Сущность мейоза
автор статьи -Саид Лутфуллин
Мейоз – деление эукариотической клетки.
Сущность мейоза — образование клеток с гаплоидным набором хромосом.
Мейоз состоит из двух последовательных делений.
Между ними не происходит репликации ДНК – поэтому и набор гаплоидный.
Благодаря этому процессу происходит:
- гаметогенез;
- спорообразование у растений;
- конъюгация у инфузорий;
- изменчивость наследственной информации
Теперь давайте поподробнее рассмотрим этот процесс.
Мейоз представляет собой 2 деления, следующих друг за другом.
В результате чего образуются как правило четыре клетки (за исключением например, овогенеза, где после первого деления, вторая клетка дальше не делится, а редуцируется сразу).
Здесь еще один важный момент: в результате мейоза как правило три клетки из четырех редуцируются, остается одна, то есть происходит естественный отбор. Это тоже одна из задач мейоза.
Интерфаза первого деления:
клетка переходит из состояния 2n2c в 2n4c, так как произошла репликация ДНК.
Профаза:
В первом делении происходит важный процесс – кроссинговер.
В профазе I мейоза, каждая из уже скрученных двухроматидных хромосом, унивалентов тесно сближается с гомологичной ей. Это называется конъюгация (ну путать с конъюгацией инфузорий), или синапсис. Пара сблизившихся гомологичных хромосом называется бивалентом.
Затем хроматида перекрещивается с гомологичной (несестренской) хроматидой на соседней хромосоме (с которой образован бивалент). Места скрещивания хроматид называется хиазмами. Хиазмы открыл в 1909 году бельгийский ученый Франс Альфонс Янсенс.
А потом кусочек хроматиды отрывается в месте хиазмы и перескакивает на другую (гомологичную т.е. несестренскую) хроматиду.
Произошла рекомбинация генов.
Результат: часть генов перекочевало с одной гомологичной хромосомы на другую.
До кроссинговера одна гомологичная хромосома обладала генами от материнского организма, а вторая от отцовского. А после обе гомологичные хромосомы обладают генами как материнского так и отцовского организма.
Значение кроссинговера таково: в результате этого процесса образуются новые комбинации генов, следовательно больше наследственная изменчивость, следовательно больше вероятность появления новых признаков, которые могут оказаться полезными.
Синапсис (конъюгация) при мейозе происходит всегда, а вот кроссинговер может и не произойти.
Из-за этих всех процессов: конъюгация, кроссинговер профаза I более продолжительна, чем профаза II.
Метафаза
Основное отличие первого деления мейоза от митоза:
в митозе по экватору выстраиваются двухроматидные хромосомы, а в первом делении мейоза биваленты гомологичных хромосом, к каждой из которых прикрепляются нити веретена деления.
Анафаза
из-за того, что по экватору выстроились биваленты, происходит расхождение гомологичных двухроматидных хромосом. В отличии от митоза, в котором расходятся хроматиды одной хромосомы.
Телофаза
Образовавшиеся клетки из состояния 2n4c становятся n2c, чем опять таки отличаются от клеток, образовавшихся в результате митоза: во-первых, они гаплоидны. Если в митозе по завершении деления образуются абсолютно идентичные клетки, то то в первом делении мейоза каждая клетка содержит только одну гомологичную хромосому.
Ошибки расхождения хромосом при первом деления могут повлечь за собой трисомию. То есть наличие в одной паре гомологичных хромосом еще одной хромосомы. Например у человека трисомия по 21 является причиной Синдрома Дауна.
Интерфаза между первым и вторым делением
— либо очень короткая, либо ее нет вовсе. Поэтому перед вторым делением не происходит репликация ДНК. Это очень важно, так как второе деление вообще нужно для того, чтобы клетки получились гаплоидные с однохроматидными хромосомами.
Второе деление
– происходит почти так же как митотическое деление. Только в деление вступают гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (n2c), каждая из которых выстраивается по экватору, нити веретена деления прикрепляются к центромерам каждой хроматиды каждой хромосомы в метафазе II. В анафазе II хроматиды расходятся. И в телофазе II образуются гаплоидные клетки с однохроматидными хромосомами (nc). Это необходимо, чтобы при слиянии с другой такой же клеткой (nc) образовалась «нормальная» 2n2c.
От того как «встанут» хромосомы во время метафаз делений мейоза зависит какой будет каждая из образовавшихся клеток. Так вот, процесс этот происходит случайно – это «почва» для наследственной изменчивости. Оставшаяся самая живучая, нередуцировавшаяся клетка, обладает полностью перекомбинированным наследственным материалом – тоже «почва» для наследственной изменчивости.
Сущность мейоза – это процесс уменьшения хромосом в два раза, чтобы при слиянии не получалось «слишком много -полидных» клеток и большая система перетасовки наследственной информации.
Посмотрим на весь процесс «сверху»
Для повторения и закрепления слов-определений, связанных с мейозом, смотрите раздел БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕРМИНЫ
[TESTME 21]
