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11.3: 감수 분열 II

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Meiosis II
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11.3: Meiosis II

11.3: 감수 분열 II

Meiosis II is the second and final stage of meiosis. It relies on the haploid cells produced during meiosis I, each of which contain only 23 chromosomes—one from each homologous initial pair. Importantly, each chromosome in these cells is composed of two joined copies, and when these cells enter meiosis II, the goal is to separate such sister chromatids using the same microtubule-based network employed in other division processes. The result of meiosis II is two haploid cells, each containing only one copy of all 23 chromosomes. Depending on whether the process occurs in males or females, these cells may form eggs or sperm, which—when joined through the process of fertilization—may yield a new diploid individual.

Meiosis II, Human Egg Cells and the Meiotic Spindle Apparatus

Although the goal of meiosis II is the same in both males and females—to produce haploid egg or sperm cells—there are some critical differences in this process between the sexes. For example, in a woman’s egg precursor cells, the meiotic spindle apparatus responsible for separating sister chromatids forms off to one side, near the periphery. This asymmetry allows for two cells of unequal sizes to be produced following meiosis II: a large egg, and a smaller polar body that dissolves. This division of cytoplasm ensures that the egg contains enough nutrients to support an embryo.

The position of the meiotic spindle apparatus is of concern for scientists involved in assisted reproductive technologies, like intracytoplasmic sperm injection (ICSI). ICSI—used to aid couples experiencing infertility—involves a needle to insert a single sperm directly into an egg’s cytoplasm. Embryologists must take care to avoid injection into the area of the meiotic spindle apparatus, as this could damage the microtubule framework and lead to an abnormal number of chromosomes in the resulting embryo. Therefore, embryologists performing ICSI typically predict the location of the spindle based on the position of the polar body or directly visualize the structure using techniques like polarized light microscopy.

Another unique feature of female meiosis is that the egg precursor cells undergo cell cycle arrest, first in prophase I, and then in metaphase II. At puberty, female sex hormones release the egg cells from prophase I arrest, and meiosis II begins. Subsequently, egg cells arrested in metaphase II are released from the ovary into the fallopian tube, where meiosis only resumes if fertilization occurs. This means that the meiotic spindle apparatus is formed and associated with chromosomes, but does not complete the process of separating sister chromatids until after a sperm and egg precursor cell join.

The arrest of meiosis II poses a unique challenge to women who choose to have their eggs frozen, as many in vitro fertilization protocols require that these cells be isolated during metaphase II and then frozen. Given that problems with the meiotic spindle can cause chromosomal abnormalities like trisomies, considerable research has been dedicated to determining which egg-freezing procedures have only minimal effects on this structure. To diminish damage to eggs, techniques have been developed where sugar or other cryopreservation agents are added to the freezing medium, which limits the formation of ice crystals that can harm cells upon thawing.

메이오스아제 II는 메이오시스의 두 번째이자 마지막 단계입니다. 그것은 각 동종 초기 쌍에서 하나 단지 23 염색체를 포함하는 meiosis I 도중 생성된 haploid 세포에 의존합니다. 중요한 것은, 이들 세포에 있는 각 염색체는 2개의 결합된 사본으로 이루어져 있고, 이 세포가 meiosis II를 입력할 때, 목표는 그밖 분할 프로세스에서 이용된 동일 microtubule 기지를 둔 네트워크를 사용하여 그 같은 자매 염색체를 분리하는 것입니다. meiosis II의 결과는 2개의 haploid 세포입니다, 각각 모든 23 염색체의 단지 1개의 사본을 포함하는. 프로세스가 남성 또는 여성에서 발생하는지 여부에 따라, 이 세포는 수정 과정을 통해 결합 될 때 - 새로운 diploid 개별을 산출 할 수있는 계란이나 정자를 형성 할 수있다.

메이오스증 II, 인간 계란 세포 및 메이오틱 스핀들 장치

meiosis II의 목표는 남성과 여성 모두에서 동일하지만 - haploid 계란 또는 정자 세포를 생산하기 위해 -남녀 사이의이 과정에 몇 가지 중요한 차이가 있다. 예를 들어, 여성의 계란 전구체 세포에서, 자매 염색체를 분리하는 것을 담당하는 메이오틱 스핀들 장치는 주변 부근에서 한쪽으로 형성됩니다. 이 비대칭은 meiosis II 다음에 따라 생성 될 불평등 한 크기의 두 세포를 허용: 큰 계란, 그리고 용해 작은 극성 몸. 세포질의 이 분할은 계란이 태아를 지원하기에 충분한 영양소를 포함하는 것을 보장합니다.

메이오능 스핀들 장치의 위치는 인트라토플라스믹 정자 주사 (ICSI)와 같은 보조 생식 기술에 관련된 과학자들에 대한 관심사입니다. ICSI는 불모를 경험하는 부부를 돕기 위하여 이용됩니다 - 계란의 세포질에 직접 단 하나 정액을 삽입하는 바늘을 관련시킵니다. 배아학자들은 미세관부 프레임워크를 손상시키고 결과 배아에서 비정상적인 수의 염색체로 이어질 수 있으므로 메이오능 스핀들 장치의 부위로 주입되는 것을 피하기 위해 주의를 기울여야 합니다. 따라서 ICSI를 수행하는 배아학자들은 일반적으로 극체의 위치에 따라 스핀들의 위치를 예측하거나 편광광 현미경 검사법과 같은 기술을 사용하여 구조를 직접 시각화한다.

여성 meiosis의 또 다른 독특한 특징은 계란 전구체 세포가 세포 주기 체포를 겪는다는 것입니다, prophase I에서 처음, 그리고 전위 II에서. 사춘기에서, 여성 성 호르몬은 prophase I 체포에서 계란 세포를 방출하고, meiosis II가 시작됩니다. 그 후, 메타페이오 II에서 체포된 계란 세포는 난소에서 나팔관으로 방출되며, 여기서 메이오시스는 수정이 발생하는 경우에만 재개됩니다. 이는 메이오능 스핀들 장치가 형성되고 염색체와 연관되어 있지만, 정자와 계란 전구체가 결합될 때까지 자매 염색체를 분리하는 과정을 완료하지 않는다는 것을 의미한다.

meiosis II의 체포는 많은 체외 수정 프로토콜이 메타상 II 도중 격리되고 그 다음 동결될 것을 요구하기 때문에, 그들의 계란을 동결하기 위하여 선택하는 여자에게 유일한 도전을 제기합니다. 메이오스틱 스핀들 문제가 삼각과 같은 염색체 이상을 일으킬 수 있다는 점을 감안할 때, 상당한 연구는 어떤 계란 동결 절차가 이 구조에 최소한의 영향을 미치는지 결정하는 데 전념해 왔습니다. 계란의 손상을 감소시키기 위하여는, 설탕 또는 그밖 냉동 보존 에이전트가 해동시 세포를 해동시 세포를 해칠 수 있는 얼음 결정의 형성을 제한하는 동결 매체에 추가되는 기술이 개발되었습니다.

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