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Quel est le but de deux divisions cellulaires dans la méiose?


Pour le moment, je pense que les deux divisions cellulaires sont nécessaires pour que la recombinaison se produise, bien que je ne sois pas sûr. Je ne vois pas vraiment pourquoi, techniquement, le chromosome de chaque parent ne peut pas simplement se recombiner avec l'autre chromosome alors que chacun est un seul brin d'ADN et non sous la forme de deux chromatides sœurs jointes au centromère. Quelque chose me dit qu'il y a plusieurs raisons pour lesquelles il y a deux divisions cellulaires. Peut-être que la phase S de l'interphase déclenche d'autres étapes de la division cellulaire telles que la cytokinèse, et la division de la cellule ne se produira pas à moins qu'une réplication de l'ADN n'ait eu lieu ? Cependant, dans la méiose 2, il n'y a plus de réplication de l'ADN, donc cela ne peut pas être tout à fait exact…


Pour développer une cellule 2N, nous avons besoin d'une cellule N de chaque parent. Dans toute division (meiosos ou méitose), les chromosomes sont d'abord doublés. Dans la première méiose, une cellule 2N est divisée en deux cellules N et, comme vous le savez, ces chromosomes N sont doublés (chromatides 2N). Dans la deuxième méiose, une cellule N est divisée en deux cellules N mais cette fois, les chromosomes ne sont pas doublés (en fait des cellules chromatides N). est une cellule 4N. 2.Peut-être que votre question est : pourquoi une cellule 2N n'est pas directement divisée en deux cellules N sans doubler ? la raison est la même dans la mitose et la méiose, c'est à cause d'un stade de division comme vous le savez, on l'appelle anaphase dans laquelle une sorte de protéine relie le centromère au centriol, cette étape est nécessaire car nous avons besoin d'une chromatide de chaque chromosome dans chaque cellules donc si cette partie n'est pas faite, il n'y a aucune garantie d'avoir tous les chromosomes N dans les deux cellules et en fait une sorte de distribution est faite. (J'espère que j'ai pu vous comprendre, bien.)


Quel est le but de la méiose I ?

Le but principal de la méiose est de créer des gamètes, ou des cellules sexuelles comme le sperme et des œufs. La méiose crée quatre gamètes haploïdes uniques à chaque cycle.

De même, quelle est la définition de la méiose 1 ? Significations principales de méiose 1. n.m. (génétique) division cellulaire qui produit des cellules reproductrices chez les organismes à reproduction sexuée le noyau se divise en quatre noyaux contenant chacun la moitié du nombre de chromosomes (conduisant à des gamètes chez les animaux et des spores chez les plantes) 2.

En conséquence, quel est le but de la mitose et de la méiose?

Les but de la mitose est la régénération cellulaire, la croissance et la reproduction asexuée, tandis que le but de méiose est la production de gamètes pour la reproduction sexuée. Mitose est une division nucléaire unique qui donne deux noyaux qui sont généralement divisés en deux nouvelles cellules filles.

Méiose est le processus chez les animaux eucaryotes à reproduction sexuée qui réduit le nombre de chromosomes dans une cellule avant la reproduction. De nombreux organismes emballent ces cellules dans des gamètes, tels que des ovules et des spermatozoïdes. Les gamètes peuvent alors se rencontrer, lors de la reproduction, et fusionner pour créer un nouveau zygote.


Quel est le but de la méiose?

La méiose est le processus de division cellulaire qui crée une progéniture dans les organismes à reproduction sexuée, explique un site Web de l'Université de l'Illinois à Chicago. Contrairement à la mitose, la division cellulaire méiotique commence avec le double du nombre de chromosomes dans les cellules parentales diploïdes. La méiose réduit ce nombre de moitié en formant deux cellules filles haploïdes. Lorsque ces cellules filles se combinent et subissent une fécondation, un zygote est créé et la cellule commence à se développer.

La méiose prend des cellules mères diploïdes, divise par deux leur matériel génétique et combine les cellules filles résultantes. Le résultat final est un zygote constitué de matériel génétique provenant des deux cellules parentales. Une fois le zygote formé, l'organisme retourne à la mitose, ou reproduction cellulaire typique.

Le processus de la méiose comporte deux étapes principales : la méiose I et la méiose II. Chaque étape est ensuite décomposée en quatre sous-étapes : prophase, métaphase, anaphase et télophase. La méiose I implique la création de cellules filles à partir des cellules mères diploïdes. Dans la prophase I, les chromosomes deviennent visibles, se déplacent vers les pôles de la cellule, la membrane disparaît et les chromosomes commencent à échanger du matériel génétique. Dans la métaphase I, le matériel génétique s'attache aux centromères de la cellule. Ces centromères commencent à se séparer au cours de l'anaphase I et se divisent complètement au cours de la télophase I. La méiose II implique la combinaison des cellules filles. Chaque sous-stade suit le modèle défini dans la méiose I, mais aboutit à quatre cellules filles haploïdes avec une quantité standard de chromosomes.

La méiose peut être à la fois sexuelle et asexuée. L'un des avantages de la reproduction méiotique est qu'elle peut provoquer des variations dans la cellule qui pourraient créer de nouvelles adaptations bénéfiques. De cette façon, la reproduction méiotique aide à la sélection naturelle.


Définition de la méiose pour les enfants

Il existe deux façons dont les cellules se divisent puis se multiplient pour former de nouvelles cellules. Ces processus peuvent être appelés méthodes de division cellulaire ou de duplication. Les deux méthodes sont appelées mitose et méiose. La mitose est la division asexuée des cellules. La méiose est la division sexuelle des cellules.

Qu'est-ce que la méiose ?

La méiose est un processus biologique chez les plantes et les animaux, ainsi que chez certains micro-organismes. Le processus conduit à la division du noyau d'une cellule dans des organismes capables de reproduction sexuée. La méiose est essentielle à la reproduction ou à la procréation. Il existe deux phases plus importantes de la méiose, appelées Méiose I et Méiose II. Contrairement à la mitose, une cellule ne se duplique pas en deux avec le même ensemble de chromosomes. Au lieu de cela, la première cellule se duplique, puis les chromosomes sont divisés par deux et deux cellules contribuent à la moitié de leurs chromosomes pour former la nouvelle cellule.

Le processus de la méiose

Dans la méiose, il y a un total de quatre étapes. Ils sont appelés prophase I, métaphase I, anaphase I et télophase I. Le noyau d'une cellule se divise et conduit à la production de cellules haploïdes. Les cellules haploïdes sont différentes des cellules diploïdes, comme c'est le cas dans la mitose où les nouvelles cellules ont le même nombre de chromosomes que la cellule mère ou parent. En cas de méiose, il doit y avoir deux cellules au début, les deux cellules réduiraient de moitié le nombre de chromosomes et les noyaux des deux seraient divisés, ce qui entraînerait la formation des deux cellules haploïdes. Ces cellules haploïdes conduiraient ensuite à la formation de la nouvelle cellule qui aura les chromosomes des deux cellules mères.

