Mitoosi ja meioosi: vaiheet ja erot

Solusykli ja kromosomit

Ihmisen tavallisessa solussa on 46 kromosomia eli 23 paria. Parin kromosomit ovat homologisia: niissä on samat geenit samassa järjestyksessä, mutta alleelit voivat olla erilaiset, koska toinen on peritty äidiltä ja toinen isältä. Solua, jossa kromosomit ovat pareittain, kutsutaan diploidiseksi (2n = 46). Sukusolussa on parista vain toinen, joten se on haploidinen (n = 23).

Solusykli jakautuu välivaiheeseen (interfaasiin) ja jakautumisvaiheeseen. Välivaiheessa solu kasvaa ja sen DNA kahdentuu. Kahdentumisen jälkeen jokainen kromosomi koostuu kahdesta identtisestä sisarkromatidista, jotka ovat kiinni toisissaan sentromeerin kohdalta. Kromosomien määrä ei kahdentumisessa muutu: solussa on edelleen 46 kromosomia, mutta nyt 92 kromatidia. Tämä ero on monen yo-vastauksen kompastuskivi.

Mitoosin vaiheet

1. Profaasi: kromosomit kiertyvät tiiviiksi ja tulevat näkyviin, tumakotelo hajoaa ja solun vastakkaisille puolille alkaa muodostua sukkularihmasto.
2. Metafaasi: kromosomit asettuvat jonoon solun keskitasoon, ja sukkularihmat kiinnittyvät kunkin kromosomin sentromeeriin molemmilta puolilta.
3. Anafaasi: sisarkromatidit erkanevat toisistaan ja kulkeutuvat solun vastakkaisiin päihin. Nyt jokainen kromatidi on oma kromosominsa.
4. Telofaasi: kumpaankin päähän muodostuu uusi tumakotelo ja kromosomit alkavat purkautua. Samalla tai heti perään solulima jakautuu (sytokineesi), ja syntyy kaksi tytärsolua.

Tytärsolut ovat perimältään samanlaisia keskenään ja emosolun kanssa. Mitoosin avulla monisoluinen eliö kasvaa, korvaa kuluneita soluja ja korjaa vaurioita, ja monet eliöt myös lisääntyvät suvuttomasti mitoosin avulla.

Meioosin vaiheet

Meioosissa on kaksi peräkkäistä jakautumista, mutta DNA kahdentuu vain kerran, ennen ensimmäistä jakautumista. Siksi kromosomiluku puolittuu.

Ensimmäinen jakautuminen (meioosi I) erottaa homologiset kromosomit toisistaan.

• Profaasi I: homologiset kromosomit pariutuvat. Parin kromosomien kromatidit voivat vaihtaa keskenään vastinosia. Tämä tekijäinvaihdunta (crossing over) tuottaa kromosomeja, joissa on uusia alleeliyhdistelmiä.
• Metafaasi I: kromosomiparit asettuvat solun keskitasoon. Se, kumpi parin jäsen päätyy kumpaankin tytärsoluun, on sattumaa ja riippumatonta muista pareista. Tätä kutsutaan kromosomien itsenäiseksi jakautumiseksi.
• Anafaasi I ja telofaasi I: parin kromosomit erkanevat eri soluihin. Syntyy kaksi haploidista solua, joiden jokainen kromosomi koostuu yhä kahdesta kromatidista.

Toinen jakautuminen (meioosi II) etenee kuin mitoosi: sisarkromatidit erkanevat, ja kummastakin solusta tulee kaksi. Tuloksena on neljä haploidista solua, jotka ovat perimältään erilaisia.

Itsenäinen jakautuminen yksinään antaa yhden ihmisen sukusoluille 2²³ eli noin 8,4 miljoonaa erilaista kromosomiyhdistelmää, ja tekijäinvaihdunta lisää vaihtelua tästä. Jos kromosomit eivät erkane normaalisti, sukusoluun voi jäädä kromosomi liikaa tai liian vähän. Esimerkiksi Downin oireyhtymä johtuu siitä, että kromosomia 21 on kolme kappaletta.

Ihmisellä meioosi tapahtuu sukurauhasissa. Miehellä siittiöiden muodostuksessa jokaisesta meioosista syntyy neljä siittiötä, naisella munasolun muodostuksessa yksi munasolu ja poistuvat pienet poolisolut. Kasveilla meioosissa syntyy itiöitä.

Kromosomit ja kromatidit vaihe vaiheelta

Kun tehtävä kysyy kromosomien tai DNA:n määrää jakautumisen eri vaiheissa, laske kromosomit sentromeerien mukaan: jokaisella kromosomilla on yksi sentromeeri, oli siinä yksi tai kaksi kromatidia. Alla luvut yhdessä ihmisen solussa meioosin aikana.

