감수 분열 : 기능, 단계 및 특성 - 생물학 - 2025

감수 분열 전과정 유성 생식의 위상이며, 진핵 생물의 특징을 세포 분열의 유형이다. 이 과정을 통해 분열하는 세포의 염색체 수가 절반으로 줄어들 기 때문에 '환원 분열'이라고도합니다.

세포 이론의 기초에 따르면 "모든 세포는 다른 세포에서 온다"고 내부 구성 요소 (DNA, 단백질 등)의 복제로 구성된 분열 과정을 통해 하나의 세포가 다른 세포를 생성하는 것으로 알려져 있습니다. ) 그리고 서로 거의 동일한 두 개의 "딸"세포로 분리됩니다.

감수 분열의 요약 체계 : 1) 염색체의 복제 2) 상동 염색체의 쌍 3) 교차 4) 첫 번째 감수 분열 (딸 세포 당 복제 된 각 염색체 중 하나) 5) 두 번째 감수 분열 (각 염색체 1 개) 딸 세포 당 하나) (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Peter coxhead)

이 과정은 생명의 연속성과 유전 물질이 다음 세대로 "변경되지 않은"전달을 가능하게합니다. 감수 분열은 다세포 유기체의 세포와 단세포 유기체 (원생 동물, 효모 및 박테리아 등) 모두에서 발생합니다.

일부 유기체의 경우 이것은 생식의 주요 형태이며 무성 생식으로 알려져 있습니다. 그러나 발달주기가 다른 다세포 생물의 번식은 조금 더 복잡하며 동일한 유기체의 모든 세포가 접합체라는 매우 특별한 세포에서 형성된다는 것을 의미합니다.

접합체는 두 개의 다른 개체 (일반적으로 "남성"과 "여성")에 의해 생성되고 유전 정보의 절반을 소유하는 두 개의 생식 세포 또는 성 세포의 융합을 포함하는 성 생식이라는 과정의 결과입니다. 마다.

이 성세포의 생산 과정은 다세포 유기체에서 감수 분열로 알려진 것이며 염색체 부하의 절반, 즉 반수체 세포를 생산하는 주요 기능을 가지고 있습니다.

감수 분열의 기능

감수 분열은 대부분의 동물 및 식물 종에서 채택되어 왔기 때문에 진화 적으로 유리한 "획득"으로 보이는 성적 생식의 핵심 부분 또는 "심장"입니다.

이 과정은 두 개의 다른 게놈의 조합을 포함하며, 이는 "새로운"유전 적 자질을 가진 자손의 형성으로 끝나며, 이는 차례로 가변성의 증가를 의미합니다.

이 환원성 세포 분열을 통해 생식 세포로 알려진 다세포 동물 및 식물의 몸에있는 특수 세포는 융합 될 때 접합체라고하는 세포를 생성하는 성 또는 생식 세포를 생성합니다. .

감수 분열에 의한 염색체 수의 감소는 다음 세대에서 2 배체 염색체 보체를 "재생"하기 위해 생산되는 두 성 세포의 결합을위한 필수적인 단계이며 종의 연속성을 보장합니다.

감수 분열 동안 단일 라운드의 DNA 복제 후 두 번의 연속적인 염색체 분리 라운드가 뒤 따르기 때문에 염색체 수 감소가 가능합니다.

경쟁 우위

두 개체가 성적으로 번식하고 유 전적으로 다른 두 배우자의 융합이 일어난다는 사실은 이전에 임의의 과정을 통해 염색체가 "혼합"되었기 때문에 경쟁의 관점에서 볼 때 진화 적 이점을 의미 할 수 있습니다.

유성 생식 중에 융합되는 새로운 유전 적 조합을 가진 세포를 생성하는 감수 분열은 그러한 생식의 산물 인 개인이 본질적으로 다양한 환경에서 생존하도록 적응할 수 있도록합니다.

"유해한"대립 유전자 제거

인구는 돌연변이에 의해 새로운 대립 유전자의 출현에 취약하기 때문에 (대부분은 해롭거나 해로울 수 있음), 감수 분열과 성 생식은 이러한 대립 유전자의 빠른 제거에 유리하여 축적을 방지하고 추가 확산을 방지 할 수 있습니다.

감수 분열의 단계

감수 분열 과정은 첫 번째 감수 분열과 두 번째 감수 분열로 알려진 두 개의 분열을 통해 발생하는 분열의 염색체 부하가 감소 된 세포 염색체의 "분리"또는 "분포"로 설명 될 수 있습니다. 유사 분열과 매우 유사합니다.

아래에서 볼 수 있듯이 두 메이오 각각은 전조, 중기, 후기 및 말기로 구성됩니다.

감수 분열의 단계 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Boumphreyfr)

-첫 번째 감수 분열

감수 분열 I 또는 첫 번째 감수 분열 분열은 각 상 동성 염색체 쌍 (2 배체 유기체가 부모로부터 물려받는 모성 및 부계 염색체)의 구성원의 결합으로 시작됩니다.