Méiose vs mitose

Dans la mitose, une cellule aligne ses chromosomes au centre, duplique le noyau et les chromosomes conduisant ainsi à la formation de deux cellules, qui auront toutes les deux les mêmes caractéristiques que la cellule mère. En effet, les deux nouvelles cellules sont identiques à la cellule mère. Dans la méiose, la nouvelle cellule n'est identique à aucune des cellules mères. Le processus est réductionniste par rapport à la méthode de duplication de la mitose.

Les humains ont des cellules sexuelles et asexuées. Par conséquent, nous avons besoin de méiose et de mitose. À l'exception des organismes unicellulaires qui ne se multiplieraient que par mitose, toutes les plantes et tous les animaux dépendent de la méiose pour se reproduire. La division cellulaire à l'intérieur des plantes et des animaux destinés à la régénération cellulaire se fait par mitose tandis que la reproduction sexuée ou la procréation se fait par méiose.


Quel est le but de deux divisions cellulaires dans la méiose? - La biologie

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Examen de chimie

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Examen de biologie

Division méiotique

Méiose

70 000 milliards) différents descendants possibles.
Cette variation génétique conduit en de rares occasions à des mutations bénéfiques, qui sont ensuite (idéalement) préservées dans l'espèce. La reproduction asexuée ne le permettrait pas.
Étant donné que l'information génétique est fournie par deux parents, chaque cellule parentale doit être haploïde (les gamètes diploïdes fusionnés seraient autrement tétraploïdes). Lorsque deux de ces cellules haploïdes fusionnent, la progéniture résultante est appelée zygote. Les cellules haploïdes sont produites par les mâles, auquel cas elles sont appelées spermatozoïdes, et les femelles. Les gamètes femelles sont appelées œufs (ovules) et elles sont spécialisées dans le stockage des nutriments. Ils peuvent être beaucoup plus gros que les spermatozoïdes et, contrairement aux spermatozoïdes, ils sont généralement non mobiles.
La fusion d'un gamète mâle et femelle est appelée fécondation, et l'œuf fécondé qui en résulte, un zygote. Il est diploïde et contient un jeu de chromosomes du sperme et un de l'ovule. La division cellulaire qui conduit à la production de gamètes est appelée méiose.

Division méiotique

Méiose I

PROPHASE I

  1. Dans leptotène, la chromatine se condense en de longues structures filiformes, comme au début de la mitose.
  2. Dans zygotène, les chromosomes condensés deviennent visibles et les chromosomes homologues s'apparient (le processus appelé synapsis) pour former des bivalents (deux chromosomes homologues appariés si étroitement qu'ils agissent comme une seule unité, également appelée tétrade).
  3. Dans pachytène, l'échange de segments d'ADN, ou le croisement, explique la recombinaison génétique.
  4. Dans diplotène, les bivalents commencent à se séparer, en particulier au niveau des centromères, mais sont toujours condensés là où les chromosomes homologues échangent de l'ADN (appelés chiasmata).
  5. Tout au long de la prophase I, les chromosomes deviennent de plus en plus compacts, pour atteindre leur état de compactage maximal dans diacinèse. Les centromères se séparent complètement et les chromosomes ne sont maintenus ensemble que par les chiasmas. L'enveloppe nucléaire disparaît et le fuseau se forme.

MÉTAPHASE je

ANAPHASE je

TÉLOPHASE je

Au cours de la télophase, les chromosomes arrivent aux pôles du fuseau, l'enveloppe nucléaire réapparaît et la cytokinèse divise la cellule mère en deux filles haploïdes.

Méiose II

La méiose II commence après la méiose I et son rôle est similaire à celui de la division mitotique, pour « emballer » les chromatides créées lors de la réplication de l'ADN dans deux cellules nouvellement formées.
Tous les stades de la méiose II ressemblent à ceux de la mitose, mais avec une différence importante : dans la métaphase II de la méiose II, seulement la moitié du nombre de chromosomes s'alignent sur la plaque métaphasique.
Le résultat final de la division méiotique est de 4 cellules haploïdes (2 de chaque cellule fille haploïde créée lors de la méiose).


Quelle est la fonction de la méiose ?

La fonction de la méiose est la reproduction sexuée, car la méiose crée de nouvelles cellules pour un organisme. La méiose a deux divisions cellulaires appelées méiose I et méiose II.

La méiose créera quatre cellules alors qu'il n'y avait à l'origine qu'une seule cellule. Cela signifie que ces quatre cellules n'auront que la moitié de la quantité d'ADN nécessaire à chaque cellule et cela signifie que lorsqu'une cellule passe par le processus de méiose, elle ne se soucie pas de créer une autre cellule fonctionnelle. Il s'agit plutôt de reproduire et de créer un organisme.

Les plantes, les animaux et même certains champignons subissent une méiose afin de mélanger les gènes de la cellule. La première étape de la méiose I ou de la méiose II implique l'alignement de paires de chromosomes au centre de la cellule. Ensuite, ces cellules sont tirées de chaque côté dans le coin le plus externe de la cellule. Au cours de cette étape, un croisement se produit, c'est-à-dire l'échange de gènes dans l'ADN. Ces gènes sont mélangés de sorte que le résultat final n'est pas un duplicata parfait comme la mitose. La cellule se divise et se retrouve avec deux nouvelles cellules avec une seule paire de chromosomes. La deuxième étape commence immédiatement et laisse les deux cellules avec quatre cellules haploïdes. Ces cellules haploïdes sont appelées gamètes. Les gamètes finissent par trouver d'autres gamètes avec lesquels se combiner et former un nouvel organisme.


Dans quelles cellules se produit la méiose ?

À cet égard, où se produit la méiose chez l'homme ?

Réponse originale : D'où vient la méiose a lieu dans le Humain corps? Méiose surtout se déroule dans le spermatozoïde (mâle) et dans l'ovule (femelle). Chez le mâle, la méiose a lieu après la puberté. Les cellules diploïdes dans les testicules subissent méiose pour produire des spermatozoïdes haploïdes avec 23 chromosomes.

Deuxièmement, quel est le but de la méiose ? Méiose, d'autre part, est utilisé pour un seul but dans le corps humain : la production de gamètes et de cellules sexuelles, ou de sperme et d'ovules. Son objectif est de fabriquer des cellules filles avec exactement la moitié du nombre de chromosomes que la cellule de départ.

Ici, dans quelles cellules la mitose se produit-elle ?

Mitose est le processus dans cellule division par laquelle le noyau de la cellule se divise (en une phase multiple), donnant naissance à deux filles identiques cellules. La mitose se produit chez tous les eucaryotes cellules (plantes, animaux et champignons). C'est le processus de cellule le renouvellement et la croissance d'une plante, d'un animal ou d'un champignon.

Quand et où a lieu la méiose ?

Méiose se produit dans la cellule sexuelle du corps humain. Ils sont présents sous forme de spermatozoïdes chez les mâles et chez les femelles, ils sont présents sous forme d'ovules. Méiose est la procédure de séparation des cellules en quatre cellules haploïdes, le long de ces lignes diminuant considérablement le nombre de chromosomes dans chaque cellule.


