenice, ktoré sú obklopené veľkými stromami, neprežijú, pretože nedokážu získať dostatok slnečného svetla.
Úspešná reprodukcia
Ak organizmus "vyhrá" boj o prežitie kvôli genetickej výhode, musí sa reprodukovať, aby sa táto genetická výhoda preniesla na ďalšiu generáciu. Bez ohľadu na to, ako výhodná môže byť konkrétna genetická variácia, nepôsobí to tak, že by sa populácia vyvíjala, pokiaľ by nebola prenesená na ďalšiu generáciu.
Prirodzený výber v akcii
Jedným z najbežnejších príkladov prírodného výberu je príbeh o molých paprikách v Anglicku. Mory s korením trávia väčšinu času na kmeňoch stromov. Kmene stromov v Anglicku pred priemyselnou revolúciou boli pokryté lišajníkmi. Mnohé z molíc mali svetlé krídla a dokázali sa maskovať, pretože ich krídla sa veľmi podobali na kmene stromov pokryté lišajníkmi. Tu je obrázok svetlého koreného motýľa.
Fázy meiózy
Meióza je rozdelená na dve časti alebo divízie, z ktorých každá pozostáva z niekoľkých fáz. Ide o profázu I, metafázu I, anafázu I a telofázu I pri meióze I a profáze II, metafáze II, anafáze II a telofáze II pri meióze II. Na pochopenie týchto fáz budete potrebovať určitú terminológiu:
- Bivalentný – pár homológnych chromozómov držaných pohromade chiazmou.
- Chiasma - bod kríženia, keď si chromozómy vymieňajú genetický materiál.
- Centromere - bod zúženia chromozómu.
- Dyáda - polovica tetradu jedna polovica synapsovaného páru homológnych chromozómov.
- Homologické chromozómy - pár chromozómov tvorený pôvodným chromozómom a jeho duplikácia. Tieto chromozómy nie sú identické.
- Metafázová platňa - stredová čiara bunky.
- Monad – po oddelení tvorí každý chromozóm tetrád monádu. Dyáda bez synapsie k svojmu homológnemu chromozómu.
- Jadrový obal - dvojitá membrána, ktorá obklopuje jadro.
- Nucleolus - centrum produkcie rRNA v jadre.
- Sesterské chromatidy - dve identické chromatidy, ktoré tvoria chromozóm.
- Vretenové vlákna – zväzok mikrotubulov prebiehajúcich od jedného pólu bunky k druhému, po ktorých sa pohybujú chromozómy.
- Synapsia/synapsia - proces, pri ktorom dva homológne chromozómy prichádzajú do vzájomného fyzického kontaktu.
- Tetrad - pár homológnych chromozómov držaných spolu chiasmou.
Meióza I.
Tu je úplný obraz meiózy I (obrázok 1), podrobne si prejdeme každú fázu. Mali by ste byť schopní pochopiť význam každej fázy a dôvod každého kroku. Keď to pochopíte, budete pripravení odpovedať na otázky súvisiace s vyšetrením meiózy I.
Obrázok 1: Štyri štádiá meiózy I s profázovým štádiom ďalej rozdelené do štyroch podfáz
1. Profáza I
Profáza I je charakterizovaná tromi hlavnými udalosťami: kondenzáciou chromatínu na viditeľné chromozómy, synapsiou chromozómov v každom homológnom páre a krížením genetického materiálu medzi týmito synapsovanými chromozómami. Profáza I je ďalej rozdelená do piatich diskrétnych fáz: leptonema, zygonema, pachynema, diplonema a diakineza (obrázok 2).
Obrázok 2: Rôzne fázy profázy meiózy I
Táto fáza, známa tiež ako štádium leptoténu, je charakterizovaná kondenzáciou chromatínu za vzniku viditeľných chromozómov. The hľadanie homológie začína.
Táto fáza je známa aj ako zygoténová fáza. Hľadanie homológie pokračuje, pričom sa homológne chromozómy zarovnávajú hrubé párovanie, tvoriace bivalenty. The synaptonemálny komplex sa začína formovať.
