Mejoza to podział komórki, w wyniku którego z jednej komórki diploidalnej powstają cztery komórki haploidalne. Mejoza u roślin i grzybów prowadzi do wytworzenia haploidalnych zarodników (mejospor), z których rozwija się pokolenie haploidalne (gametofit) rozmnażające się płciowo. U zwierząt w wyniku mejozy dochodzi do wytworzenia gamet.

Mejoza zachodzi wyłącznie w komórkach diploidalnychdiploidalnośćdiploidalnych. Składa się z dwóch następujących po sobie podziałów, określanych jako:

• I podział mejotyczny (mejoza I) – podział redukcyjny;

• II podział mejotyczny (mejoza II)  – podział zachowawczy.

W porównaniu z mitoząmitozamitozą, która trwa ok. godziny, mejoza może trwać od kilkunastu godzin (u pantofelków) do nawet kilkudziesięciu lat (u ssaków).

Okres, w którym komórka przygotowuje się do podziału mejotycznego bądź mitotycznego, nazywany jest interfazą. W tym stadium dochodzi do replikacji DNA i podwojenia ilości materiału genetycznego. Każdy chromosom składa się wówczas z dwóch takich samych chromatyd, czyli dwóch takich samych cząsteczek DNA.

Pierwszy podział mejotyczny dzieli się na następujące etapy:

• Profaza I. To jeden z najbardziej skomplikowanych etapów mejozy. Ze względu na zachodzące w profazie I procesy podzielono ją na pięć kolejnych faz:
  – leptoten; następuje kondensacja chromatyny do postaci nitkowatych chromosomów, których telomery znajdują się w pobliżu otoczki jądrowej;
  – zygoten; chromosomy homologiczne łączą się w pary, tworząc biwalentybiwalentbiwalenty (tetrady), składające się łącznie z czterech chromatyd;
  – pachyten; postępuje kondensacja chromosomów. Dochodzi do procesu crossing‑over, który polega na wymianie fragmentów chromatyd niesiostrzanych chromosomów homologicznych tworzących biwalent. W miejscach wymiany fragmentów materiału genetycznego powstają chiazmy, czyli krzyżowe połączenia pomiędzy chromatydami, które brały udział w crossing‑over.

• – diploten; następuje zakończenie procesu crossing‑over oraz utrata połączenia chromosomów z otoczką jądrową;
  – diakineza; dochodzi do terminacji chiazm, zakończenia procesu kondensacji chromosomów oraz zaniku otoczki jądrowej i jąderka; nici wrzeciona kariokinetycznego łączą się z centromerami chromosomów.

RGfkJnCuXlaAe

ilustracja przedstawia przebieg procesu crossing‑over. Na początku procesu jest para chromosomów homologicznych - jeden chromosom jest niebieski, drugi różowy. W górnej części mają krótsze ramiona, w dolnej dłuższe. Następnie dochodzi do łączenia się chromosomów homologicznych i tworzenia biwalentów. Dwa chromosomy zbliżają się do siebie. Następuje crossing‑over - chromosomy - ich wewnętrzne ramiona częściowo się przenikają - wymieniając fragmenty na końcach ramion. Połączenie w miejscu, w którym doszło do wymiany odcinków chromatyd pomiędzy chromosomami homologicznymi nazywane jest chiazmą. W efekcie powstają chromosomy o zrekombinowanych chromatydach - i tak chromosom niebieski na ramionach po jego prawej stronie ma różowe końcówki, a chromosom różowy na ramionach po lewej stronie ma niebieskie końcówki.

• Metafaza I. W metafazie I biwalenty ułożone są w płaszczyźnie równikowej komórki, tworząc płytkę równikową. Połączenie z nićmi wrzeciona kariokinetycznego spowoduje w kolejnym etapie losowy rozdział chromosomów homologicznych do dwóch biegunów komórki, po jednym z pary w biwalencie.

• Anafaza I. Włókna wrzeciona kariokinetycznego ulegają skróceniu, przyciągając chromosomy do biegunów komórki po jednym z pary. Każdy z chromosomów nadal składa się z dwóch chromatyd. W anafazie dochodzi do redukcji liczby chromosomów poprzez rozdzielenie chromosomów homologicznych do dwóch komórek potomnych.

• Telofaza I. Następuje odtworzenie otoczek jądrowych i częściowa despiralizacja chromosomów. W wyniku cytokinezy dochodzi do powstania dwóch komórek potomnych o zmniejszonej o połowę (względem komórki macierzystej) liczbie chromosomów.

W wyniku I podziału mejotycznego powstają dwie komórki haploidalne ze zrekombinowanym zestawem chromosomów.

Przed II podziałem mejotycznym następuje interkineza, określana jako interfaza II. W tym stadium nie zachodzi replikacja DNA.

Etapy drugiego podziału mejotycznego są następujące:

• Profaza II. Następuje ponowna kondensacja materiału genetycznego, aż do najbardziej upakowanej formy, czyli chromosomów, zanika otoczka jądrowa oraz jąderko i tworzy się wrzeciono kariokinetyczne.

• Metafaza II. Chromosomy ustawione zostają w płytce równikowej, a nici wrzeciona podziałowego przyłączają się do centromerów chromosomów.

• Anafaza II. Na skutek skracania nici wrzeciona podziałowego dochodzi do podziału centromerów i rozejścia się chromatyd do przeciwległych biegunów komórki. Chromatydy stanowią chromosomy potomne.

• Telofaza II. Odtworzona zostaje otoczka jądrowa wokół chromosomów, które ulegają dekondensacji do chromatyny.

• Cytokineza. Następuje podział cytoplazmy między komórki potomne, a następnie utworzenie pierścienia podziałowego, zbudowanego z białek kurczliwych (u zwierząt) lub powstanie wrzeciona cytokinetycznego (u roślin). Procesy te pozwalają na ukończenie podziału komórki.

Tabela przedstawiająca porównanie mejozy I i mejozy II.

W drodze mejozy u zwierząt powstają gamety, natomiast u roślin i grzybów – zarodniki (mejospory). Z mejospor powstaje pokolenie haploidalne (gametofit), które rozmnaża się płciowo na skutek wytwarzania haploidalnych gamet w wyniku podziałów mitotycznych.

Mejoza ma szczególne znaczenie dla gatunków rozmnażających się płciowo:

Słownik