Notes sur la méiose : caractéristiques, division et signification

Deux fuseaux utilisant des divisions qui réduisent le nombre de chromosomes de diploïde à haploïde constituent la méiose. La fonction principale de la méiose est de produire des gamètes dans un organisme.

1. La méiose entraîne la formation de quatre cellules filles à partir d'une seule cellule mère à chaque cycle de division cellulaire. En d'autres termes, les noyaux se divisent deux fois dans chaque cycle cellulaire.

2. Les cellules filles sont identiques à la cellule mère en forme et en taille, mais différentes en composition chromosomique. Les cellules filles ont un nombre de chromosomes haploïdes. Les types de chromosomes diffèrent également dans les cellules filles en raison de la ségrégation et de la recombinaison.

3. La méiose se produit dans les organes reproducteurs comme les anthères et les ovaires et conduit à la production de gamètes ou de spores.

4. Le processus complet de la méiose consiste en deux types de division. La première division entraîne une réduction du nombre de chromosomes de moitié et est appelée division réductionnelle. La deuxième division est comme la division mitotique.

5. La méiose entraîne la ségrégation des chromosomes et des gènes et leur assortiment indépendant. Le croisement et la recombinaison se produisent également pendant la méiose.

Remarques # Division de Méiose:

Le processus de la méiose, comme indiqué précédemment, consiste en deux types de division, à savoir, la première division méiotique et la deuxième division méiotique. Avant le début de la méiose, il y a une interphase qui se compose de G1, S et G2 phases comme la mitose. Mais ici le G2 phase est de très courte durée.

La phase S ne se produit qu'une seule fois dans tout le processus de méiose. Il n'y a pas de phase S après la première division de la méiose. Au cours de la phase S, 99,7 % de l'ADN total présent dans le noyau est synthétisé et les 0,3 % restants de la synthèse d'ADN ont lieu pendant la phase de zygotène.

A. Première division méiotique:

La première division méiotique entraîne une réduction du nombre de chromosomes dans chaque nouvelle cellule à seulement la moitié de la cellule mère. On parle donc de division réductionnelle.

La première division méiotique se compose de quatre phases différentes, à savoir :

Cette phase démarre après l'interphase et est de durée maximale. Cela se compose de cinq sous-étapes, à savoir le leptotène, le zygotène, le pachytène, le diplotène et la diacinèse.

Les caractéristiques importantes de ces sous-étapes sont brièvement décrites ci-dessous :

je. Les chromosomes ressemblent à un fil mince au microscope optique. Ils sont entrelacés comme une pelote de laine lâche (Fig. 3.3A).

ii. Les chromosomes sont dispersés dans le noyau de manière aléatoire.

iii. Dans certains cas, des chromomères sont visibles sur les chromosomes sous forme de régions condensées.

iv. Des synthèses d'ARN et de protéines ont également lieu.

je. Les chromosomes homologues étant à apparier.

ii. Les chromosomes deviennent plus courts et plus épais (Fig. 3.3B).

iii. La synthèse des 0,3% restants. L'ADN qui n'a pas eu lieu pendant la phase S apparaît également pendant cette étape.

iv. Le complexe synaptonémique se développe également au cours de cette étape.

je. Les chromosomes ressemblent à des bivalents. Chaque bivalent a deux chromatides. Ainsi, chaque paire a quatre chromatides généralement appelées tétrades.

je. Cette étape commence après la terminaison complète des chiasmas (Fig. 3.3E).

ii. Les chromosomes sont encore condensés.

iii. Les bivalents sont répartis dans toute la cellule.

iv. Le nucléole et la membrane nucléaire disparaissent vers la fin de la diacinèse.

2. Première métaphase:

je. L'appareil à broche s'organise progressivement.

ii. Les bivalents sont disposés sur la plaque équatoriale (Fig. 3.3F).

iii. Le centromère de chaque chromosome se divise longitudinalement.

3. Première anaphase:

je. A partir de chaque bivalent, un chromosome se déplace vers un pôle et l'autre vers l'autre pôle. En d'autres termes, un chromosome homologue se déplace vers un pôle et un autre vers le pôle opposé (Fig. 3.3G).

ii. Les chromatides sœurs de chaque chromosome restent attachées au centromère.

iii. Les chromosomes homologues atteignent le pôle opposé à la fin de cette phase.

4. Première télophase:

je. Les chromosomes se déroulent et se relâchent et un regroupement des chromosomes se produit (Fig 3.3H).

ii. Le nucléole et la membrane nucléaire réapparaissent.

iii. Deux noyaux filles haploïdes sont formés.

B. Deuxième division méiotique :

La première division nucléaire (Méiose I) entraîne une réduction du nombre de chromosomes de diploïde à haploïde. La deuxième division nucléaire (Meiosis II) est nécessaire pour réduire le nombre de chromatides par chromosome.

La méiose II diffère de la mitose par les trois aspects principaux suivants :

1. L'interphase précédant la méiose II est très courte. Il n'a pas de période S car chaque chromosome contient déjà deux chromatides.

2. Les deux chromatides de chaque chromosome ne sont pas sœurs partout. En d'autres termes, certaines chromatides ont des segments alternés de chromatides non sœurs en raison de la recombinaison.

3. La méiose II (mitose méiotique) traite du nombre de chromosomes haploïdes, tandis que la mitose normale traite du nombre de chromosomes diploïdes.

Le reste des caractéristiques de la méiose II est similaire à la mitose. Il comprend également la prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase.

La division du cytoplasme a lieu soit par la méthode des plaques cellulaires (chez les plantes), soit par la méthode des sillons (chez les animaux). La cytokinèse peut avoir lieu après la méiose I et la méiose II séparément ou parfois elle peut avoir lieu à la fin de la méiose II seulement. Chez le maïs, elle survient après la méiose I et la méiose II. Cependant, chez Trillium, la cytokinèse ne se produit qu'à la fin de la méiose II.

2. Le nombre de chromosomes ressemble à un nombre haploïde.

3. Le nucléole est présent et attaché à un chromosome.

4. La formation du chiasma et le croisement ont lieu au stade pachytène (Fig. 3.3C).

1. La séparation des chromosomes homologues commence. Il commence au centromère et se déplace vers la fin (Fig. 3.3D).

2. Les chromosomes de séparation sont attachés à certains endroits. Ces points sont appelés chiasmata. Ces chiasmata sont terminales vers la fin du diplotène.

3. Les chromosomes se condensent davantage et deviennent encore plus courts et plus épais.

4. Le nucléole diminue de taille.

Complexe synaptonémique:

C'est une structure protéique qui se trouve entre des chromosomes appariés. Il se compose d'un élément central et de deux éléments latéraux. Il y a des filaments transversaux sur les deux côtés de l'élément central. Les éléments latéraux sont attachés à des chromosomes homologues (Fig. 3.4).

Le complexe synaptonémique est considéré comme associé à l'appariement de chromosomes homologues et à la recombinaison. Cependant, son origine et son rôle exact dans la synapsis ne sont toujours pas bien connus, ce qui nécessite des recherches plus approfondies.

