36.4 : Meiosis vs. Mitosis

세포 분열은 유기체의 성장과 번식에 필요합니다. 유사분열은 체세포를 분열시켜 세포 성장과 발달을 돕습니다. 대조적으로, 감수 분열은 생식 세포의 분열을 일으키고 유성 생식에 필수적인 역할을합니다. 고유한 기능적 요구 사항으로 인해 유사분열과 감수분열은 여러 측면에서 서로 다릅니다.

유사분열과 감수분열 I이 시작되기 전에 세포는 DNA를 합성하여 각 염색체의 두 개의 상동 사본을 생성합니다. DNA 합성은 높은 cyclin-dependent kinase (CDK) 활성에 의해 유사분열 및 감수분열 I 동안 방지됩니다. 이 활성은 복제 전 복합체의 형성을 멈추게 하여 DNA 복제가 시작되지 않도록 합니다.감수분열 I과 II 모두에서 CDK 활성이 높게 유지되기 때문에 감수분열 II가 시작되기 전에는 DNA 합성이 발생하지 않습니다.

감수 분열과 유사 분열은 또한 다른 손상 복구 경로를 사용합니다. 우발적인 DNA 손상은 DNA에 이중 가닥 절단(DSB)을 초래할 수 있으며, 이는 비상동 DNA 말단 결합 또는 상동 재조합에 의해 복구될 수 있습니다. 유사분열에서 우발적이고 무작위적인 DSB는 상동 재조합 복구 과정에 의해 복구됩니다. 대조적으로, 상동 염색체의 쌍 및 재조합은 감수분열 I의 일부이므로 각 감수분열 주기에서 DSB 형성 및 복구가 발생합니다. 유사분열과 달리, 이러한 DSB는 엔도뉴클레아제 Spo11에 의해 염색체의 선택된 위치에서 형성됩니다.

염색체 분리 중에 오류가 발생하여 이수성 세포가 생성될 수 있습니다. 여성의 감수분열은 유사분열 및 남성의 감수분열보다 오류가 발생하기 쉽습니다. 암컷 감수분열에서 높은 오류율에 대한 정확한 이유는 여전히 결정되어야 하지만 몇 가지 요인이 원인으로 간주됩니다. 난모세포의 단일 감수분열 주기는 완료하는 데 최대 40년이 걸릴 수 있으며 수정 후에만 끝납니다. 이러한 오랜 기간은 응집력 저하를 일으켜 자매 염색분체의 조기 방출을 초래할 수 있습니다. 두 개의 상동 염색체를 가진 chiasmata도 시간이 지남에 따라 미끄러져 감수분열 방추체에 대한 2가 분포의 올바른 방향과 부착에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 노화는 방추체 어셈블리 체크포인트 메커니즘에 관여하는 단백질(예: Mad2)의 농도를 감소시킬 수 있으며, 이는 여성 감수분열에서 상대적으로 높은 오류율의 또 다른 원인이 될 수 있습니다.

염색체의 분리는 접합자가 비정상적인 배아로 발달하는 원인이 될 수 있으며, 이는 종종 태아 발달 중 또는 출생 직후에 죽습니다. 또한 다운 증후군 및 터너 증후군과 같은 유전 질환을 유발할 수 있습니다. 염색체 분리 오류의 가능성은 산모의 나이에 따라 증가하는 것으로 밝혀졌습니다. 예를 들어, 30세 미만의 여성이 다운 증후군을 가진 아기를 가질 확률은 0.1% 미만인 반면, 45세 여성의 경우 3.5%로 증가합니다.