Peamine erinevus – mittedisjunktsioon meioosis 1 vs 2
Rakkude jagunemine on oluline protsess nii mitmerakulistes kui ka ainuraksetes organismides. On kaks peamist rakkude jagunemisprotsessi, mida nimetatakse mitoosiks ja meioosiks. Geneetiliselt identsed diploidsed rakud tekivad mitoosi teel ja poolkromosoomikomplektidega sugurakud (haploidsed) tekivad meioosi teel. Rakkude jagunemisprotsesside käigus eraldatakse homoloogsed kromosoomid ja sõsarkromatiidid vigadeta, et saada sama arvu kromosoomide või poole kromosoomide arvuga tütarrakke. Seda nimetatakse kromosomaalseks disjunktsiooniks. Kuigi rakkude jagunemine on peaaegu täiuslik protsess, võib kromosomaalse disjunktsiooni ajal tekkida vigu väga väikese veamääraga. Neid vigu nimetatakse mitteeraldusvigadeks. Mittedisjunktsioon on homoloogsete kromosoomide või õdekromatiidide võimetus või ebaõnnestumine raku jagunemise ajal mitoosi ja meioosi korral õigesti eralduda. Meioosi I ja meioosi II ajal võib esineda disjunktsioon, mille tulemuseks on sugurakkude ebanormaalne kromosoomide arv. Peamine erinevus meioosi 1 ja 2 mittedisjunktsiooni vahel on see, et meioosi 1 ajal ei eraldu homoloogsed kromosoomid, samas kui meioosi II korral ei eraldu sõsarkromatiidid.
Mis on mittedisjunktsioon meioosis 1?
Meioos on protsess, mille käigus toodetakse diploidsetest rakkudest sugurakke (mune ja seemnerakke) paljunemiseks. Sugurakud sisaldavad 23 kromosoomi (n). Meioos toimub kahe peamise etapi kaudu, mida nimetatakse meioosiks I ja meioosiks II. Meioos I koosneb viiest peamisest etapist, mille nimi on profaas I, metafaas I, anafaas I, telofaas I ja tsütokinees. Anafaasi I ajal eralduvad homoloogsed kromosoomid üksteisest ja liiguvad kahe pooluse suunas. Mõnikord näitavad homoloogsed kromosoomid suutmatust korralikult eralduda. Kui see juhtub, tekivad sugurakud täiendavate või puuduvate kromosoomidega. Seega erineb kromosoomide koguarv sugurakkudes normaalsest arvust. Kui need sugurakud on viljastatud, toodavad nad ebanormaalset kromosoomide arvu, mida nimetatakse aneuploidsuseks.
Joonis 01: Meioosi mittedisjunktsioon
Need ebatavalised kromosoomide arvud põhjustavad järglastel mitmeid sündroome (haigusseisundeid). Näiteks põhjustab 21. kromosoomi trisoomia Downi sündroomiga lapsi. Downi sündroom on n+1 kromosoomi sisaldava suguraku tagajärg. Kui see sugurakk viljastatakse, tekib see sügoot, mis sisaldab 2n+1 arvu kromosoome (kokku 47 kromosoomi). Teine näide on Turneri sündroom. See tekib sugukromosoomi mittelahutatuse tõttu (monosoomia XO). Selle tulemuseks on n-1 arvu kromosoomid sugurakkudes ja pärast viljastamist kannavad järglased 2n-1 kromosoome (kokku 45 kromosoomi).
Joonis 02: Trisoomia mittedisjunktsiooni tõttu meioosis I
Mis on mittedisjunktsioon meioosis 2?
Meiosis II on teine järjestikune meioosi jaotus, mis sarnaneb mitoosiga. II meioosi ajal toodetakse kahest rakust neli sugurakku. Sellele järgneb mitu erinevat faasi, mida nimetatakse profaasiks II, metafaasiks II, anafaasiks II, telofaasiks II ja tsütokineesiks. Kromosoomid joonduvad raku keskel (metafaasiplaat) ja kinnituvad II metafaasi ajal oma tsentromeeridest spindlikiududele. Nad on valmis jagunema kaheks rühmaks ja liikuma anafaasi II. Anafaasi II ajal jagunevad sõsarkromatiidid ühtlaselt ja mikrotuubulid tõmbavad neid pooluste poole. See samm tagab õige kromosoomide arvu sugurakkudes. Mõnikord ei suuda sõsarkromatiidid selles staadiumis korralikult eralduda mitmel põhjusel, nagu vale joondus ja kinnitus metafaasiplaadil jne. Meioosi II korral tuntakse seda mittedisjunktsioonina. Selle tõrke tõttu tekivad sugurakud ebanormaalse arvu kromosoomidega (n+1 või n-1).
Meioosi I või II mittedisjunktsioon põhjustab ebanormaalsete kromosoomide arvuga sugurakke ja loob lapsi erinevate sündroomidega, nagu Downi sündroom (trisoomia 21), Patau sündroom (trisoomia 13), Edwardi sündroom (trisoomia 18), Klinefelteri sündroom (47, XXY mehed), trisoomia X (47, XXX naist), monosoomia X (Turneri sündroom) jne.
Joonis 03: Mittedisjunktsioon II meioosi korral
Mis vahe on mittedisjunktsioonil meioosis 1 ja 2?
Disjunktsioon meioosis 1 vs 2 |
|
| Homoloogiliste kromosoomide suutmatust pooluste poole eralduda 1. anafaasi ajal nimetatakse meioosi 1 mittedisjunktsiooniks. | Sõsarkromatiidide suutmatust pooluste poole eralduda meioosi 2. anafaasi ajal nimetatakse meioosi 2 mittedisjunktsiooniks. |
| Kromosoomid vs õdekromatiidid | |
| Homoloogilised kromosoomid ei eraldu I meioosi korral korralikult. | Sõsarkromatiidid ei eraldu II meioosi korral korralikult. |
Kokkuvõte – mittedisjunktsioon meioosis 1 vs 2
Nondisjunction on protsess, mis loob ebanormaalse arvu kromosoomidega sugurakke. See tekib homoloogsete kromosoomide eraldumise ebaõnnestumise tõttu anafaasi I ajal või õdekromatiidide ebaõnnestumise tõttu meioosi anafaasis II ajal. Seega on peamine erinevus meioosi 1 ja 2 mittedisjunktsiooni vahel homoloogsetes kromosoomides, samas kui meioosi II mittedisjunktsioon toimub õdekromatiidides. Kui need sugurakud on viljastatud, võivad aneuploidsed isikud põhjustada mitmeid sündroome, nagu Downi sündroom, Klinefelteri sündroom, Turneri sündroom jne.