Remarques # Contrôle génétique de la méiose:

On pense que la méiose est génétiquement contrôlée. Diverses caractéristiques de la méiose sont contrôlées par les gènes.

Certaines des caractéristiques de la méiose qui sont génétiquement contrôlées sont décrites ci-dessous :

1. Synapsis et échange :

La synapsis ou l'appariement entre chromosomes homologues peut dépendre de la présence d'un allèle spécifique. Par exemple, dans le maïs lorsque cet allèle est absent, la synapse est empêchée entre tous les loci homologues. En l'absence de synapsis, aucun échange ne se produit entre les chromosomes homologues et la distribution des chromosomes est également irrégulière au cours de l'anaphase I.

Chez la drosophile mâle, le croisement ne se produit pas car les chromosomes homologues ne s'apparient que dans la région hétérochromatique près du centromère. L'hétérochromatine est considérée comme dépourvue de gènes actifs, ce qui empêche l'échange. Cependant, l'appariement est normal chez les femelles.

2. Comportement du centromère :

Le comportement spécifique du centromère pendant la méiose est génétiquement contrôlé. À la métaphase II, les centromères des chromatides sœurs sont très proches les uns des autres. Mais lorsque l'un d'eux fait face à un pôle de broche, l'autre fait automatiquement face au pôle opposé.

Chez la drosophile, en présence d'un allèle particulier, les centromères frères se séparent tôt à la métaphase II et s'orientent indépendamment vers le fuseau. En conséquence, les deux centromères frères s'orientent parfois vers le même pôle et ne sont donc pas distribués correctement aux noyaux filles. Cependant, cet allèle n'a aucun effet sur la mitose ou la méiose I.

La forme du fuseau est régie par un allèle spécifique. La présence d'allèles anormaux modifie la forme du fuseau chez le maïs et la drosophile pendant la méiose mais pas la mitose. Un allèle normal fait que le fuseau méiotique a des extrémités convergentes.

Avec un tel fuseau, tous les chromosomes se rassemblent en groupe au pôle et sont inclus dans un noyau télophasique. En présence d'allèles anormaux, des fuseaux divergents se forment. De tels fuseaux conduisent à la propagation des chromosomes à l'anaphase de telle sorte qu'il en reste certains mais des noyaux télophases.

4. Orientation de la broche :

L'orientation est généralement similaire dans la méiose I et la méiose II. Cela conduit à la formation de quatre noyaux ou cellules. Lorsque cette direction est opposée à celle de la méiose I, le résultat est un amas de quatre noyaux ou cellules.

Remarques # Importance de la méiose:

La méiose joue un rôle très important dans les populations biologiques de diverses manières, comme indiqué ci-dessous :

1. Il aide à maintenir le nombre de chromosomes constant dans une espèce. La méiose entraîne la production de gamètes avec un nombre de chromosomes haploïdes (la moitié). L'union des gamètes mâles et femelles conduit à la formation d'un zygote qui reçoit la moitié du nombre de chromosomes du gamète mâle et la moitié du gamète femelle et ainsi le nombre de chromosomes somatiques d'origine est restauré.

2. La méiose facilite la ségrégation et l'assortiment indépendant des chromosomes et des gènes.

3. La recombinaison des gènes a également lieu pendant la méiose. La recombinaison de gènes entraîne la génération d'une variabilité dans une population biologique qui est importante du point de vue de l'évolution.

4. Chez les espèces à reproduction sexuée, la méiose est essentielle à la continuité de la génération. Parce que la méiose entraîne la formation de gamètes mâles et femelles et que l'union de ces gamètes conduit au développement du zygote et, par conséquent, d'un nouvel individu.


REL de biologie

La méiose est un processus de division nucléaire qui réduit de moitié le nombre de chromosomes dans les cellules résultantes. Ainsi, la méiose est parfois appelée "division réductionnelle". gamètes . Dans les organismes qui se reproduisent sexuellement, les chromosomes sont généralement diploïde ( 2N ) ou apparaissent comme des ensembles doubles ( paires homologues ) dans chaque noyau. Chaque homologue d'une paire a les mêmes sites ou loci pour les mêmes gènes. Vous pourriez reconnaître que vous avez un jeu de chromosomes de votre mère et le jeu restant de votre père. La méiose réduit le nombre de chromosomes à un haploïde ( 1N ) ou un seul ensemble. Cette réduction est importante car une cellule avec un nombre haploïde de chromosomes peut fusionner avec une autre cellule haploïde pendant la reproduction sexuée et restaurer le nombre original et diploïde de chromosomes au nouvel individu. En plus de réduire le nombre de chromosomes, la méiose mélange le matériel génétique de sorte que chaque cellule résultante porte un nouvel ensemble unique de gènes dans un processus de assortiment indépendant .

Comme dans la mitose, la méiose est précédée par la réplication de chaque chromosome pour former deux chromatides attachées à un centromère. Cependant, la réduction du nombre de chromosomes et la production de nouvelles combinaisons génétiques résultent de deux événements qui ne se produisent pas lors de la mitose. Premièrement, la méiose comprend deux cycles de séparation des chromosomes. Les chromosomes sont répliqués avant le premier tour, mais pas avant le deuxième tour. Ainsi, le matériel génétique est répliqué une fois et divisé deux fois. Cela produit la moitié du nombre original de chromosomes.

Le croisement entre les chromatides des chromosomes homologues augmente la diversité génétique pendant la méiose I. La synapsis se produit pendant la prophase I lorsque les chromosomes homologues commencent à s'apparier. Crédit : Jeremy Seto (CC-BY-NC-SA)

Deuxièmement, au cours d'un stade précoce de la méiose, chaque chromosome (composé de deux chromatides) s'apparie sur sa longueur avec son homologue. Cet appariement de chromosomes homologues se traduit par un contact physique appelé synapse , au cours de laquelle les quatre chromatides (une tétrade) échangent divers segments de matériel génétique. Cet échange de matériel génétique est appelé traverser et produit de nouvelles combinaisons génétiques. Pendant le croisement, il n'y a pas de gain ou de perte de matériel génétique. Mais par la suite, chaque chromatide des chromosomes contient différents segments (allèles) qu'elle a échangés avec d'autres chromatides.

Étapes et événements de la méiose

Étapes de la méiose. Crédit: Ali Zifan (CC-BY 4.0)

Bien que la méiose soit un processus continu, nous pouvons l'étudier plus facilement en la divisant en étapes comme nous l'avons fait pour la mitose. En effet, la méiose et la mitose sont similaires, et leurs stades correspondants de prophase, métaphase, anaphase et télophase ont beaucoup en commun. Cependant, la méiose est plus longue que la mitose car la méiose implique deux divisions nucléaires au lieu d'une. Ces deux divisions sont appelées Méiose I et Méiose II. Le nombre de chromosomes est réduit ( division de réduction ) pendant la Méiose I, et les chromatides comprenant chaque chromosome sont séparées dans la Méiose II. Chaque division implique les événements de prophase, métaphase, anaphase et télophase.

