Meiose er en særlig form for celledeling. I modsætning til mitose, som er den måde, normale kropsceller deler sig på, resulterer meiose i celler, der kun har halvdelen af det sædvanlige antal kromosomer, én fra hvert par. Af den grund kaldes meiose ofte for reduktionsdeling. På længere sigt øger meiose den genetiske variation på måder, som beskrives nedenfor.

Hvad er formålet med meiose?

Seksuel formering kræver, at to haploide kønsceller smelter sammen: en sædcelle og et æg. Disse kønsceller (gameter) er haploide og har kun halvt så mange kromosomer som en normal kropscelle (en somatisk celle). Ved befrugtning smelter to gameter sammen og genopretter det diploide kromosomtal, så det nye individ får kromosomer fra begge forældre. Dermed sikrer meiose både reduktion af kromosomtal før befrugtning og genetisk variation mellem afkom.

Kromosomtallet og karyotyper

Det grundlæggende antal kromosomer i kropscellerne hos en art kaldes det somatiske antal og betegnes 2n. Hos mennesker er 2n = 46; vi har 46 kromosomer i vores somatiske celler. I kønscellerne er kromosomantallet n (mennesker: n = 23). I normale diploide organismer findes kromosomer altså i to kopier — én kopi fra hver forælder — bortset fra kønskromosomerne, hvor fordelingen kan variere. Hos pattedyr har hunnen typisk to X-kromosomer, og hannen ét X- og ét Y-kromosom.

En karyotype er det karakteristiske kromosomnummer og kromosomudseende for en eukaryote art. Udarbejdelse og undersøgelse af karyotyper er en del af cytogenetikken, som bruges både klinisk (fx ved mistanke om kromosomafvigelser) og i forskning.

Hvordan foregår meiose? (overblik over faserne)

Meiose består af to på hinanden følgende delinger, kaldet meiose I og meiose II. Begge gennemløber faserne profase, metafase, anafase og telofase, men med forskellige vigtige begivenheder:

  • Meiose I (reducerende deling): Homologe kromosomer (de to kopier af samme kromosom — én fra hver forælder) parrer sig og kan udveksle genetisk materiale gennem overkrydsning (crossing-over). Under anafase I trækkes de homologe kromosomer fra hinanden, så hver dattercelle modtager én homolog fra hvert par — dette reducerer kromosomtallet fra 2n til n.
  • Meiose II (lignende mitose): Søsterkromatiderne i hver haploid celle adskilles og fordeles til fire totale datterceller. Resultatet er typisk fire haploide gameter (hos mange organismer) med genetisk forskellig sammensætning.

Genetisk variation ved meiose

To mekanismer i meiose skaber genetisk variation:

  • Overkrydsning (crossing-over) mellem homologe kromosomer i profase I fører til rekombination af gener og nye kombinationer af alleler.
  • Uafhængig sortering af kromosomer ved metafase I — hvilke homologe kromosomer der ender i samme gamet er i det store og hele tilfældigt — hvilket giver mange mulige kromosomkombinationer.

Disse processer betyder, at hver gamet er genetisk unik, hvilket er en central fordel ved seksuel formering i forhold til aseksuel formering.

Forskelle i dannelse af spermier og ægceller

Selvom mekanismerne i meiose er ensartede, er udfaldet i tid og antal forskelligt:

  • Spermatogenese: I manden giver meiose normalt fire funktionelle sædceller fra hver tilbagesættende stamcelle, og processen foregår kontinuerligt fra puberteten.
  • Oogenese: Hos kvinder fører meiose ofte til ét funktionelt æg og flere mindre pollegemer, fordi cytoplasmaet fordeles asymmetrisk. Hos mennesker starter meiose i fosterstadiet, stoppes i flere år (eller årtier) indtil ægløsning, og afsluttes først efter befrugtning.

Konsekvenser af fejl i meiose

Fejl i adskillelsen af kromosomer (nondisjunction) kan føre til aneuploidi — for mange eller for få kromosomer — som kan give alvorlige følger for afkommet (fx trisomi 21, kendt som Downs syndrom). Derfor er korrekt regulering af meiose vigtig for reproduktiv sundhed.

Hvor forekommer meiose?

Alle eukaryoter, der formerer sig seksuelt, anvender meiose. Dette omfatter dyr, planter, svampe og mange encellede eukaryoter. Meiose forekommer ikke hos archaea og bakterier, som primært formerer sig ved aseksuelle processer som f.eks. binær fission.

Opsummering

Meiose er en specialiseret celledeling, der skaber haploide kønsceller og øger genetisk variation gennem overkrydsning og uafhængig sortering af kromosomer. Den er afgørende for seksuel formering og for bevaring af arters kromosomtalg over generationer, men fejl i processen kan føre til kromosomfejl med kliniske konsekvenser.