Mejoza II

Mejoza II jest drugim i ostatnim etapem mejozy. Opiera się na komórkach haploidalnych wytwarzanych podczas mejozy I, z których każda zawiera tylko 23 chromosomy – po jednym z każdej homologicznej pary początkowej. Co ważne, każdy chromosom w tych komórkach składa się z dwóch połączonych kopii, a kiedy komórki te wchodzą w mejozę II, celem jest rozdzielenie takich siostrzanych chromatyd przy użyciu tej samej sieci opartej na mikrotubulach, która jest wykorzystywana w innych procesach podziału. Wynikiem mejozy II są dwie haploidalne komórki, z których każda zawiera tylko jedną kopię wszystkich 23 chromosomów. W zależności od tego, czy proces ten zachodzi u samców, czy u samic, komórki te mogą tworzyć jaja lub plemniki, które – po połączeniu w procesie zapłodnienia – mogą dać nowego diploidalnego osobnika.

Mejoza II, ludzkie komórki jajowe i aparat wrzeciona mejotycznego

Chociaż cel mejozy II jest taki sam zarówno u mężczyzn, jak i kobiet – wytworzenie haploidalnych komórek jajowych lub plemników – istnieją pewne krytyczne różnice w tym procesie między płciami. Na przykład w komórkach prekursorowych komórki jajowej kobiety mejotyczny aparat wrzecionowy odpowiedzialny za oddzielanie chromatyd siostrzanych tworzy się z jednej strony, w pobliżu obrzeża. Ta asymetria pozwala na wytworzenie dwóch komórek o nierównych rozmiarach w wyniku mejozy II: dużego jaja i mniejszego ciała polarnego, które się rozpuszcza. Ten podział cytoplazmy zapewnia, że komórka jajowa zawiera wystarczającą ilość składników odżywczych, aby utrzymać zarodek.

Położenie wrzeciona mejotycznego budzi niepokój naukowców zajmujących się technologiami wspomaganego rozrodu, takimi jak docytoplazmatyczne wstrzyknięcie plemnika (ICSI). ICSI – stosowany do pomocy parom doświadczającym niepłodności – polega na wprowadzeniu igły do wprowadzenia pojedynczego plemnika bezpośrednio do cytoplazmy komórki jajowej. Embriolodzy muszą uważać, aby nie wstrzykiwać w obszar wrzeciona mejotycznego, ponieważ może to uszkodzić szkielet mikrotubul i doprowadzić do nieprawidłowej liczby chromosomów w powstałym zarodku. Dlatego embriolodzy wykonujący ICSI zazwyczaj przewidują położenie wrzeciona na podstawie położenia ciała biegunowego lub bezpośrednio wizualizują strukturę za pomocą technik takich jak mikroskopia światła spolaryzowanego.

Inną unikalną cechą mejozy żeńskiej jest to, że komórki prekursorowe jaja ulegają zatrzymaniu cyklu komórkowego, najpierw w profazie I, a następnie w metafazie II. W okresie dojrzewania żeńskie hormony płciowe uwalniają komórki jajowe z zatrzymania profazy I i rozpoczyna się mejoza II. Następnie komórki jajowe zatrzymane w metafazie II są uwalniane z jajnika do jajowodu, gdzie mejoza wznawia się tylko wtedy, gdy dojdzie do zapłodnienia. Oznacza to, że aparat wrzeciona mejotycznego jest tworzony i związany z chromosomami, ale nie kończy procesu oddzielania chromatyd siostrzanych, dopóki nie połączą się plemniki i komórki prekursorowej komórki jajowej.

Zatrzymanie mejozy II stanowi wyjątkowe wyzwanie dla kobiet, które decydują się na zamrożenie komórek jajowych, ponieważ wiele protokołów zapłodnienia in vitro wymaga, aby komórki te zostały wyizolowane podczas metafazy II, a następnie zamrożone. Biorąc pod uwagę, że problemy z wrzecionem mejotycznym mogą powodować nieprawidłowości chromosomalne, takie jak trisomia, poświęcono wiele badań na określenie, które procedury zamrażania komórek jajowych mają tylko minimalny wpływ na tę strukturę. Aby zmniejszyć uszkodzenia jaj, opracowano techniki, w których do podłoża zamrażającego dodaje się cukier lub inne środki krioprezerwacji, co ogranicza tworzenie się kryształków lodu, które mogą uszkodzić komórki po rozmrożeniu.