Présentation vidéo avancée de la méiose


Contenu

Bien que le processus de méiose soit lié au processus plus général de division cellulaire de la mitose, il diffère à deux égards importants :

se produit généralement entre des chromatides sœurs identiques et n'entraîne pas de modifications génétiques

La méiose commence par une cellule diploïde, qui contient deux copies de chaque chromosome, appelées homologues. Tout d'abord, la cellule subit une réplication de l'ADN, de sorte que chaque homologue se compose désormais de deux chromatides sœurs identiques. Ensuite, chaque ensemble d'homologues s'apparie et échange des informations génétiques par recombinaison homologue conduisant souvent à des connexions physiques (croisements) entre les homologues. Dans la première division méiotique, les homologues sont séparés pour séparer les cellules filles par l'appareil à fuseau. Les cellules procèdent ensuite à une deuxième division sans cycle intermédiaire de réplication de l'ADN. Les chromatides sœurs sont séparées pour séparer les cellules filles pour produire un total de quatre cellules haploïdes. Les femelles utilisent une légère variation sur ce modèle et produisent un gros ovule et deux petits corps polaires. En raison de la recombinaison, une chromatide individuelle peut consister en une nouvelle combinaison d'informations génétiques maternelles et paternelles, résultant en une progéniture génétiquement distincte de l'un ou l'autre des parents. De plus, un gamète individuel peut inclure un assortiment de chromatides maternelles, paternelles et recombinantes. Cette diversité génétique résultant de la reproduction sexuée contribue à la variation des traits sur lesquels la sélection naturelle peut agir.

La méiose utilise bon nombre des mêmes mécanismes que la mitose, le type de division cellulaire utilisé par les eucaryotes pour diviser une cellule en deux cellules filles identiques. Chez certaines plantes, champignons et protistes, la méiose entraîne la formation de spores : des cellules haploïdes qui peuvent se diviser végétativement sans subir de fécondation. Certains eucaryotes, comme les rotifères bdelloïdes, n'ont pas la capacité d'effectuer la méiose et ont acquis la capacité de se reproduire par parthénogenèse.

La méiose ne se produit pas chez les archées ou les bactéries, qui se reproduisent généralement de manière asexuée par fission binaire. Cependant, un processus "sexuel" connu sous le nom de transfert de gène horizontal implique le transfert d'ADN d'une bactérie ou d'un archéon à une autre et la recombinaison de ces molécules d'ADN d'origine parentale différente.

La méiose a été découverte et décrite pour la première fois dans des œufs d'oursins en 1876 par le biologiste allemand Oscar Hertwig. Elle a été à nouveau décrite en 1883, au niveau des chromosomes, par le zoologiste belge Edouard Van Beneden, en Ascaris œufs de vers ronds. L'importance de la méiose pour la reproduction et l'hérédité, cependant, n'a été décrite qu'en 1890 par le biologiste allemand August Weismann, qui a noté que deux divisions cellulaires étaient nécessaires pour transformer une cellule diploïde en quatre cellules haploïdes si le nombre de chromosomes devait être maintenu. En 1911, le généticien américain Thomas Hunt Morgan a détecté des croisements dans la méiose chez la mouche des fruits Drosophila melanogaster, ce qui a permis d'établir que les traits génétiques sont transmis sur les chromosomes.

Le terme « méiose » est dérivé du mot grec μείωσις , signifiant « diminution ». Il a été initié à la biologie par J.B. Farmer et J.E.S. Moore en 1905, en utilisant le rendu idiosyncratique "maiosis":

Nous proposons d'appliquer les termes Maïosis ou Phase Maïotique pour couvrir toute la série de changements nucléaires inclus dans les deux divisions qui ont été désignées comme Hétérotype et Homotype par Flemming. [8]

L'orthographe a été changée en « méiose » par Koernicke (1905) et par Pantel et De Sinety (1906) pour suivre les conventions habituelles de translittération du grec. [9]

La méiose est divisée en méiose I et méiose II, qui sont ensuite divisées en caryocinèse I et cytokinèse I et caryokinèse II et cytokinèse II respectivement. Les étapes préparatoires qui mènent à la méiose sont identiques dans leur modèle et leur nom à l'interphase du cycle cellulaire mitotique. [10] L'interphase est divisée en trois phases :

    : Dans cette phase très active, la cellule synthétise sa vaste gamme de protéines, y compris les enzymes et les protéines structurelles dont elle aura besoin pour sa croissance. en sol1, chacun des chromosomes est constitué d'une seule molécule linéaire d'ADN. : Le matériel génétique est répliqué dans chacun des chromosomes de la cellule en double pour devenir deux chromatides sœurs identiques attachées à un centromère. Cette réplication ne modifie pas la ploïdie de la cellule puisque le nombre de centromères reste le même. Les chromatides sœurs identiques ne se sont pas encore condensées dans les chromosomes densément emballés visibles au microscope optique. Cela aura lieu pendant la prophase I de la méiose. : G2 la phase vue avant la mitose n'est pas présente dans la méiose. La prophase méiotique correspond le plus étroitement à la G2 phase du cycle cellulaire mitotique.

L'interphase est suivie de la méiose I puis de la méiose II. La méiose I sépare les chromosomes homologues répliqués, chacun toujours composé de deux chromatides sœurs, en deux cellules filles, réduisant ainsi le nombre de chromosomes de moitié. Au cours de la méiose II, les chromatides sœurs se découplent et les chromosomes filles résultants sont séparés en quatre cellules filles. Pour les organismes diploïdes, les cellules filles issues de la méiose sont haploïdes et ne contiennent qu'une seule copie de chaque chromosome. Chez certaines espèces, les cellules entrent dans une phase de repos appelée interkinésie entre la méiose I et la méiose II.

La méiose I et II sont chacune divisées en stades de prophase, métaphase, anaphase et télophase, similaires dans leur objectif à leurs sous-phases analogues dans le cycle cellulaire mitotique. Par conséquent, la méiose comprend les stades de la méiose I (prophase I, métaphase I, anaphase I, télophase I) et de la méiose II (prophase II, métaphase II, anaphase II, télophase II).

Au cours de la méiose, des gènes spécifiques sont plus fortement transcrits. [11] [12] En plus d'une forte expression de l'ARNm spécifique au stade méiotique, il existe également des contrôles de traduction omniprésents (par exemple, l'utilisation sélective de l'ARNm préformé), régulant l'expression protéique spécifique au stade méiotique ultime des gènes pendant la méiose. [13] Ainsi, les contrôles transcriptionnels et traductionnels déterminent la vaste restructuration des cellules méiotiques nécessaires à la réalisation de la méiose.

