Мейоз

Мейоз

Мейоз - способ разделения клеток, при котором происходит уменьшение (редукция) количеству хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидный. Мейоз включает два дели - редукционный (первый) и эквационный (второй). Каждый из них разделяется на ряд стадий (фаз) : профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Эти стадии первого разделения обозначаются римской цифрой I, второго - цифрой II.

Процессы, которые происходят в интерфазе I мейоза, идентичны таким во время митоза: происходит интенсивный синтез белков, увеличения поверхности клеточных мембран, удваивания ДНК.

Профаза I. Наблюдается попарное сближение удвоенных и спирализованных гомологичных хромосом (образование бивалентов). Происходит кроссинговер - слияние и обмен гомологичными участками. Разрушается ядерная оболочка, расходятся центриоли.

Метафаза I. Бивалентны гомологичных хромосом располагаются на экваторе клетки, нити веретена разделения прикрепляются к центромерам.

Анафаза I. К полюсам клетки расходятся удвоенные хромосомы (не сестринские хроматиды, как в метозе) - по одной хромосоме из каждого бивалентная. Происходит двойное уменьшение (редукция) количеству хромосом и их случайное перераспределение в будущих гаметах.

Телофаза I. Происходит образование дочерних клеток уже с гаплоидным набором хромосом. Каждая из хромосом состоит из двух сестринских хроматид, идентичных друг друга.

После первого редукционного разделения мейоза клетки вступают в короткую интерфазу II, которая не сопровождается удваиванием ДНК. Потом начинается второе разделение. В анафазе II дочерние хроматиды расходятся к противоположным полюсам клетки, а в телофазе II из двух клеток, которые возникли во время редукционного разделения, образуются четыре клетки, которые несут гаплоидной набор хромосом.

Мейоз осуществляется при образовании половых клеток у животных и спор у растений (неполовое размножение).

Мейоз

Мейоз — процесс деления созревающих половых клеток (гамет), в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом. Мейоз включает 2 последовательных деления клеточного ядра: редукционное и эквационное (равное). В результате из материнской клетки (2n; 4с) образуются четыре дочерние клетки (n; с) с уменьшенным вдвое хромосомным набором. Каждое из деление включает четыре фазы.

Первое деление мейоза (редукционное)

Профаза I — самая длительная и сложно организованная фаза. Подразделяют на пять стадий:

Лептотена (стадия тонких нитей), в которой гомологичные хромосомы укорачиваются (спирализация и конденсация); исчезает ядрышко и ядерная оболочка.
Зиготена (стадия сливающихся нитей), в которой гомологичные хромосомы приближаются друг к другу и попарно конъюгируют (соединяются вместе), образуя биваленты (пары конъюгировавших гомологичных хромосом).
Пахитена (стадия толстых нитей), в которой гомологичные хромосомы в бивалентах частично отталкиваются друг от друга; в точках соединения между двумя из четырех имеющихся хроматид гомологичных хромосом происходит кроссинговер.
Кроссинговер — обмен равными участками гомологичных хромосом (в резулътате разрывов и восстановления), приводящий к перераспределению в них генов.
Диплотена (стадия двойных нитей), в которой происходит взаимное отталкивание хромосом и образование хиазм (точек соединения гомологичных хромосом). В некоторых клетках (ооциты и сперматоциты животных) хромосомы деспирализуются и приобретают вид «ламповых щеток» (на них продолжается синтез РНК и белка). Это самая длительная стадия мейоза (у человека 12—50 лет).
Диакинез (стадия обособления двойных нитей), в которой хиазмы уменьшаются в размерах и биваленты становятся компактными.
Метафаза I — биваленты выстраиваются по экватору клетки (каждая гомологичная хромосома располагается сверху и снизу от экватора на одинаковом расстоянии). К центромерам прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза I — центромеры не делятся. Нити веретена деления растягивают гомологичные хромосомы к полюсам клетки.

Телофаза I (у растений отсутствует, клетка переходит из анафазы I в метафазу II) — хромосомы удлиняются (деспирализация), и вокруг них формируется ядерная оболочка. Нити веретена деления исчезают. Начинается деление цитоплазмы (у животных) или формирование клеточной стенки (у растений). Образуются две дочерние клетки (n; 2с).

Интеркинез (у животных клеток) — интервал между первым и вторым делениями мейоза. S-период отсутствует, и репликации ДНК не происходит.

Второе деление мейоза (эквационное)

Профаза II (у животных клеток) — процессы, аналогичные митозу. Утолщаются двухроматидные хромосомы. Центриоли расходятся к полюсам в клетках, и формируется веретено деления.

Метафаза II — двухроматидные хромосомы выстраиваются по экватору клеток. К центромерам ирикрепляются нити веретена деления.

Анафаза II — центромеры делятся надвое. Нити веретена деления растягивают к полюсам хроматиды (однохроматидные хромосомы) в клетках.

Телофаза II — однохроматидные хромосомы удлиняются (деспирализация). Разрушаются нити веретена деления. Восстанавливаются ядрышко и ядерная оболочка. Происходит цитокинез в клетках — образуются четыре дочерние клетки (n с).

Значение мейоза

1) образование гаплоидных клеток (гамет и спор) в жизненном цикле организмов;

2) достижение огромного генетического разнообразия гамет и спор в результате случайного распределения между клетками гомологичных хромосом и обмен их участками — кроссинговера.