减数分裂是将二倍体细胞分裂成单倍体细胞,通过分化在动物体内形成精子和卵子。减数分裂 I 是减数分裂的第一阶段,此时同源染色体的基因重组和倍性水平减少一半。
前期 I 是减数分裂 I 中最广泛和最复杂的步骤,其特征是突触、染色体配对和同源染色体的重组。这个过程由一种称为突触复合体的蛋白质结构促进。突触复合体的组装始于两个同源染色单体之间支架的形成。这些支架被称为轴向元件,它们沿着染色体的整个长度延伸。随后在横向细丝和中间中心元件的帮助下沿轴向元件配对和稳定染色体。
在大多数生物体中,突触需要在 DNA 中形成双链断裂,该断裂由称为 Spo11 的专用酶产生。两条同源染色体可能会在这些双链断裂的修复过程中交叉。每条染色体在前期 I 阶段至少经历一次交叉。
在中期 I 中,成对的同源染色体在赤道上对齐,然后在后期 I 开始移动到细胞的相反两极。在称为不分离的过程中,成对的染色体在后期 I 期间无法分离,导致产生染色体数量异常的子细胞。染色体数量异常会导致遗传疾病,例如唐氏综合征。唐氏综合征是母体减数分裂期间 21 号染色体不分离引起的最常见疾病。这导致受影响个体的身体和认知发育受到阻碍。
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