Táto fáza, známa aj ako pachyténové štádium, zahŕňa ďalší vývoj synaptonemálneho komplexu medzi homológnymi pármi bivalentov, čo vedie k synapsia. V tejto fáze je zrejmé, že každý bivalent obsahuje dva páry sesterských chromatidov. Sesterské chromatidy jedného páru sú nesesterské chromatidy voči sesterským chromatidom druhého páru. Štyri chromatidy sú spoločne známe ako a tetrad. Dochádza ku kríženiu alebo rekombinácii genetického materiálu medzi pármi nesesterských chromatidov.
Táto fáza je známa aj ako stupeň diploténu. Páry sesterských chromatidov sa začínajú oddeľovať. Nesesterské chromatidy zostávajú v kontakte v bodoch známych ako chiasmata (singulárna chiazma), kde ku genetickej výmene došlo počas kríženia.
Chromozómy sa ďalej oddeľujú, ale sú stále prichytené chiasmatami nesesterských chromatidov. Oddelenie vedie k tomu, že sa chiasmata presúvajú ku koncom chromatidov, čo je proces známy ako ukončenie. Jadrový obal a nukleolus sa zhoršujú a centroméry každého chromozómu sa pripájajú k vláknam vretienka predtým, ako sa zoradia na metafázovú platňu. Chromozómy sú stále v pároch, ktoré tvoria tetrady.
2. Metafáza I
Táto fáza je podobná metafáze mitózy. Vretienkové vlákna pripojené k centromére každej tetrády zarovnajú chromozómy tak, že jedna polovica každej tetrády je orientovaná ku každému pólu.
Obrázok 3: Zarovnanie tetradov počas metafázy I meiózy I
3. Anafáza I
V anafáze I sa chromozómy nerozdelia na sesterské chromatidy, ale každý tetrad sa rozdelí na svoje chromozómové páry (dyády). Tie sú ťahané k opačným pólom v procese známom ako disjunkcia. Anafáza končí rovnakým počtom dyád na každom póle ako haploidné číslo rodičovskej bunky.
Obrázok 4: Rozdelenie chromozómových dyád počas anafázy I
4. Telofáza I
V niektorých organizmoch sa vstupuje do telofázy I a okolo dyád na každom póle sa vytvorí jadrová membrána, než sa dosiahne krátke medzifázové obdobie. V iných organizmoch je telofáza I vynechaná a vstupuje sa do meiózy II.
Obrázok 5: Vytvorenie jadrovej membrány izolujúcej dve dyády
Meióza II
Opäť budeme skúmať druhú fázu meiózy podobne ako prvú. Tu je úplný obraz meiózy II po telofáze I:
Obrázok 6: Štyri štádiá meiózy II so štyrmi haploidnými bunkami na konci tejto fázy
1. Profáza II
Sesterské chromatidy tvoria dyády spojené centromérou. Tieto sú umiestnené v strede bunky. Nie je potrebné, aby došlo ku kondenzácii chromatického materiálu ani k rozpúšťaniu jadrových membrán.
Obrázok 7: Sesterské chromatidy z dyád sú počas profázy II prichytené centromérou
2. Metafáza II
Vretenové vlákna pripevnené k centromere každej sesterskej chromatidy zarovnávajú dyády na metafázovej doske tak, že jedna polovica dyády smeruje ku každému pólu.
Obrázok 8: Metafázová doska oddeľuje každú polovicu dyády
3. Anafáza II
Vlákna vretena pripevnené ku každej sesterskej chromatide sa skracujú a každé je pritiahnuté k opačnému pólu bunky.
Obrázok 9: Rovnako ako v anafáze I sú sesterské chromatidy ťahané k opačným koncom
4. Telofáza II
Na póloch bunky sa nachádzajú chromatidy (monády). Vyskytuje sa cytokinéza, v ktorej sa okolo každej sady chromozómov tvorí nukleárna membrána a bunka sa rozdelí na dve bunky s haploidným počtom chromozómov. Tak sa vytvoria štyri haploidné gaméty, ktoré sa teraz môžu počas sexuálnej reprodukcie rekombinovať a vytvoriť zygotu.
