Мейоз

Мейоз (от греч. Мейозис –уменьшение)-своеобразный  способ деления клеток  ,приводящий  к уменьшению в них числа  хромосом вдвое  Мейоз  является  центральным звеном  гаметогенеза у животных и  спорогенеза   у растений (рис5.3) Мейоз  состоит  из двух последовательных делений  ,которым предшествует  однократная  редупликация  ДНК Все вещества  и энергия,  необходимые  для осуществления  обоих делений , запасаются  в ходе  предшествующей  мейозу  интерфазы  1 Интерфаза  2 практически отсутствует ,и деления  быстро следуют  одно за другим  В каждом  из делений  мейоза  различают те же четыре стадии: профазу , метафазу , анафазу  и телофазу  ,которые  характерны  для митоза, но отличаются  рядом особенностей

Первое  мейотическое  деление (мейоз 1) приводит к уменьшению вдвое  числа  хромосом  и называется  редукционным  В результате  из одной  диплоидной  клетки  (2n4c) образуются  две гаплоидные (n2c) клетки

Профаза 1  мейоза  наиболее продолжительна  и сложна  Помимо типичных  для профазы митоза  процессов  спирилизации  ДНК и образования  веретена  деления  в профазе1 происходят  два  исключительно важных  в биологическом  отношении события : конъюгация ,или  синапсис , голомологичных  хромосом  и  кроссинговер

Конъюгация – это процесс тесного сближения  гомологичных  хромосом  Такие  спаренные  хромосомы  образуют бивалент и удерживаются  в его составе  с помощью специальных  белков  Поскольку каждая  из хромосом  состоит из двух хроматид , бивалент включает  четыре  хроматиды  и называется  также  тетрадой  В диплоидной  клетке  образуется  n  бивалентов  После  конъюгации  формула  клетки  приобретает вид n4c

В некоторых  местах бивалента  хроматиды конъюгированных  хромосом перекрещиваются  ,рвутся  и обмениваются  соответствующими  участками Такой  процесс обмена  фрагментами  гомологичных  хромосом  назывется  кроссинговером Он обеспечивает  образование  новых комбинаций  отцовских  и материнских  генов  в хромосомах  будущих гамет Кроссинговер  может происходить в нескольких участках (множественный  кроссинговер), обеспечивая  более высокую степень рекомбинации наследственной  информации  в гаметах К концу  профазы  1 степень спирализации  хромосом  возрастает  , хроматиды  становятся  хорошо различимыми ,нити  веретена  деления  от каждого полюса прикрепляются  к центромере  одной  из хромосом  бивалента  Ядерная оболочка  разрушается  и биваленты  направляются к плоскости экватора  клетки

В метафазе  1 мейоза  завершается  формирование  веретена  деления  ,биваленты  устанавливаются  в плоскости  экватора  клетки Нити веретена  с одного полюса  прикрепляются  к центромере каждой хромосомы

В анафазе 1  мейоза  под действием  нитей  веретена  гомологичные  хромосомы  отходят друг от друга  ,направляясь  к противоположным  полюсам  клетки   В результате у каждого из полюсов  клетки формируется  гаплоидный  набор хромосом , содержащий  по одной  двухроматидной  хромосоме  из каждой  пары   гомологичных  хромосом  В анафазе 1 хромосомы  разных  пара ,то есть  негомологичные  хромосомы  ,ведут себя  совершенно  независимо  друг от друга , обеспечивая  образование  самых различных  комбинаций  отцовских  и материнских  хромосом  в гаплоидном  наборе  будущих  гамет Число таких  комбинаций  соответствует  формуле  2^n ,где n-число пар  гомологичных  хромосом У  человека  эта величина  равна 2 ^23  ,то есть 8,4х10^6  вариантов  сочетаний  отцовских  и материнских  хромосом  возможно в гаметах человека

Итак, расхождение  гомологичных  хромосом  в анафазе 1 мейоза  обеспечивает  не только редукцию  числа  хромосом  в будущих половых клетках  ,но и огромное  разнообразие  последних  в силу  случайного сочетания  отцовских  и материнских  хромосом разных  пар

В телофазе 1 мейоза  происходит  формирование клеток , ядра  которых имеют гаплоидный  набор хромосом  и удвоенное  количество  ДНК ,поскольку  каждая  хромосома  состоит  из двух хроматид Клетки, образующиеся  в результате  первого мейотического  деления , имеют формулу  n2c   и после  короткой  интерфазы  приступают к следующему  делению

Второе  мейотическое  деление (мейоз 2)протекает  как  типичный митоз  ,но отличается  тем, что вступающие  в него клетки  содержат  гаплоидный  набор хромосом В результате  такого деления n  двухроматидных  хромосом (n2c), расщепляясь  , образуют n  однохроматидных  хромосом(nc) Такое  деление  называют эквационным (или уравнительным )

Таким образом ,после двух последовательных  мейотических  делений  из одной клетки  с диплоидным  набором  двухроматидных  хромосом (2n4c) образуется  четыре клетки  с гаплоидным  набором  однохроматидных  хромосом(nc)

Биологическое  значение  мейоза заключается  в образовании клеток  с редуцированным  набором  хромосом  и поддержании постоянства  кариотипа  в ряду  поколений  организмов  , размножающихся  половым путем  Мейоз служит основой  комбинативной  изменчивости , обеспечивая  генетическое  разнообразие  гамет  благодаря  процессам кроссинговера  , расхождения  и комбинаторики  отцовских  и материнских  хромосом  Изменения  структуры  хромосом  вследствие  неравного кроссинговера , нарушение расхождения  всех или отдельных хромосом в анафазе  1 и 2  мейотических  делений  приводят к образованию аномальных  гамет и могут  служить основой  гибели  организма  или развития  у потомков  ряда хромосомных  синдромов7

 

 

Рубрики: Биология

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Союз образовательных сайтов