减数分裂
真核细胞的一种特殊的细胞分裂方式 / 维基百科,自由的 encyclopedia
减数分裂(拉丁语:meiosis)是一种特殊的细胞分裂方式,这种分裂使染色体数目减半,产生单倍体细胞,每条染色体源自于其亲代细胞[1] 。减数分裂是一种特殊的有丝分裂。这个过程会发生在所有有性生殖单细胞或多细胞真核生物体内,包括动物、植物以及真菌[2][3][4][5]。减数分裂涉及两轮分裂,最终产生四个细胞,每个染色体只有一倍遗传物质。此外,在分裂之前,来自每条染色体的父本和母本拷贝的遗传物质会交叉,在每条染色体上产生新的密码组合。 稍后,在受精过程中,由雄性和雌性通过减数分裂产生的单倍体细胞将再次融合产生每个染色体具有两倍遗传物质的细胞,即受精卵。
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非整数倍的减数分裂错误是目前已知导致流产的主要因素,也是遗传性胎儿发育不全的最常见原因[6]。
减数分裂在DNA复制之后会进行两轮细胞分裂,产生四个子代细胞,每个细胞会拥有其母细胞的半套染色体。减数分裂开始前,细胞会进入细胞周期的DNA合成期(S期),每条染色体的DNA都复制,从而使染色体由姊妹染色单体组成,通过着丝粒连接在一起。DNA复制后,细胞会立即进入减数分裂I前期,该时期内同源染色体会互相配对(即联会)并且进行交叉互换,DNA剪断并修复,交换一部分遗传信息。而在减数分裂II中,姐妹染色单体的着丝点解开,使两个单体分开。细胞经过减数分裂后形成配子,如精子、孢子或花粉。在雌性动物体内,减数分裂后有二个或三个细胞会形成极体,只有一个会持续发育形成卵细胞。
减数分裂之后,染色体的数目减半,雌雄配子可以通过受精形成合子,细胞中的染色体也因此成为双倍体,各有一半分别来自双亲。因此,减数分裂和受精的交替循环使得有性生殖的生物得以在世代间保持相同数目的染色体。举例来说,人类细胞具有23对染色体(总数量为46条),其中包括了一对性染色体,一半来自母亲,另一半则来自父亲。减数分裂会产生单倍体的配子(卵细胞或精子),各自含有23条染色体。两个配子(一个卵细胞、一个精子)结合时,其合子会重新成为双倍体,染色体又恢复46条染色体即有一半来自于母亲,一半来自于父亲。不同物种染色体数量不同,但减数分裂时都遵循相同模式。