Obrázok 10: Počas telofázy II sa vytvoria štyri haploidné dcérske bunky
Prehľad meiózy
Podrobnosti o meióze môžu byť ohromujúce nižšie, vyzdvihneme niektoré kľúčové body z oboch fáz meiózy. Počas rekombinácie si chromozómy každého rodiča vymenia hroty svojich homológnych chromozómov. Takto má každý homológny chromozómový pár trochu toho druhého. Bod, v ktorom si chromozómy vymieňajú materiál, sa nazýva chiazma.
Obrázok 11: Výmena genetického materiálu počas meiózy a výsledných gamét
Bibliografia
Bell, Graham. Majstrovské dielo prírody: Vývoj a genetika sexuality. Berkeley, CA: University of California Press, 1982.
Fisher, Ronald A. Genetická teória prirodzeného výberu. Oxford: Clarendon Press, 1930.
Hamilton, William D., R. Axelrod a R. Tanese. "Sexuálna reprodukcia ako adaptácia na odolnosť voči parazitom." Zborník Národnej akadémie vied USA 87 (1990): 3566 .
Hurst, L. D. a William D. Hamilton. Ȭytoplazmatická fúzia a povaha pohlaví." Zborník Kráľovskej spoločnosti v Londýne, Séria B: Biologické vedy 247 (1992): 189.
Lively, Curt M. ȭôkaz novozélandského slimáka o udržiavaní sexu parazitizmom." Príroda 328 (1987): 519.
Williams, George C. Sex a evolúcia. Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1975.
Možnosti nákupu
Študenti, zaviazali sme sa vám poskytnúť hodnotné riešenia kurzov podporované skvelými službami a tímom, ktorému záleží na vašom úspechu. Možnosti a ceny nájdete na kartách nižšie. Nezabudnite, že prijímame finančnú pomoc a štipendijné fondy vo forme kreditných alebo debetných kariet.
Tlač/elektronická kniha
Voľno-listový nákup
- Kúpte si neviazanú učebnicu pripravenú na 3-krúžkový zakladač
- Flexibilita a jednoduchosť výberu kapitol, aby ste sa dostali tam, kam chcete
ISBN10: 1259694143 | ISBN13: 9781259694141
Tlačená
ISBN10: 1259188124 | ISBN 13: 9781259188121
Digitálny
Pripojte sa
- Prispôsobte si svoje učenie, ušetrite čas pri dokončovaní domácich úloh a prípadne získajte lepšiu známku
- Prístup k elektronickej knihe, domácim úlohám a adaptívnym úlohám, videám a študijným materiálom
- Stiahnite si zadarmo aplikáciu ReadAnywhere a získajte prístup k elektronickej knihe offline v ľubovoľnom čase na čítanie
- Connect môže byť priradený ako súčasť vašej známky. Overte si u svojho inštruktora, či sa vo vašom kurze používa Connect.
ISBN10: 1259694097 | ISBN13: 9781259694097
Balíky
Connect + Loose Leaf
- Prispôsobte si svoje učenie, ušetrite čas pri dokončovaní domácich úloh a prípadne získajte lepšiu známku
- Prístup k elektronickým knihám, domácim a adaptívnym úlohám, videám a študijným zdrojom
- Stiahnite si bezplatnú aplikáciu ReadAnywhere pre offline prístup k eKnihe na čítanie kedykoľvek
- Kúpte si neviazanú učebnicu s 3 krúžkami
- Flexibilita a jednoduchosť výberu kapitol, aby ste sa dostali tam, kam chcete
ISBN10: 1259709523 | ISBN 13: 9781259709524
Odhadovaná doba, po ktorú bude tento produkt na trhu, je založená na niekoľkých faktoroch, vrátane vstupov fakulty do koncepcie výučby a cyklu predchádzajúcej revízie a aktualizácií akademického výskumu-čo zvyčajne vedie k cyklu revízií v rozmedzí od dvoch do štyroch rokov pre tento výrobok. Ceny sa môžu kedykoľvek zmeniť.
Odhadovaná doba, po ktorú bude tento produkt na trhu, je založená na niekoľkých faktoroch, vrátane vstupov fakulty do koncepcie výučby a cyklu predchádzajúcej revízie a aktualizácií akademického výskumu-čo zvyčajne vedie k cyklu revízií v rozmedzí od dvoch do štyroch rokov pre tento výrobok. Ceny sa môžu kedykoľvek zmeniť.