Méiose I Modifier

La méiose I sépare les chromosomes homologues, qui sont joints en tétrades (2n, 4c), produisant deux cellules haploïdes (n chromosomes, 23 chez l'homme) qui contiennent chacune des paires de chromatides (1n, 2c). Because the ploidy is reduced from diploid to haploid, meiosis I is referred to as a reductional division. Meiosis II is an equational division analogous to mitosis, in which the sister chromatids are segregated, creating four haploid daughter cells (1n, 1c). [14]

Prophase I Edit

Prophase I is by far the longest phase of meiosis (lasting 13 out of 14 days in mice [15] ). During prophase I, homologous maternal and paternal chromosomes pair, synapse, and exchange genetic information (by homologous recombination), forming at least one crossover per chromosome. [16] These crossovers become visible as chiasmata (plural singular chiasma). [17] This process facilitates stable pairing between homologous chromosomes and hence enables accurate segregation of the chromosomes at the first meiotic division. The paired and replicated chromosomes are called bivalents (two chromosomes) or tetrads (four chromatids), with one chromosome coming from each parent. Prophase I is divided into a series of substages which are named according to the appearance of chromosomes.

Leptotene Edit

The first stage of prophase I is the leptotene stage, also known as leptonema, from Greek words meaning "thin threads". [18] : 27 In this stage of prophase I, individual chromosomes—each consisting of two replicated sister chromatids—become "individualized" to form visible strands within the nucleus. [18] : 27 [19] : 353 The chromosomes each form a linear array of loops mediated by cohesin, and the lateral elements of the synaptonemal complex assemble forming an "axial element" from which the loops emanate. [20] Recombination is initiated in this stage by the enzyme SPO11 which creates programmed double strand breaks (around 300 per meiosis in mice). [21] This process generates single stranded DNA filaments coated by RAD51 and DMC1 which invade the homologous chromosomes, forming inter-axis bridges, and resulting in the pairing/co-alignment of homologues (to a distance of

Zygotene Edit

Leptotene is followed by the zygotene stage, also known as zygonema, from Greek words meaning "paired threads", [18] : 27 which in some organisms is also called the bouquet stage because of the way the telomeres cluster at one end of the nucleus. [23] In this stage the homologous chromosomes become much more closely (

100 nm) and stably paired (a process called synapsis) mediated by the installation of the transverse and central elements of the synaptonemal complex. [20] Synapsis is thought to occur in a zipper-like fashion starting from a recombination nodule. The paired chromosomes are called bivalent or tetrad chromosomes.

Pachytene Edit

Les pachytène stage ( / ˈ p æ k ɪ t iː n / PAK -i-teen), aussi connu sous le nom pachynema, from Greek words meaning "thick threads". [18] : 27 is the stage at which all autosomal chromosomes have synapsed. In this stage homologous recombination, including chromosomal crossover (crossing over), is completed through the repair of the double strand breaks formed in leptotene. [20] Most breaks are repaired without forming crossovers resulting in gene conversion. [24] However, a subset of breaks (at least one per chromosome) form crossovers between non-sister (homologous) chromosomes resulting in the exchange of genetic information. [25] Sex chromosomes, however, are not wholly identical, and only exchange information over a small region of homology called the pseudoautosomal region. [26] The exchange of information between the homologous chromatids results in a recombination of information each chromosome has the complete set of information it had before, and there are no gaps formed as a result of the process. Because the chromosomes cannot be distinguished in the synaptonemal complex, the actual act of crossing over is not perceivable through an ordinary light microscope, and chiasmata are not visible until the next stage.

Diplotene Edit

Pendant le diplotene stage, also known as diplonema, from Greek words meaning "two threads", [18] : 30 the synaptonemal complex disassembles and homologous chromosomes separate from one another a little. However, the homologous chromosomes of each bivalent remain tightly bound at chiasmata, the regions where crossing-over occurred. The chiasmata remain on the chromosomes until they are severed at the transition to anaphase I to allow homologous chromosomes to move to opposite poles of the cell.

In human fetal oogenesis, all developing oocytes develop to this stage and are arrested in prophase I before birth. [27] This suspended state is referred to as the dictyotene stage or dictyate. It lasts until meiosis is resumed to prepare the oocyte for ovulation, which happens at puberty or even later.

Diakinesis Edit

Chromosomes condense further during the diakinesis stage, from Greek words meaning "moving through". [18] : 30 This is the first point in meiosis where the four parts of the tetrads are actually visible. Sites of crossing over entangle together, effectively overlapping, making chiasmata clearly visible. Other than this observation, the rest of the stage closely resembles prometaphase of mitosis the nucleoli disappear, the nuclear membrane disintegrates into vesicles, and the meiotic spindle begins to form.

Meiotic spindle formation Edit

Unlike mitotic cells, human and mouse oocytes do not have centrosomes to produce the meiotic spindle. In mice, approximately 80 MicroTubule Organizing Centers (MTOCs) form a sphere in the ooplasm and begin to nucleate microtubules that reach out towards chromosomes, attaching to the chromosomes at the kinetochore. Over time the MTOCs merge until two poles have formed, generating a barrel shaped spindle. [28] In human oocytes spindle microtubule nucleation begins on the chromosomes, forming an aster that eventually expands to surround the chromosomes. [29] Chromosomes then slide along the microtubules towards the equator of the spindle, at which point the chromosome kinetochores form end-on attachments to microtubules. [30]

Métaphase I Modifier

Homologous pairs move together along the metaphase plate: As kinetochore microtubules from both spindle poles attach to their respective kinetochores, the paired homologous chromosomes align along an equatorial plane that bisects the spindle, due to continuous counterbalancing forces exerted on the bivalents by the microtubules emanating from the two kinetochores of homologous chromosomes. This attachment is referred to as a bipolar attachment. The physical basis of the independent assortment of chromosomes is the random orientation of each bivalent along the metaphase plate, with respect to the orientation of the other bivalents along the same equatorial line. [17] The protein complex cohesin holds sister chromatids together from the time of their replication until anaphase. In mitosis, the force of kinetochore microtubules pulling in opposite directions creates tension. The cell senses this tension and does not progress with anaphase until all the chromosomes are properly bi-oriented. In meiosis, establishing tension ordinarily requires at least one crossover per chromosome pair in addition to cohesin between sister chromatids (see Chromosome segregation).

Anaphase I Modifier

Kinetochore microtubules shorten, pulling homologous chromosomes (which each consist of a pair of sister chromatids) to opposite poles. Nonkinetochore microtubules lengthen, pushing the centrosomes farther apart. The cell elongates in preparation for division down the center. [17] Unlike in mitosis, only the cohesin from the chromosome arms is degraded while the cohesin surrounding the centromere remains protected by a protein named Shugoshin (Japanese for "guardian spirit"), what prevents the sister chromatids from separating. [31] This allows the sister chromatids to remain together while homologs are segregated.

Telophase I Edit

The first meiotic division effectively ends when the chromosomes arrive at the poles. Each daughter cell now has half the number of chromosomes but each chromosome consists of a pair of chromatids. The microtubules that make up the spindle network disappear, and a new nuclear membrane surrounds each haploid set. The chromosomes uncoil back into chromatin. Cytokinesis, the pinching of the cell membrane in animal cells or the formation of the cell wall in plant cells, occurs, completing the creation of two daughter cells. However, cytokinesis does not fully complete resulting in "cytoplasmic bridges" which enable the cytoplasm to be shared between daughter cells until the end of meiosis II. [32] Sister chromatids remain attached during telophase I.

