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11.2: 减数分裂Ⅰ
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减数分裂Ⅰ
 

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11.2: 减数分裂Ⅰ

减数分裂是一组精心安排的细胞分裂,其目标是在人类中产生单倍体精子或卵子,每个精子或卵子含有身体其他部位体细胞中一半的染色体。减数分裂I是第一次这样的分裂,涉及到几个关键步骤,其中包括:二倍体细胞中复制染色体的凝聚;同源染色体的配对及其信息交换;最后,通过微管网络分离同源染色体。最后一步分离两个单倍体前体细胞之间的同源物,这些细胞可能随后进入减数分裂的第二阶段,即减数分裂II。

交叉与突触复合体

同源染色体之间的等价片段交换发生在减数分裂早期,称为交叉。这一过程依赖于这些同系物的紧密联系,它们之间通过形成一种称为突触复合体的连接蛋白框架而结合在一起。为了正常工作,这个复合体需要三个部分:(1)垂直的侧方元素,它沿着两条并置的同源染色体的内向侧形成;(2)位于染色体之间的垂直中心元素;(3)连接垂直和中心成分的横丝或水平蛋白线。这个结果经常被比作梯子,梯子的横向构件充当腿,横向细丝类似于横档。重要的是,联会复合体有助于精确地排列同源染色体,使遗传物质的等位延伸之间能够交叉;然而,这个框架是暂时的,大多数在重组发生后会溶解。(3)连接垂直和中心成分的横丝或水平蛋白线。这个结果经常被比作梯子,梯子的横向构件充当腿,横向细丝类似于横档。重要的是,联会复合体有助于精确地排列同源染色体,使遗传物质的等位延伸之间能够交叉;然而,这个框架是暂时的,大多数在重组发生后会溶解。

减数分裂与染色体异常

减数分裂是一个复杂的过程,尽管有细胞的保护,错误还是会发生。有时,这种错误是由于染色体在细胞间的不分离造成的。在减数分裂I期,这意味着一对同源染色体可能会在两个产生的细胞中的一个中结束,而另一个则完全没有染色体。当接收到两个同源物的前体进入并完成减数分裂II时,形成的两个子细胞都拥有两个有关染色体的拷贝,而不是预期的单一拷贝。

在第一次减数分裂过程中发生不分离的一个比较显著的结果是21三体,其中一个个体有三个21号染色体的拷贝。通常被称为唐氏综合症,这种情况的特征是明显的面部特征,发育迟缓和心脏缺陷。尽管不分离导致唐氏综合症和其他三体的确切原因是可变的,但它可能是由于分离染色体的微管装置的问题,或是连接染色体的蛋白质的缺陷。


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