Objasnenie dedičného mechanizmu
V roku 1901 sa zistilo, ako sú distribuované dedičné jednotky postulované Mendelom, a bolo tiež známe, že somatické (telesné) bunky majú dvojitý alebo diploidný komplement chromozómov, zatiaľ čo reprodukčné bunky majú jediné alebo haploidné číslo chromozómu. Experimentálny dôkaz chromozomálneho základu dedičnosti bol pevne stanovený nemeckým cytológom Theodorom Boverim krátko po prelome storočia a následne potvrdený ďalšími. Aby sa zodpovedal veľký počet pozorovaných dedičných znakov, Boveri navrhol, aby každý chromozóm v páre mohol vymieňať dedičné faktory, ktoré nesie, s faktormi druhého chromozómu. Americký genetik Thomas Hunt Morgan tento koncept najskôr zavrhol. Neskôr, keď však zistil, že to súhlasí s jeho vlastnými laboratórnymi nálezmi, Morgan a jeho spolupracovníci pridelili dedičným jednotkám (génom) špecifické pozície alebo lokusy v rámci chromozómov. S génmi ustanovenými ako nositelia dedičných vlastností anglický biológ William Bateson vymyslel termín genetika za experimentálne štúdium dedičnosti a evolúcie.
Evolúcia nahosemenných rastlín
Obrázok 1. Tento fosílny list pochádza z Glossopteris, semennej paprade, ktorej sa darilo počas permského veku (pred 290 – 240 miliónmi rokov). (kredit: D.L. Schmidt, USGS)
Fosílna rastlina Elkinsia polymorpha, papraď " semeno " z devónového obdobia - asi pred 400 miliónmi rokov - sa považuje za najskoršiu semennú rastlinu, ktorá je doteraz známa. Semenné papradie (obrázok 1) produkovalo svoje semená pozdĺž svojich vetiev v štruktúrach nazývaných kupule, ktoré uzatvárali a chránili vajíčko - ženský gametofyt a súvisiace tkanivá - z ktorého sa po oplodnení vyvinie semeno. V uhoľných močiaroch karbonského obdobia sa semenné rastliny pripomínajúce moderné stromové papradie stali početnejšími a rozmanitejšími.
Fosílne záznamy naznačujú, že prvé gymnospermy (progymnospermy) s najväčšou pravdepodobnosťou pochádzajú z paleozoika, v období stredného devónu: asi pred 390 miliónmi rokov. Predchádzajúce obdobia Mississippia a Pennsylvánie boli mokré a dominovali im obrovské stromy papradí. Ale nasledujúce permské obdobie bolo suché, čo poskytlo reprodukčnú výhodu semenným rastlinám, ktoré sú lepšie prispôsobené na prežitie období sucha.
Obrázok 2. Tento boreálny les (tajga) má nízko položené rastliny a ihličnaté stromy. (kredit: L.B. Brubaker, NOAA)
Ginkgoales, skupina gymnospermov iba s jedným prežívajúcim druhom - Ginkgo biloba -boli prvými gymnospermami, ktoré sa objavili v období mladšej jury. Gymnospermy sa rozšírili v mezozoiku (asi pred 240 miliónmi rokov), nahradili papradie v krajine a počas tejto doby dosiahli najväčšiu rozmanitosť. Obdobie jury bolo rovnako vekom cykasov (palmovité nahosemenné rastliny) ako vekom dinosaurov. Ginkgoaly a známejšie ihličnany boli tiež posiate krajinou. Aj keď krytosemenné rastliny (kvitnúce rastliny) sú hlavnou formou života rastlín vo väčšine biomov, gymnospermy stále dominujú v niektorých ekosystémoch, ako napríklad tajga (boreálne lesy) a vysokohorské lesy vo vyšších polohách (obrázok 2), pretože sa prispôsobujú chladu a suché rastové podmienky.