Cells may enter a period of rest known as interkinesis or interphase II. No DNA replication occurs during this stage.

Méiose II Modifier

Meiosis II is the second meiotic division, and usually involves equational segregation, or separation of sister chromatids. Mechanically, the process is similar to mitosis, though its genetic results are fundamentally different. The end result is production of four haploid cells (n chromosomes, 23 in humans) from the two haploid cells (with n chromosomes, each consisting of two sister chromatids) produced in meiosis I. The four main steps of meiosis II are: prophase II, metaphase II, anaphase II, and telophase II.

Dans prophase II, we see the disappearance of the nucleoli and the nuclear envelope again as well as the shortening and thickening of the chromatids. Centrosomes move to the polar regions and arrange spindle fibers for the second meiotic division.

Dans metaphase II, the centromeres contain two kinetochores that attach to spindle fibers from the centrosomes at opposite poles. The new equatorial metaphase plate is rotated by 90 degrees when compared to meiosis I, perpendicular to the previous plate. [33]

This is followed by anaphase II, in which the remaining centromeric cohesin, not protected by Shugoshin anymore, is cleaved, allowing the sister chromatids to segregate. The sister chromatids by convention are now called sister chromosomes as they move toward opposing poles. [31]

The process ends with telophase II, which is similar to telophase I, and is marked by decondensation and lengthening of the chromosomes and the disassembly of the spindle. Nuclear envelopes re-form and cleavage or cell plate formation eventually produces a total of four daughter cells, each with a haploid set of chromosomes.

Meiosis is now complete and ends up with four new daughter cells.

Les origin and function of meiosis are currently not well understood scientifically, and would provide fundamental insight into the evolution of sexual reproduction in eukaryotes. There is no current consensus among biologists on the questions of how sex in eukaryotes arose in evolution, what basic function sexual reproduction serves, and why it is maintained, given the basic two-fold cost of sex. It is clear that it evolved over 1.2 billion years ago, and that almost all species which are descendants of the original sexually reproducing species are still sexual reproducers, including plants, fungi, and animals.

Meiosis is a key event of the sexual cycle in eukaryotes. It is the stage of the life cycle when a cell gives rise to haploid cells (gametes) each having half as many chromosomes as the parental cell. Two such haploid gametes, ordinarily arising from different individual organisms, fuse by the process of fertilization, thus completing the sexual cycle.

Meiosis is ubiquitous among eukaryotes. It occurs in single-celled organisms such as yeast, as well as in multicellular organisms, such as humans. Eukaryotes arose from prokaryotes more than 2.2 billion years ago [34] and the earliest eukaryotes were likely single-celled organisms. To understand sex in eukaryotes, it is necessary to understand (1) how meiosis arose in single celled eukaryotes, and (2) the function of meiosis.

The new combinations of DNA created during meiosis are a significant source of genetic variation alongside mutation, resulting in new combinations of alleles, which may be beneficial. Meiosis generates gamete genetic diversity in two ways: (1) Law of Independent Assortment. The independent orientation of homologous chromosome pairs along the metaphase plate during metaphase I and orientation of sister chromatids in metaphase II, this is the subsequent separation of homologs and sister chromatids during anaphase I and II, it allows a random and independent distribution of chromosomes to each daughter cell (and ultimately to gametes) [35] and (2) Crossing Over. The physical exchange of homologous chromosomal regions by homologous recombination during prophase I results in new combinations of genetic information within chromosomes. [36]

Prophase I arrest Edit

Female mammals and birds are born possessing all the oocytes needed for future ovulations, and these oocytes are arrested at the prophase I stage of meiosis. [37] In humans, as an example, oocytes are formed between three and four months of gestation within the fetus and are therefore present at birth. During this prophase I arrested stage (dictyate), which may last for decades, four copies of the genome are present in the oocytes. The arrest of ooctyes at the four genome copy stage was proposed to provide the informational redundancy needed to repair damage in the DNA of the germline. [37] The repair process used appears to involve homologous recombinational repair [37] [38] Prophase I arrested oocytes have a high capability for efficient repair of DNA damages, particularly exogenously induced double-strand breaks. [38] DNA repair capability appears to be a key quality control mechanism in the female germ line and a critical determinant of fertility. [38]

In life cycles Edit

Meiosis occurs in eukaryotic life cycles involving sexual reproduction, consisting of the constant cyclical process of meiosis and fertilization. This takes place alongside normal mitotic cell division. In multicellular organisms, there is an intermediary step between the diploid and haploid transition where the organism grows. At certain stages of the life cycle, germ cells produce gametes. Somatic cells make up the body of the organism and are not involved in gamete production.

Cycling meiosis and fertilization events produces a series of transitions back and forth between alternating haploid and diploid states. The organism phase of the life cycle can occur either during the diploid state (diplontique life cycle), during the haploid state (haplontique life cycle), or both (haplodiplontique life cycle, in which there are two distinct organism phases, one during the haploid state and the other during the diploid state). In this sense there are three types of life cycles that utilize sexual reproduction, differentiated by the location of the organism phase(s). [ citation requise ]

Dans le cycle de vie diplontique (with pre-gametic meiosis), of which humans are a part, the organism is diploid, grown from a diploid cell called the zygote. The organism's diploid germ-line stem cells undergo meiosis to create haploid gametes (the spermatozoa for males and ova for females), which fertilize to form the zygote. The diploid zygote undergoes repeated cellular division by mitosis to grow into the organism.

Dans le cycle de vie haplontique (with post-zygotic meiosis), the organism is haploid instead, spawned by the proliferation and differentiation of a single haploid cell called the gamete. Two organisms of opposing sex contribute their haploid gametes to form a diploid zygote. The zygote undergoes meiosis immediately, creating four haploid cells. These cells undergo mitosis to create the organism. Many fungi and many protozoa utilize the haplontic life cycle. [ citation requise ]

Finally, in the cycle de vie haplodiplontique (with sporic or intermediate meiosis), the living organism alternates between haploid and diploid states. Consequently, this cycle is also known as the alternation of generations. The diploid organism's germ-line cells undergo meiosis to produce spores. The spores proliferate by mitosis, growing into a haploid organism. The haploid organism's gamete then combines with another haploid organism's gamete, creating the zygote. The zygote undergoes repeated mitosis and differentiation to become a diploid organism again. The haplodiplontic life cycle can be considered a fusion of the diplontic and haplontic life cycles. [39] [ citation requise ]

In plants and animals Edit

Meiosis occurs in all animals and plants. The end result, the production of gametes with half the number of chromosomes as the parent cell, is the same, but the detailed process is different. In animals, meiosis produces gametes directly. In land plants and some algae, there is an alternation of generations such that meiosis in the diploid sporophyte generation produces haploid spores. These spores multiply by mitosis, developing into the haploid gametophyte generation, which then gives rise to gametes directly (i.e. without further meiosis). In both animals and plants, the final stage is for the gametes to fuse, restoring the original number of chromosomes. [40]

Chez les mammifères Modifier

In females, meiosis occurs in cells known as oocytes (singular: oocyte). Each primary oocyte divides twice in meiosis, unequally in each case. The first division produces a daughter cell, and a much smaller polar body which may or may not undergo a second division. In meiosis II, division of the daughter cell produces a second polar body, and a single haploid cell, which enlarges to become an ovum. Therefore, in females each primary oocyte that undergoes meiosis results in one mature ovum and one or two polar bodies.

