Митоз - это термин, обозначающий деление клеток, при котором образуется ДНК дочерних клеток, идентичная родительской и друг другу. Мейоз, с другой стороны, приводит к тому, что дочерние клетки генетически уникальны и отличаются друг от друга.

Незадолго до митоза, который для удобства разделен на четыре фазы (профазу, метафазу, анафазу и телофазу), клеточные хромосомы, которые обычно находятся в рыхлом кластере, как небрежно брошенная нить, реплицируются (до этого момента каждая из них существует как одной линейной хроматидой) и начинают конденсироваться в их характерные формы. Затем они мигрируют к середине клетки и собираются в линию из 46, причем концы одного набора хроматид примыкают к концам тех из них на следующей хромосоме. Микротрубочки, идущие перпендикулярно от линии, образованной хромосомами, прикрепляются к сторонам хромосом и раздвигают их так, что каждая вновь формирующаяся дочерняя клетка получает по одной сестринской хроматиде от каждой из 46 хромосом. Клетка заканчивает делиться и формирует новые мембраны вокруг новых ядер и двух новых клеток в целом.

При мейозе процесс начинается с полной репликации ДНК всех 46 хромосом, как при митозе. Однако в клетках яичка и яичника, предназначенных для выработки гаметы, способ, которым хромосомы выстраиваются вдоль оси деления, сильно отличается. При мейозе I гомологичные хромосомы «находят» друг друга и связываются, образуя структуру с двумя соседними хромосомами, одну от матери и одну от отца, называемую двухвалентным. Соприкасаясь с гомологичными хромосомами, они обмениваются друг с другом частями своей ДНК. Например, определенное количество ДНК на длинной руке материнской копии хромосомы 6 (обозначенной q6) может попасть в соответствующее место на хромосоме отца и принять вместо него участок отца q6. Это называется кроссинговером и является одним из двух основных факторов, стимулирующих генетическое разнообразие, возникающее в результате мейоза.

Кроме того, когда биваленты располагаются вдоль линии деления клеток, дублированная хромосома матери находится на одной стороне, а отец - на другой. Тем не менее, тот, который приземляется с какой стороны, является абсолютно случайным по отношению ко всем остальным 22 хромосомам. Это называется независимым ассортиментом, а также вносит большой вклад в генетическое разнообразие организмов, размножающихся половым путем. Фактически, число возможных двухвалентных соглашений увеличено до 23-й степени - около 8,4 миллиона различных комбинаций.

Когда эта клетка расщепляется, завершая мейоз I, в результате получаются две неидентичные клетки, содержащие 23 пары хроматид, соединенных в их центромерах. Эти хроматиды, хотя и очень похожи, не являются сестринскими хроматидами из-за явления кроссинговера при мейозе, которое я подробно описал выше. Затем эти две дочерние клетки немедленно подвергаются другому клеточному делению, напоминающему митоз, в котором хроматиды разрываются на центромерах и разделяются. Напомним, однако, что эта линия делящихся хромосом составляет только 23, а не 46, из-за того, как хромосомы спариваются при мейозе I. Это означает, что каждая из четырех дочерних клеток, полученных в результате мейоза, имеет 23 хромосомы, человеческий гаплоид число. 46 считается диплоидным числом.