8.5
有丝分裂和减数分裂的主要区别在于所涉及的步骤数量、遗传重组事件以及最终的染色体数目和子细胞数目。
大多数真核细胞通过有丝分裂进行分裂,这是一种均等分裂过程,其中每个二倍体母细胞产生两个完全相同的二倍体子细胞。
然而,每个二倍体生殖细胞通过减数分裂(一种减数分裂过程)分裂为四个遗传上不同的单倍体子细胞。
有丝分裂是一个四阶段过程——前期、中期、后期和末期。减数分裂则在没有中间DNA合成阶段的情况下,连续进行这四个阶段两次。
有丝分裂的前期阶段较短,不涉及同源染色体的配对或任何重组过程。因此,所有子细胞在遗传上都是完全相同的。
在减数分裂中,前期 I 是最长的阶段,包含五个亚阶段。在前期 I 中,两条同源染色体配对形成联会复合体,随后发生重组,产生四个遗传上各不相同的染色单体。
在有丝分裂中期,单条染色体排列在赤道板上;而在减数分裂第一次分裂的中期,同源染色体 成对 排列在赤道板上。
每条染色体的姐妹染色单体由黏连蛋白复合物连接在一起。
到有丝分裂中期结束时,黏连蛋白复合物被完全移除,从而使姐妹染色单体分离并移向两极。
然而,在减数分裂Ⅰ期,只有位于染色体臂上的黏连蛋白复合物在后期Ⅰ开始时从染色单体上脱离,而围绕着着丝粒的黏连蛋白复合物则保持完整。
因此,即使同源染色体已分离并被拉向两极,姐妹染色单体仍保持连接,并一同迁移。
减数分裂II中的第二次细胞分裂与有丝分裂相似。有丝分裂的后期和减数分裂II的后期II均涉及每条同源染色体的两条姐妹染色单体分离,并随后分裂为两个子细胞——有丝分裂产生的子细胞是相同且为二倍体,而减数分裂II产生的子细胞则彼此不同且为单倍体。
由减数分裂产生的子细胞比由有丝分裂产生的子细胞更容易出现染色体分离错误。这类染色体分离错误会产生染色体数目异常的非整倍体细胞,可能导致唐氏综合征等疾病。
细胞分裂对于生物体的生长和繁殖是必要的。 有丝分裂通过分裂体细胞来帮助细胞生长和发育。 相反,减数分裂引起生殖细胞的分裂,并在有性生殖中发挥重要作用。 由于其独特的功能要求,有丝分裂和减数分裂在多个方面彼此不同。
在有丝分裂和减数分裂 I 开始之前,细胞合成 DNA,从而产生每条染色体的两个同源拷贝…