Semená a peľ ako evolučná adaptácia na suchú zem
Obrázok 3. Tento skamenený peľ pochádza z jadra buckej peny, ktoré sa nachádza v národnom parku Yellowstone vo Wyomingu. Peľ je zväčšený 1 054 -krát. (poďakovanie: R.G. Baker, údaje o mierke USGS od Matta Russella)
Spóry machorastov a papradí sú haploidné bunky závislé od vlhkosti pre rýchly vývoj mnohobunkových gametofytov. V semenných rastlinách sa samičí gametofyt skladá len z niekoľkých buniek: vajíčka a niektorých podporných buniek vrátane bunky produkujúcej endosperm, ktorá bude podporovať rast embrya. Po oplodnení vajíčka diploidná zygota produkuje embryo, ktoré pri klíčení semien prerastie do sporofytov. Skladovacie tkanivo na udržanie rastu embrya a ochranný obal poskytujú semenám vynikajúcu evolučnú výhodu. Niekoľko vrstiev stvrdnutého tkaniva zabraňuje vysychaniu a zbavuje embryo potreby neustáleho prísunu vody. Okrem toho zostávajú semená v stave pokoja - vyvolaného sušením a hormónom kyselina abscisová— kým nebudú priaznivé podmienky pre rast. Semená, či už sú unášané vetrom, plávajú na vode alebo sú unášané zvieratami, sú roztrúsené v rozširujúcom sa geografickom rozsahu, čím sa vyhýbajú konkurencii s materskou rastlinou.
Peľové zrná (obrázok 3) sú samčie gametofyty, ktoré obsahujú iba niekoľko buniek a sú distribuované vetrom, vodou alebo opeľovačom zvierat. Celá štruktúra je chránená pred vysychaním a môže sa dostať k ženským orgánom bez závislosti na vode. Po dosiahnutí ženského gametofytu v peľovom zrne narastie trubica, ktorá dodá mužské jadro do vaječnej bunky. V spermiách moderných gymnospermov a všetkých krytosemenných rastlín chýbajú bičíky, ale v cykasoch, Ginkoa ďalších primitívnych gymnospermov sú spermie stále pohyblivé a používajú na plávanie k ženskej gamete bičíky, ale sú dodávané do ženského gametofytu uzavretého v peľovom zrne. Peľ rastie alebo sa odoberie do oplodňovacej komory, kde sa uvoľnia pohyblivé spermie a plávajú na krátku vzdialenosť k vajíčku.
Životné cykly pohlavne sa rozmnožujúcich organizmov
Hnojenie a meióza sa striedajú v cykloch sexuálneho života. To, čo sa stane medzi týmito dvoma udalosťami, závisí od organizmu. Proces meiózy znižuje výsledný počet chromozómov gamét na polovicu. Hnojenie, spojenie dvoch haploidných gamét, obnovuje diploidný stav. V mnohobunkových organizmoch existujú tri hlavné kategórie životných cyklov: diploidne dominantné, v ktorých je mnohobunkové diploidné štádium najzrejmejším štádiom života (a neexistuje mnohobunkové haploidné štádium), ako u väčšiny zvierat vrátane ľudí haploidne dominantné, v ktorých mnohobunkové haploidné štádium je najzrejmejším štádiom života (a neexistuje mnohobunkové diploidné štádium), ako u všetkých húb a niektorých rias a striedania generácií, v ktorých sú tieto dva stupne, haploidné a diploidné, do istej miery zrejmé na skupine, ako pri rastlinách a niektorých riasach.
Takmer všetko zvieratá používajú stratégiu životného cyklu dominujúcu diploidy v ktorých jedinými haploidnými bunkami produkovanými organizmom sú gaméty. Gamety sú vyrábané z diploidných zárodočných buniek, špeciálnej bunkovej línie, ktorá produkuje iba gaméty. Akonáhle sa vytvoria haploidné gaméty, stratia schopnosť opäť sa deliť. Neexistuje žiadne mnohobunkové haploidné štádium života. Hnojenie nastáva fúziou dvoch gamét, zvyčajne od rôznych jedincov, pričom sa obnoví diploidný stav (obrázok 7.2 a).