상호 작용

유사 분열에서와 같이, 감수 분열에 선행하는 생식 세포주기의 단계가 인터페이스입니다. 이 단계에서 세포 DNA 복제의 유일한 이벤트가 발생하여 각각 두 개의 자매 염색체로 구성된 모체 및 부계 염색체 (이배체 세포)를 생성합니다.

프로 페이즈 I

감수 분열 I의 전단계 동안, 상동 염색체 (두 개의 다른 부모, 아버지와 어머니의 동등한 염색체) 사이의 결합 또는 물리적 접촉이 전체 길이에 걸쳐 발생합니다.

이 사건은 시냅스로 알려져 있으며 각 상동 염색체에서 2 개씩 4 개의 염색체가 연관되는 과정입니다. 그래서 결과 구조를 4가 또는 2가 복합체라고 부릅니다. 염색체의 반수체 수와 동일).

각각의 4 차원, 비-자매 염색체, 즉 상동 염색체에 속하는 염색체는 교차 (crossover)라는 과정을 통해 재결합하여 임의의 위치에서 임의의 단편을 "절단 및 붙여 넣기"하여 염색체 간의 유전 적 교환을 수행합니다. 새로운 유전자 조합을 생성합니다.

재조합이 발생한 후, 상동 염색체의 중심체가 분리되고 교차 부위에 해당하는 chiasms로 알려진 영역에 의해서만 결합됩니다. 그러나 자매 염색 분체는 중심체를 통해 부착 된 상태로 남아 있습니다.

감수 분열 I 단계에서 세포는 성장하고 예비 분자를 합성합니다. 또한, 미세 소관 스핀들의 형성이 평가되고, 후기 전립 상 I에서 핵 외피가 사라지고 광학 현미경으로 염색 분체 사분 화분자가 명확하게 보입니다.

이 단계는 4 분할 세포의 적도면에 4 차원이 정렬 될 때 끝납니다.

중기 I

중기 동안 미세 소관 방추의 섬유는 상동 염색체의 중심과 세포의 반대 극에 부착됩니다. 이것은 자매 염색 분체의 중심이 반대 극의 미 세관에 부착되는 유사 분열 동안 발생하는 것과 반대입니다.

아나 페이즈 I

이 단계에서 복제 된 상 동성 염색체는 스핀들의 미세 소관 덕분에 세포의 반대 극을 향해 "당겨"분리됩니다. 그러면 각 극에서 염색체의 무작위 조합이 발견되지만 각 상동 쌍의 구성원은 하나뿐입니다.

anaphase I 동안 자매 염색 분체는 유사 분열과는 다른 중심체를 통해 서로 붙어 있습니다.

텔로 페이즈 I

이 시점에서 염색 분체는“탈축”됩니다. 즉, 현미경으로 볼 수 없게되어 특징적인 모양을 잃게됩니다. 핵 외피가 재구성되고 딸 세포의 세포질 분열 또는 분리가 발생하는데, 이는 반수체 수의 염색체를 갖지만 중복 된 염색체 (두 개의 염색체 포함)로 구성됩니다.

telophase I과 다음 감수 분열 사이에 모든 유기체에서 발생하지는 않지만 interkinesis로 알려진 짧은 시간이 있습니다.

-두 번째 감수 분열

두 번째 분할 동안 자매 염색체는 유사 분열 중에 발생하는 것처럼 분리되지만 DNA는 이전에 복제되지 않습니다.

프로 페이즈 II

Prophase II는 mitotic prophase와 매우 유사합니다. 이 단계에서는 상동 염색체의 결합과 교차가 없습니다.

prophase II에서는 염색체가 다시 보이게됩니다. 즉, 염색질이 응축됩니다. 스핀들 섬유는 각 극에서 방사되어 자매 염색 분체를 결합하는 중심을 향해 늘어납니다.

마지막으로, 핵 외피가 사라지고 반대 극의 미세 소관이 각 염색 분체의 중심에 도달하고 세포의 적도면에 정렬됩니다.

중기 II

중기 II는 적도면에 정렬되는 염색 분체의 수에 대해 중기 I과 다릅니다. 중기 I에서는 사 분체가 보이지만 II에서는 유사 분열 중기에서와 같이 동일한 염색체의 자매 염색체 만 관찰됩니다.

아나 페이즈 II

이 단계에서 자매 염색 분체는 세포의 반대쪽 극으로 옮겨지면서 분리됩니다. 이 순간부터 각 염색체는 독립적 인 염색체로 간주됩니다.

텔로 페이즈 II

텔로 페이즈가 시작될 때, 핵 외피는 세포의 각 극에 분포 된 중복되지 않은 상동 염색체 세트에서 재생되며 그 후 세포질 분열 또는 딸 세포 분리가 발생합니다.

이배체 세포의 감수 분열은 4 개의 반수체 세포를 생성하며, 각각은 재조합이 발생함에 따라 서로 다른 유전자 조합을 가지고 있습니다.

참고 문헌

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