Meióza je zvláštní typ buněčného dělení. Na rozdíl od mitózy, tedy způsobu dělení běžných tělních buněk, vzniká při meióze buňka, která má pouze polovinu obvyklého počtu chromozomů, z každého páru jeden. Z tohoto důvodu se meióza často nazývá redukční dělení. Z dlouhodobého hlediska meióza zvyšuje genetickou variabilitu, a to způsobem, který bude vysvětlen později.

Průběh meiózy — dvě po sobě následující dělení

Meióza se skládá ze dvou po sobě následujících dělení bez předchozí fáze S (replikace DNA proběhne jen jednou). První dělení (meióza I) je redukční — oddělují se celé homologní chromozomové páry, a počet chromozomů klesne z 2n na n. Druhé dělení (meióza II) je rovnocenné — podobné mitóze, kdy se oddělují sesterské chromatidy. Výsledkem jsou čtyři haploidní buňky (u mnoha organismů), každá s jednou kopií každého chromozomu.

Stručný přehled hlavních fází meiózy I:

  • Profáze I – homologní chromozomy párují (synapse) a dochází k výměně částí mezi nimi, tzv. crossing‑over (vznikají chiasmata), to je klíčový zdroj rekombinace dědičné informace.
  • Metafáze I – páry homologů se řadí v rovině rovníku; orientace každého páru vůči pólu je náhodná (nezávislé rozdělení chromozomů).
  • Anafáze I – homologní chromozomy se oddělují a putují k opačným pólům buňky.
  • Telofáze I a cytokinese – výsledkem jsou dvě dceřiné buňky s haploidním počtem chromozomů, přesto každý chromozom stále obsahuje dvě sesterské chromatidy.

Meióza II probíhá bez předchozí replikace DNA a zahrnuje fáze profáze II, metafáze II, anafáze II (oddělení sesterských chromatids) a telofáze II, po nichž vznikají konečné haploidní gamety nebo buňky, které se dále diferencují.

Vznik gamet a rozdíly mezi pohlavími

Pohlavní rozmnožování probíhá tak, že spermie oplodní vajíčko. Vajíčka a spermie jsou zvláštní buňky, které se nazývají gamety neboli pohlavní buňky. Gamety jsou haploidní; mají pouze poloviční počet chromozomů než normální tělní buňky (tzv. somatické buňky). Oplozením se počet chromozomů v tělních buňkách obnoví na diploidní.

Meiózou vznikají gamety různě podle pohlaví a organismu:

  • Spermatogeneze (u samců savců) vede obvykle ke vzniku čtyř funkčních spermií z jedné meiotické buňky.
  • Oogeneze (u samic savců) je často asymetrická: z jedné meiotické buňky vzniká obvykle jedno velké vajíčko a menší polární tělíska, která obvykle degenerují. U lidí začíná první meiotické dělení již v prenatálním stádiu a je v určitém bodě pozastaveno až do puberty či později.

Jak meióza zvyšuje genetickou variabilitu

Hlavní mechanismy, jimiž meióza přispívá k variabilitě potomstva, jsou:

  • Crossing‑over (rekombinace) v profázi I — dochází k výměně úseků mezi nesoucími alely na homologních chromozomech, což vytváří nové kombinace alel na jednom chromozomu.
  • Náhodné rozdělení homologů při metafázi I (nezávislé kombinování chromozomů) — každá gameta obdrží náhodnou kombinaci chromozomů od obou rodičů.
  • Náhodné spárování gamet při oplození — kombinace dvou gamet při fertilizaci dále zvyšuje počet možných genotypů.

Karyotyp, cytogenetika a lékařský význam

Karyotyp je charakteristický počet chromozomů eukaryotního druhu. Příprava a studium karyotypů je součástí cytogenetiky, genetiky buněk. Karyotyp se běžně používá pro diagnostiku chromozomálních odchylek (např. trisomie 21 — Downův syndrom, monosomie X — Turnerův syndrom) a může odhalit vložení, deleci či přestavbu chromozomového materiálu.

Chyby v meióze a jejich důsledky

Pokud dojde k chybě při rozdělování chromozomů (např. nondisjunkce), mohou vzniknout buňky s abnormálním počtem chromozomů (aneuploidie). Takové chyby často vedou k vývojovým poruchám nebo k neplodnosti. Mnohé z těchto chyb jsou kritické a embrya s výraznými chromozomálními abnormalitami mohou být spontánně ztracena (potrat).

Kde se meióza vyskytuje

Všechna eukaryota, která se rozmnožují pohlavně, používají meiózu. Patří sem i mnoho jednobuněčných organismů. Meióza se nevyskytuje u archeí a bakterií, které se rozmnožují nepohlavně, například binárním dělením. U rostlin a některých řas a hub je meióza součástí složitých životních cyklů (střídání diploidní a haploidní fáze — tzv. střídání generací).

Celkově je meióza klíčovým biologickým procesem, který nejen umožňuje pohlavní rozmnožování, ale také vytváří genetickou rozmanitost, nezbytnou pro evoluční adaptace druhů.