Meioos

Meioos (kreeka keeles 'vähenemine') on rakkude jagunemise vorm, mille tulemusena väheneb tütarrakkudes kromosoomide arv kaks korda. Tekib 4 haploidset tütarrakku, mis geneetiliselt materjalilt erinevad üksteisest. Meioosi teel moodustuvad sugurakud ja eosed. Meioosi on tarvis seksuaalse paljunemise toimumiseks.
Meioosi korral toimuvad jagunemised: meioos I ehk taandjagumine ja meioos II ehk võrdjagunemine.
Üldine.
Seksuaalse paljunemise korral on tarvilik viljastumine – kahe eri organismist pärit raku ühinemine. Enamik loomi ja taimi on diploidsed ehk neis olevates somaatilistes rakkudes on igast kromosoomist 2 koopiat. Kuna rakkude ühinemisel kromosoomide arv kahekordistub, siis on vajalik meioos. Meioosi käigus toimub raku jagunemine haploidseteks ehk ühe kromosoomi koopiaga rakkudeks.
Vigane jagunemine meioosi käigus põhjustab aneuploidsust järglastes või viljastatud munarakkudes. Arvatakse, et 20% kõikidest munarakkudest on aneuploidsed, mis on peamiseks viljatuste, raseduse katkemiste ning sünnidefektide põhjuseks.
Ainulaadsete haploidsete rakkude saamiseks on meioosis kasutusel kaks mehhanismi: homoloogsete kromosoomide juhuslik orientatsioon metafaasiplaadil ning ristsiire. Neist kahest mehhanismist piisab, et kahe tekkinud raku geneetilise materjali kordumine on ülimalt ebatõenäoline.
Meioos I protsess.
Meioosile eelneb rakutsüklis interfaas, mis koosneb G1-, S- ja G2- faasist. G1-faasis rakk kasvab. S-faasis toimub DNA replikatsioon, mille ajal kromosoomide arv kahekordistub. Neid identseid kromosoomikoopiaid, mida kutsutakse õdekromatiidideks, hoiavad tsentromeeris kinni kohesiinvalgud. Kromatiide hoitakse koos kuni anafaas II toimumiseni. G2-faasis viiakse läbi viimased ettevalmistused meioosi toimumiseks. Rakuorganellid suurenevad ning sünteesitakse makroergilisi ühendeid.
Meioos I jagatakse nelja peamisse faasi:
Esimese meiootilise jagunemise lõpuks tekib kaks haploidset rakku. Rakke loetakse haploidseks, sest kuigi igas rakus on kaks õdekromatiidi, siis on need mõlemad vaid koopiad ühest homoloogilise kromosoomipaari kromosoomist.
Meioos II protsess.
Mõnes liigis sisenevad rakud enne meioos II algust lühikesse interfaasi või interkineesi. Interkineesis S-faas puudub ehk rakke ei duplitseerita.
Meioosi lõpuks on tekkinud 4 haploidset tütarrakku, mis on geneetilselt ainulaadsed.
Meioosi tüübid.
Eri organismirühmadel on haplo- ja diplofaasi ajalise kestuse vahekord väga erinev. Vastavalt sellele, millisel organismi arenguetapil toimub meioos, eristatakse 3 meioosi tüüpi:
Aneuploidsus.
Kõige lihtsamini märgatavad kromosoomidega seotud probleemid on hälbed kromosoomide arvus. Esineda võivad kromosoomide duplikaadid või toimuda kromosoomide või kromosoomikomplektide kadumised. Neid põhjustab homoloogiliste kromosoomide või õdekromatiidide ebaõnnestunud lahutamine meioosi käigus. See võib aset leida nii meioos I kui meioos II ajal. Meioos I ajal põhjustab homoloogiliste kromosoomide vigane lahutumine kahe kameedi, kus on puudu kromosoom ja kahe gameedi, kus on kaks kromosoomi koopiat, tekke. Meioosi II ajal õdekromatiidide lahutumise läbikukkumisel on ühel gameedil üks kromosoom puudu, kaks normaalset gameeti ning üks gameet kahe kromosoomi koopiaga.
Liigile sobiliku kromosoomide arvuga isendit loetakse euploidseks – inimese puhul 23 paari olemasolu korral. Kui arv ei ole sobi on tegu aneuploidse isendiga. Aneuploidsust loote kromosoomidest peetakse oluliseks raseduse katkemise ja kaasasündinud haiguste põhjuseks. On teada, et munarakkude aneuploidsuse sagedus tõuseb ema vanusega. Seda seostatakse kohesiinikomplekside ebakorrektse jagunemisega meiootilistes kromosoomides. Isa vananemine säärast vigade esinemise tõenäosuse kasvu ei too. Seda selgitatakse meestel olemasoleva ja naistel puuduva metafaasi ja anafaasi ülemineku kontrollmehhanismiga, mis meeste meioosis vigaste rakkude rakutsükli peatab.
Kõige tavalisem aneuploidsuse juht on Downi sündroomi esinemine, mis tekib 21. kromosoomi trisoomiaga.
Loomariigis väga haruldane on polüploidsuse ehk ebakorrektse arvu kromosoomide komplektide esinemine. Kõik polüploidsed loomad on steriilsed, kuna meioos ei saa normaalselt toimuda. Taimeriigis esineb seda aga tihti ning polüploidsed taimed on tihti suuremad kui nende euploidsed liigikaaslased.