Mitoosissa luvut kulkevat samoin kahdentumiseen asti, mutta anafaasissa sisarkromatidit erkanevat, ja kumpaankin tytärsoluun jää 46 kromosomia, joissa kussakin on yksi kromatidi.

Mitoosi ja meioosi vertailussa

Näin vastaat vertailutehtävään

Vertailutehtävässä pisteet tulevat eroista ja yhtäläisyyksistä, ei kahdesta erillisestä kuvauksesta. Kirjoita siksi kohta kerrallaan: kerro samassa virkkeessä, miten asia menee mitoosissa ja miten meioosissa, ja selitä, miksi ero on olemassa. Esimerkiksi: "Mitoosissa tytärsoluja syntyy kaksi ja ne ovat perimältään samanlaisia, koska sisarkromatidit ovat toistensa kopioita. Meioosissa niitä syntyy neljä ja ne ovat erilaisia, koska tekijäinvaihdunta ja itsenäinen jakautuminen sekoittavat alleeleja." Muista myös yhtäläisyydet: molemmissa DNA kahdentuu ennen jakautumista ja sukkularihmasto vetää kromosomit tai kromatidit solun vastakkaisiin päihin. Jos tehtävässä on kuva jakautuvasta solusta, nimeä vaihe ja perustele nimeäminen kuvasta näkyvällä asialla, esimerkiksi sillä, ovatko kromosomit keskitasossa pareittain vai yksitellen.

Näin aihetta on kysytty yo-kokeessa

Solunjakautuminen on ollut tehtävän pääaiheena 3 kertaa niissä kokeissa, jotka olemme käyneet läpi vanhojen kokeiden aihetaulukossa. Meioosi on lisäksi taustatietoa jokaisessa periytymistehtävässä. Linkki vie tehtävän riville taulukossa, ja piirteet-linkki YTL:n hyvän vastauksen piirteisiin.

• Kevät 2025, tehtävä 4 (15 p.): Meioosin merkitys ja mitoosin säätely. Hyvän vastauksen piirteet, kevät 2025, tehtävä 4
• Kevät 2023, tehtävä 2 (15 p.): Solun rakenteet ja mitoosin tytärsolut. Hyvän vastauksen piirteet, kevät 2023, tehtävä 2
• Syksy 2022, tehtävä 7 (15 p.): Solunjakautuminen ja yksilönkehityksen käsitteet. Hyvän vastauksen piirteet, syksy 2022, tehtävä 7

Yleisimmät virheet

• Kromosomi ja kromatidi sekoittuvat. DNA:n kahdentumisen jälkeen ihmissolussa on yhä 46 kromosomia, ei 92. Kromatideja on 92.
• Kromosomiluku puolittuu väärässä vaiheessa. Luku puolittuu meioosin ensimmäisessä jakautumisessa, kun homologiset kromosomit erkanevat. Toisessa jakautumisessa erkanevat sisarkromatidit.
• Tekijäinvaihdunta mitoosissa. Homologiset kromosomit pariutuvat ja vaihtavat osia vain meioosissa.
• "Meioosi tapahtuu sukusoluissa". Meioosi tapahtuu soluissa, joista sukusolut syntyvät. Valmis sukusolu ei enää jakaudu.
• Muuntelun lähteet jäävät nimeämättä. Jos tehtävä kysyy, miksi sisarukset ovat erilaisia, mainitse tekijäinvaihdunta, itsenäinen jakautuminen ja hedelmöityksen sattumanvaraisuus erikseen ja selitä kukin.
• Vaiheet luetellaan ilman tapahtumia. Pelkkä "profaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi" ei riitä: kerro, mitä kromosomeille kussakin vaiheessa tapahtuu.

Jatka tästä

Miten meioosissa erkanevat alleelit näkyvät jälkeläisissä, näytetään artikkelissa periytymistehtävät, ja miksi suvullisen lisääntymisen muuntelu on evoluution kannalta tärkeää, artikkelissa evoluution mekanismit. Kokeen rakenne ja pisteytys ovat artikkelissa biologian yo-koe, ja vastauksen rakentamisesta kerrotaan artikkelissa biologian yo-kokeen vastaustekniikka. Solubiologian ja perinnöllisyyden tehtäviä pääset harjoittelemaan palautteen kanssa Laran biologian abikurssilla.

Lähteet

• Opetushallitus, ePerusteet: Lukion opetussuunnitelman perusteet 2019, biologia (opintojakso BI4 Solu ja perinnöllisyys).
• Ylioppilastutkintolautakunta: biologian hyvän vastauksen piirteet, kevät 2025
• Ylioppilastutkintolautakunta: biologian hyvän vastauksen piirteet, kevät 2023
• Ylioppilastutkintolautakunta: biologian hyvän vastauksen piirteet, syksy 2022