Мейоз клетки. Фазы мейоза

Мейоз клетки

Как вам известно, процесс оплодотворения организмов сопровождается слиянием ядер половых клеток (гамет), вследствие чего число хромосом в зиготе удваивается. Таким образом, должен существовать механизм, который бы обеспечивал уменьшение (редукцию) числа хромосом в половых клетках по сравнению с неполовым (соматическими). Именно таким явлением является редукционное деление - мейоз (от греч. Мейозис - уменьшение) - особый способ деления клеток, в результате которого количество хромосом уменьшается вдвое и клетки переходят из диплоидного состояния в гаплоидный.

Мейоз происходит путем двух последовательных делений, Интерфом-за между которыми укорочена, а в растительных клетках вообще может отсутствовать.

В разных организмов мейоз бывает на разных этапах развития. В зависимости от этого различают три типа ядерных циклов.

У одноклеточных животных - споровиков (например, малярийного плазмодия), некоторых водорослей (хламидомонады) и т.д. большая часть жизненного цикла представлена ??гаплоидными клетками и только оплодотворенная яйцеклетка (зигота) - ди-плоидна. Этот тип ядерного цикла происходит с зиготичною редукцией, т.е. первым разделением зиготы является мейоз.

В инфузорий, многоклеточных животных, голосеменных и покрытосеменных растений и др.. большая часть жизненного цикла представлена ??диплоидными клетками, и лишь половые клетки гаплоидные. Такому типу ядерного цикла присуща гаметич-на редукция, т.е. мейоз предшествует образованию половых клеток (гамет).

В морских одноклеточных - фораминифер, высших споровых растений (мхов, папоротников, хвощей, плаунов) ядерный цикл происходит с промежуточной редукцией половина жизненного цикла этих организмов представлена ??гаплоидными клетками, а другая половина - диплоидными. Так, в высших споровых растений мейоз происходит при спорообразования, поэтому неполовое поколение (спорофит) диплоидное, а половое (гаметофит) - гаплоидные.

Во время профазы первого деления (профазы I) начинается спирализация хромосом, однако хроматиды каждой из них не разделяются. В дальнейшем гомологичные хромосомы сближаются, образуют пары (конъюгация гомологичных хромосом). Этот процесс начинается в одной или нескольких точках, а затем распространяется на всю длину хромосом. В это время создается впечатление, будто в ядре гаплоидный.

Фазы митоза бор хромосом, хотя в действительности каждая составляющая этого набора представляет собой пару гомологичных хромосом.

Во время конъюгации может наблюдаться процесс кроссинговера (от англ. Кросинг-овер - перекрест), в ходе которого гомологичные хромосомы обмениваются определенными участками. Вследствие кроссинговера образуются новые комбинации различных состояний определенных (аллельных) генов, которые являются одним из источников наследственной изменчивости.

Через некоторое время гомологичные хромосомы начинают отходить друг от друга. При этом уже становится заметным, что каждая из хромосом состоит из двух хроматид, т.е. образуются комплексы с четырех хроматид (тетради), сцепленных в определенных участках. Наблюдается дальнейшее укорочение и утолщение хромосом; в конце фазы гомологичные хромосомы расходятся, т.е. тетрады распадаются. Исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка и начинается формирование веретена деления.

В метафазе первом мейотическом деления (метафазе I) нити веретена деления прикрепляются к центромер гомологичных хромосом, которые лежат не в плоскости экваториальной пластинки, как при митозе, а по обе стороны от нее.

Во время анафазы первом мейотическом деления (анафазы И) гомологичные хромосомы отделяются друг от друга и движутся к противоположным полюсам клетки. Центромеры отдельных хромосом не разделяются и поэтому каждая хромосома состоит из двух хроматид. В конце фазы у каждого из полюсов клетки собирается половинный (гаплоидный) набор хромосом. Различия отдельных гомологичных хромосом каждой пары является событием случайным, то есть неизвестно, какая из них отойдет к тому или иному полюсу клетки. Это также является одним из источников наследственной изменчивости.

В гелофази первом мейотическом разделения (телофазе И) формируется ядерная оболочка. У животных и некоторых растений хромосомы деспирали-зуються и осуществляется разделение цитоплазмы; у многих растений он может и не происходить. Итак, в результате первого мейотического деления вы-нйкають клетки или только ядра с гаплоидным набором хромосом. Интерфаза между первым и вторым мейотического деления укорочена, молекулы ДНК в это время не удваиваются, а в клетках многих растений интерфаза вообще отсутствует, поэтому они сразу переходят ко второму мейотического деления.

Во время профазы II сп рализуються хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка, центриоли перемещаются (если они есть) к полюсам клеток, начинает формироваться веретено деления. Хромосомы приближаются к экваториальной пластинки.

В метафазе II завершаются спирализация хромосом и формирование веретена деления. Центромеры хромосом располагаются в один ряд вдоль экваториальной пластинки, и к ним присоединяются нити веретена деления. В анафазе II делятся центромеры хромосом и хроматиды расходятся к полюсам клетки благодаря укорочению нитей веретена деления.

При телофаза II хромосомы деспирализуються, исчезает веретено деления, формируются ядрышки и ядерная оболочка. Завершается телофаза II делением цитоплазмы. Итак, в результате второго мейотического деления число хромосом остается прежним и после первого, но количество ДНК, вследствие различия хроматид к дочерним клеткам, уменьшается вдвое.

Таким образом, после двух последовательных мейотического деления материнской диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные дочерние, каждая из которых имеет одинаковый набор генов, но отдельные гены разных дочерних клеток могут находиться в разных состояниях (представленные различными аллелями). То есть дочерние клетки, образовавшиеся, могут отличаться по наследственной информацией.

Биологическое значение мейоза. Если бы при мейотического деления не уменьшалось количество хромосом, то в каждом следующем поколении при слиянии ядер половых клеток она возрастала бы вдвое. Благодаря мейоза созревшие половые клетки получают гаплоидный набор хромосом. При оплодотворении восстанавливается диплоидный набор, свойственный данному виду организмов. Так сохраняются постоянные для каждого вида набор хромосом (кариотип) и количество ядерной ДНК.

Обмен участками между гомологичными хромосомами (процесс кроссинговера), а также независимое расхождение гомологичных хромосом к разным дочерних клеток, способствует наследственной изменчивости, поскольку появляются новые комбинации различных состояний (аллелей) определенных генов. Из каждой пары гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входящих в хромосомного набора диплоидных организмов, в гаплоидному наборе половых клеток находится только один. Она может быть родительской, материнской, отцовской с участком материнской или материнской с участком отцовской.

выводы

Мейоз - особый способ деления клеток, в результате которого количество хромосом уменьшается вдвое, и клетки переходят из дип-лоидного состояния в гаплоидный. Мейоз состоит из двух последовательных делений, интерфаза между которыми укорочена или вообще отсутствует.

Во время первого мейотического деления происходит конъюгация гомологичных хромосом, которые могут обмениваться своими участками (процесс кроссинговера). В анафазе И к разным полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид.

Во время второго мейотического деления к разным полюсам клетки расходятся отдельные хроматиды каждой из хромосом. Вследствие этого образуются четыре дочерние клетки, каждая из которых имеет половинный набор хромосом и половинный набор ДНК (поскольку каждая из хромосом представлена ??только одной хроматид из двух).

Биологическое значение мейоза заключается в поддержании постоянства хромосомного набора организмов, размножающихся половым путем. Процесс мейоза вследствие кроссинговера и независимого распределения гомологичных хромосом вызывает особый тип наследственной изменчивости - комбинативной изменчивости.

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+