Meiose II

Meiose II is de tweede en laatste fase van meiose. Het is gebaseerd op de haploïde cellen die worden geproduceerd tijdens meiose I, die elk slechts 23 chromosomen bevatten – één van elke homoloog. Elke chromosoom in deze cellen is samengesteld uit twee samengevoegde kopieën. Wanneer deze cellen meiose II ingaan, is het doel om dergelijke zusterchromatiden te scheiden met behulp van het spoelfiguur, een op microtubuli gebaseerd netwerk dat ook gebruikt wordt in andere deelprocessen. Het resultaat van meiose II is twee haploïde cellen, die elk slechts één kopie van alle 23 chromosomen bevatten. Deze cellenkunnen eitjes of sperma vormen, afhankelijk of dit proces bij mannen of vrouwen plaatsvindt, die – wanneer ze door het bevruchtingsproces worden samengevoegd – een nieuw diploïde kan opleveren.

Meiose II, menselijke eicellen en het meiotische spoelfiguur

Hoewel het doel van meiose II hetzelfde is bij zowel mannen als vrouwen – om haploïde eicellen of zaadcellen te produceren – zijn er enkele kritische verschillen in dit proces tussen de twee seksen. In de voorlopers van eicellen van een vrouw vormt het meiotische spoelfiguur dat verantwoordelijk is voor het scheiden van zusterchromatiden zich bijvoorbeeld aan één kant. Door deze asymmetrie kunnen na meiose II twee cellen van ongelijke grootte worden geproduceerd: een groot ei en een kleiner poollichaampje dat oplost. Deze verdeling van cytoplasma zorgt ervoor dat het ei voldoende voedingsstoffen bevat om een embryo te ondersteunen.

De positie van het meiotische spoelfiguur is van belang voor wetenschappers die betrokken zijn bij kunstmatige voortplantingstechnologieën, zoals intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI). ICSI wordt gebruikt om stellen met onvruchtbaarheid te helpen. In deze procedure wordt een enkele spermacel met behulp van een naald rechtstreeks in het cytoplasma van een eicel gebracht. Embryologen moeten ervoor zorgen dat injectie het gebied van het meiotische spoelfiguur vermijdt, aangezien een beschadiging aan dit microtubuli-raamwerk kan leiden tot een abnormaal aantal chromosomen in het resulterende embryo. Daarom voorspellen de embryologen die ICSI uitvoeren de locatie van de spoel op basis van de positie van het poollichaam of ze visualiseren de structuur direct met behulp van technieken zoals gepolariseerde lichtmicroscopie.

Een ander uniek kenmerk van vrouwelijke meiose is dat de voorlopers van eicellen een stop van de celcyclus ondergaan, eerst in profase I en daarna in metafase II. In de puberteit geven vrouwelijke geslachtshormonen de eicellen vrij tijdens profase I en begint meiose II. Vervolgens worden in metafase II de gestopte eicellen uit de eierstok vrijgelaten in de eileider, waar de meiose pas hervat als de bevruchting plaatsvindt. Dit betekent dat het meiotische spoelfiguur wordt gevormd en wordt gebonden aan chromosomen, maar dat het proces van het scheiden van zusterchromatiden pas wordt voltooid nadat een zaadcel en een voorloper van een eicel zijn samengevoegd.

Het stoppen van meiose II vormt een unieke uitdaging voor vrouwen die ervoor kiezen hun eicellen te laten invriezen, aangezien veel in-vitrofertilisatieprotocollen vereisen dat deze cellen worden geïsoleerd tijdens metafase II en vervolgens worden bevroren. Aangezien problemen met de meiotische spoel chromosomale afwijkingen zoals trisomieën kunnen veroorzaken, is er veel onderzoek gedaan om te bepalen welke procedures voor het invriezen van eieren minimale effecten op deze structuur hebben. Om schade aan eieren te verminderen, zijn technieken ontwikkeld waarbij suiker of andere cryoconserveringsmiddelen worden toegevoegd aan het vriesmedium, waardoor de vorming van ijskristallen wordt beperkt die cellen kunnen beschadigen bij het ontdooien.