Note that there are pauses during meiosis in females. Maturing oocytes are arrested in prophase I of meiosis I and lie dormant within a protective shell of somatic cells called the follicle. At the beginning of each menstrual cycle, FSH secretion from the anterior pituitary stimulates a few follicles to mature in a process known as folliculogenesis. During this process, the maturing oocytes resume meiosis and continue until metaphase II of meiosis II, where they are again arrested just before ovulation. If these oocytes are fertilized by sperm, they will resume and complete meiosis. During folliculogenesis in humans, usually one follicle becomes dominant while the others undergo atresia. The process of meiosis in females occurs during oogenesis, and differs from the typical meiosis in that it features a long period of meiotic arrest known as the dictyate stage and lacks the assistance of centrosomes. [41] [42]

In males, meiosis occurs during spermatogenesis in the seminiferous tubules of the testicles. Meiosis during spermatogenesis is specific to a type of cell called spermatocytes, which will later mature to become spermatozoa. Meiosis of primordial germ cells happens at the time of puberty, much later than in females. Tissues of the male testis suppress meiosis by degrading retinoic acid, proposed to be a stimulator of meiosis. This is overcome at puberty when cells within seminiferous tubules called Sertoli cells start making their own retinoic acid. Sensitivity to retinoic acid is also adjusted by proteins called nanos and DAZL. [43] [44] Genetic loss-of-function studies on retinoic acid-generating enzymes have shown that retinoic acid is required postnatally to stimulate spermatogonia differentiation which results several days later in spermatocytes undergoing meiosis, however retinoic acid is not required during the time when meiosis initiates. [45]

In female mammals, meiosis begins immediately after primordial germ cells migrate to the ovary in the embryo. Some studies suggest that retinoic acid derived from the primitive kidney (mesonephros) stimulates meiosis in embryonic ovarian oogonia and that tissues of the embryonic male testis suppress meiosis by degrading retinoic acid. [46] However, genetic loss-of-function studies on retinoic acid-generating enzymes have shown that retinoic acid is not required for initiation of either female meiosis which occurs during embryogenesis [47] or male meiosis which initiates postnatally. [45]

Flagellates Edit

While the majority of eukaryotes have a two-divisional meiosis (though sometimes achiasmatic), a very rare form, one-divisional meiosis, occurs in some flagellates (parabasalids and oxymonads) from the gut of the wood-feeding cockroach Cryptocercus. [48]

Recombination among the 23 pairs of human chromosomes is responsible for redistributing not just the actual chromosomes, but also pieces of each of them. There is also an estimated 1.6-fold more recombination in females relative to males. In addition, average, female recombination is higher at the centromeres and male recombination is higher at the telomeres. On average, 1 million bp (1 Mb) correspond to 1 cMorgan (cm = 1% recombination frequency). [49] The frequency of cross-overs remain uncertain. In yeast, mouse and human, it has been estimated that ≥200 double-strand breaks (DSBs) are formed per meiotic cell. However, only a subset of DSBs (

5–30% depending on the organism), go on to produce crossovers, [50] which would result in only 1-2 cross-overs per human chromosome.

Non-disjonction Modifier

The normal separation of chromosomes in meiosis I or sister chromatids in meiosis II is termed disjunction. When the segregation is not normal, it is called nondisjunction. This results in the production of gametes which have either too many or too few of a particular chromosome, and is a common mechanism for trisomy or monosomy. Nondisjunction can occur in the meiosis I or meiosis II, phases of cellular reproduction, or during mitosis.

Most monosomic and trisomic human embryos are not viable, but some aneuploidies can be tolerated, such as trisomy for the smallest chromosome, chromosome 21. Phenotypes of these aneuploidies range from severe developmental disorders to asymptomatic. Medical conditions include but are not limited to:

    – trisomy of chromosome 21 – trisomy of chromosome 13 – trisomy of chromosome 18 – extra X chromosomes in males – i.e. XXY, XXXY, XXXXY, etc. – lacking of one X chromosome in females – i.e. X0 – an extra X chromosome in females – an extra Y chromosome in males.

The probability of nondisjunction in human oocytes increases with increasing maternal age, [51] presumably due to loss of cohesin over time. [52]

In order to understand meiosis, a comparison to mitosis is helpful. The table below shows the differences between meiosis and mitosis. [53]

Méiose Mitose
End result Normally four cells, each with half the number of chromosomes as the parent Two cells, having the same number of chromosomes as the parent
Fonction Production of gametes (sex cells) in sexually reproducing eukaryotes with diplont life cycle Cellular reproduction, growth, repair, asexual reproduction
Où cela se passe-t-il ? Almost all eukaryotes (animals, plants, fungi, and protists) [54] [48]
In gonads, before gametes (in diplontic life cycles)
After zygotes (in haplontic)
Before spores (in haplodiplontic)
All proliferating cells in all eukaryotes
Pas Prophase I, Metaphase I, Anaphase I, Telophase I,
Prophase II, Metaphase II, Anaphase II, Telophase II
Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase, Telophase
Genetically same as parent? Non Oui
Crossing over happens? Yes, normally occurs between each pair of homologous chromosomes Très rarement
Pairing of homologous chromosomes? Oui Non
Cytokinèse Occurs in Telophase I and Telophase II Occurs in Telophase
Centromeres split Does not occur in Anaphase I, but occurs in Anaphase II Occurs in Anaphase

How a cell proceeds to meiotic division in meiotic cell division is not well known. Maturation promoting factor (MPF) seemingly have role in frog Oocyte meiosis. In the fungus S. pombe. there is a role of MeiRNA binding protein for entry to meiotic cell division. [55]

It has been suggested that Yeast CEP1 gene product, that binds centromeric region CDE1, may play a role in chromosome pairing during meiosis-I. [56]

Meiotic recombination is mediated through double stranded break, which is catalyzed by Spo11 protein. Also Mre11, Sae2 and Exo1 play role in breakage and recombination. After the breakage happen, recombination take place which is typically homologous. The recombination may go through either a double Holliday junction (dHJ) pathway or synthesis-dependent strand annealing (SDSA). (The second one gives to noncrossover product). [57]

Seemingly there are checkpoints for meiotic cell division too. In S. pombe, Rad proteins, S. pombe Mek1 (with FHA kinase domain), Cdc25, Cdc2 and unknown factor is thought to form a checkpoint. [58]

In vertebrate oogenesis, maintained by cytostatic factor (CSF) has role in switching into meiosis-II. [56]


Voir la vidéo: 02 BI2 Mitoosin ja meioosin vaiheet, s- ja d-kromosomit (Janvier 2022).