Structures of Chromosomes(meiosis) 예비레포트

문서 내 토픽

1. Chromosome

DNA와 protein으로 구성된 생명체의 유전 정보를 저장하는 구조이다. 진핵생물의 chromosome의 경우 chromosome을 구성하는 protein의 대부분은 histone이며, 이러한 protein의 경우 DNA를 응축시키는 역할을 한다. 진핵생물에서 분열기가 되기 전에는 euchromatin 또는 heterochromatin 의 형채로 핵 전체에 일정하게 퍼져 있지만 M기가 되면 chromosome의 형태로 고도로 압축한다.
2. Mitosis

1개의 cell에서 identical한 2개의 daughter cell이 형성되는 분열로, 대부분의 cell division이 이에 속한다. Daughter cell과 mother cell이 유전적으로 완전히 같다는 특징이 있으며, prophase에서 유전 물질이 응축해 chromosome이 형성되고, metaphase에서 모든 chromosome이 cell의 적도면에 나열되며, chromosome의 centromere에 spindle fiber이 결합하고, anaphase에 spindle fiber이 짧아지면서 sister chromatids가 분리된다. 이후 cytokinesis가 일어나 2개의 cell로 완전히 분화된다.
3. Meiosis

유성 생식을 하는 생물의 Cell이 분화하면서 cell이 가진 chromosome의 수가 절반이 되는 gamete를 형성하는 cell division으로 일반적으로 유성 생식을 하는 종의 germ cell에서만 일어난다. Meiosis는 총 2회의 분열을 하며, 첫번째 분열에서 homologous chromosome이 분리되고, 2번째 분열에서 sister chromatid가 분리된다. 이때 prophase I 부터 anaphase I 동안 homologous chromosome이 결합했다가 분리되기에, 이 과정에서 homologous chromosome 사이에 유전자가 교환되는 crossover이 나타나며, 이는 유성 생식을 하는 종의 유전적 다양성에 큰 역할을 한다.
4. Meiosis I

Prophase I는 meiosis에서 가장 긴 phase로(쥐의 경우 14일 중 약 13일) homologous maternal and paternal chromosomes pair이 결합하고, 이 과정에서 HR(homologous recombination)에 의한 유전자 교환이 시작되며, 이때 하나의 chromosome당 적어도 1개 이상의 crossover이 나타난다. 이러한 crossover은 chiasma를 통해 확인할 수 있다. Prophase I에서 homologous chromosome이 결합한 형태를 bivalent chromosome이라고 부른다. Metaphase I에서 homologous pair들이 cell의 적도면에 배열되며 이때 kinetochore microtubules이 각 chromosome의 centromere에 결합한다, 이때 homologous pair의 maternal or paternal chromosome이 어떤 방향의 kinetochore microtubules와 결합할지는 무작위적으로 결정되며, 이로 인해 maternal chromosome과 paternal chromosome이 무작위적으로 섞이며, 이는 crossover과 함께 유성생식의 유전적 다양성을 만드는 역할을 한다. Anaphase I에서 kinetochore microtubules가 짧아지면서 homologous chromosome이 분리된다. 이때 cohesin 중 chromosome arm에 존재하는 cohesin만 분해되고 centromere 부분에 존재하는 cohesin은 Shugoshin protein으로 보호받아 분해되지 않은채로 남아있어서 sister chromatid가 분리되는 일을 막는다.
5. Meiosis II

Prophase II에서 nucleoli 가 다시 사라지고 neuclear envelop가 다시 시작된다. Metaphase II에서 spindle fiber이 chromosome의 cnetromere에 결합하고, chromosome이 cell의 적도면에 배열된다. Anaphase II에서 spindle fiber이 짧아지면서 sister chromatid가 분리된다. 이때 ansphase I에서Shugoshin protein에게 보호받아 분해되지 않은 centromere의 cohesin은 더 이상 Shugoshin protein에게 보호받지 못하고 분해되어서 sister chromatid가 분리된다. Telophase II & cytokinesis에서 Chromosome이 길어지고 풀어지면서spindle fiber이 분해된다. Nuclear envelopes 재형성되고 cytokinesis가 완전하게 일어나 4개의 daughter cell이 형성되며. 이때 4개의 daughter cell은 mother cell에 비하여 절반의 염색체를 가진 haplodi이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. Chromosome

Chromosomes are the fundamental units of heredity in living organisms, containing the genetic information necessary for growth, development, and reproduction. They are composed of DNA and associated proteins, and play a crucial role in the storage, replication, and transmission of genetic information from one generation to the next. Understanding the structure and function of chromosomes is essential for understanding the mechanisms of inheritance, genetic disorders, and the evolution of species. Chromosomes are fascinating structures that continue to be the subject of extensive research and study, with new discoveries and insights being made all the time.
2. Mitosis

Mitosis is a fundamental cellular process that is essential for growth, repair, and reproduction in multicellular organisms. During mitosis, a single cell divides into two genetically identical daughter cells, ensuring that each cell in the organism has a complete and accurate copy of the genetic material. This process is tightly regulated and involves a complex series of events, including the duplication of chromosomes, the separation of the duplicated chromosomes, and the division of the cytoplasm. Understanding the mechanisms of mitosis is crucial for understanding the development and functioning of living organisms, as well as for the diagnosis and treatment of various diseases, such as cancer, where the regulation of cell division is disrupted. Mitosis is a fascinating and complex process that continues to be an active area of research and study in the field of biology.
3. Meiosis

Meiosis is a specialized type of cell division that is essential for sexual reproduction in eukaryotic organisms. During meiosis, a single diploid cell divides into four haploid daughter cells, each with a unique genetic makeup. This process is crucial for maintaining the correct chromosome number in the offspring and for generating genetic diversity within a population. Meiosis involves a complex series of events, including the duplication of chromosomes, the pairing and recombination of homologous chromosomes, and the separation of the chromosomes into two daughter cells. Understanding the mechanisms of meiosis is essential for understanding the inheritance of genetic traits, the evolution of species, and the development of reproductive strategies in various organisms. Meiosis is a fascinating and complex process that continues to be an active area of research and study in the field of biology.
4. Meiosis I

Meiosis I is the first stage of the meiotic cell division process, and it is responsible for the reduction in chromosome number from diploid to haploid. During this stage, homologous chromosomes pair up and undergo genetic recombination, creating genetic diversity in the resulting daughter cells. Meiosis I involves a series of complex events, including the duplication of chromosomes, the pairing and crossing over of homologous chromosomes, and the separation of the paired chromosomes into two daughter cells. Understanding the mechanisms of Meiosis I is crucial for understanding the inheritance of genetic traits, the evolution of species, and the development of reproductive strategies in various organisms. Meiosis I is a fascinating and complex process that continues to be an active area of research and study in the field of biology.
5. Meiosis II

Meiosis II is the second stage of the meiotic cell division process, and it is responsible for the further division of the haploid cells produced during Meiosis I. During Meiosis II, the sister chromatids of each chromosome separate and move to opposite poles of the cell, resulting in the formation of four genetically distinct haploid daughter cells. This process is essential for maintaining the correct chromosome number in the offspring and for generating genetic diversity within a population. Understanding the mechanisms of Meiosis II is crucial for understanding the inheritance of genetic traits, the evolution of species, and the development of reproductive strategies in various organisms. Meiosis II is a fascinating and complex process that continues to be an active area of research and study in the field of biology.