细胞周期与分裂
减数分裂(meiosis)
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每一个有性繁殖的物种都必须解决这样一个难题:如果孩子从父母双方各得到一整套染色体,那么数目就会每一代翻倍,很快失控。答案是制造一种特殊的生殖细胞,只携带半套,这样当卵子和精子结合时,整套数目就被恢复。减数分裂就是产生染色体数目减半的生殖细胞(卵子和精子)的那种特殊细胞分裂。
减数分裂从一个拥有完整、成对染色体的细胞出发,通过连续两次分裂,产生出拥有单一、不成对染色体的细胞。DNA 只复制一次,但细胞分裂两次。在减数第一次分裂中,相互匹配的成对染色体(同源染色体,分别遗传自父母一方)被分开——这就是把染色体数目减半的“减数分裂”。在减数第二次分裂中(它看起来很像有丝分裂),每条染色体的姐妹染色单体终于被分开。结果是四个细胞,每个都只有原来一半的染色体数目。
减数分裂之所以重要有两个原因:它让染色体数目在世代之间保持稳定,同时它也是遗传多样性的一大引擎。在减数第一次分裂期间,同源染色体彼此交换片段(交叉互换),而成对的染色体又随机排列、随机分开,于是每个生殖细胞最终都得到一份父母基因独一无二的洗牌。这正是兄弟姐妹各不相同的原因。一个常见的混淆是把减数分裂当成“跟有丝分裂一样,只是减半”——其关键而独有的步骤是在减数第一次分裂中分开同源对,这是有丝分裂中从不发生的事。
一个人类体细胞有 46 条染色体,但减数分裂制造出的卵子和精子各只有 23 条——于是当一个带 23 条染色体的精子使一个带 23 条染色体的卵子受精时,这个新个体便回到了 46 条,父母各贡献一半。
46 到 23 再回到 46:减数分裂让染色体数目保持稳定。
减数分裂只复制一次 DNA,却分裂两次——染色体数目减半,是因为同源对在第一次分裂中被分开,而不是因为有任何 DNA 没被复制。
又称
另见