Obrázok 7.2 (a) U zvierat sexuálne sa rozmnožujúce dospelé zvieratá tvoria haploidné gaméty z diploidných zárodočných buniek. b) Huby, ako napríklad forma na čierny chlieb (Rhizopus nigricans), majú životný cyklus dominujúci haploidom. (c) Rastliny majú životný cyklus, ktorý sa strieda medzi mnohobunkovým haploidným organizmom a mnohobunkovým diploidným organizmom. (kredit c "kapradina": úprava diela Coryho Zankera kredit c "gametofyt": úprava diela "Vlmastra"/Wikimedia Commons)
Ak dôjde k mutácii tak, že huba už nie je schopná produkovať mínusový typ párenia, bude sa stále schopná rozmnožovať?
Väčšina húb a rias využíva stratégiu životného cyklu, v ktorej je mnohobunkové "telo" organizmu haploidné. Počas sexuálneho rozmnožovania sa špecializované haploidné bunky z dvoch jedincov spájajú a vytvárajú diploidnú zygotu. Zygota okamžite podlieha meióze, aby sa vytvorili štyri haploidné bunky nazývané spóry (obrázok 7.2 b).
Tretí typ životného cyklu, používaný niektorými riasami a všetkými rastlinami, sa nazýva striedanie generácií. Tieto druhy majú ako súčasť svojho životného cyklu haploidné aj diploidné mnohobunkové organizmy. Haploidné mnohobunkové rastliny sa nazývajú gametofyty, pretože produkujú gaméty. Meióza sa v tomto prípade nezúčastňuje na produkcii gamét, pretože organizmus, ktorý produkuje gaméty, je už haploidný. Hnojenie medzi gamétami tvorí diploidnú zygotu. Zygota podstúpi mnoho cyklov mitózy a dá vznik diploidnej mnohobunkovej rastline nazývanej sporofyt. Špecializované bunky sporofytov podliehajú meióze a produkujú haploidné spóry. Zo spór sa vyvinú gametofyty (obrázok 7.2 c).
Prečo sa Fair Meiosis vyvinula? - Biológia
Živé organizmy neustále vytvárajú nové bunky. Vytvárajú nové bunky, aby rástli a tiež nahradili staré mŕtve bunky. Proces, pri ktorom sa vyrábajú nové bunky, sa nazýva bunkové delenie. K deleniu buniek dochádza neustále. V priemernom ľudskom tele sa každý deň uskutočnia približne dva bilióny bunkových delení!
Typy bunkového delenia
Existujú tri hlavné typy bunkového delenia: binárne štiepenie, mitóza a meióza. Binárne štiepenie používajú jednoduché organizmy, ako sú baktérie. Zložitejšie organizmy získavajú nové bunky buď mitózou, alebo meiózou.
Mitóza sa používa vtedy, keď je potrebné bunku replikovať do presných kópií. Všetko v bunke je duplikované. Tieto dve nové bunky majú rovnakú DNA, funkcie a genetický kód. Pôvodná bunka sa nazýva materská bunka a dve nové bunky sa nazývajú dcérske bunky. Celý proces alebo cyklus mitózy je podrobnejšie popísaný nižšie.
Príklady buniek, ktoré sú produkované mitózou, zahrnujú bunky v ľudskom tele pre kožu, krv a svaly.
Bunkový cyklus pre mitózu
- Prophase - During this phase the chromatin condenses into chromosomes and the nuclear membrane and nucleolus break down.
Meiosis is used when it is time for the entire organism to reproduce. There are two main differences between mitosis and meiosis. First, the meiosis process has two divisions. When meiosis is complete, a single cell produces four new cells instead of just two. The second difference is that the new cells only have half the DNA of the original cell. This is important for life on Earth as it allows for new genetic combinations to occur which produces variety in life.
Examples of cells that undergo meiosis include cells used in sexual reproduction called gametes.
Diploids and Haploids
The cells produced from mitosis are called diploids because they have two complete sets of chromosomes.
The cells produced from meiosis are called haploids because they only have half the number of chromosomes as the original cell.
Simple organisms such as bacteria undergo a type of cell division called binary fission. First the DNA replicates and the cell grows to twice its normal size. Then the duplicate strands of DNA move to opposite sides of the cell. Next, the cell wall "pinches" off in the middle forming two separate cells.