Мейоз
Мейоз – редукционное деление клеток, которое лежит в основе гаметогенеза – процесса образования половых клеток (гамет) у животных и спорогенеза – процесса образования спор у растений и грибов. Мейоз состоит из двух делений, каждое подразделяется на четыре фазы (профаза, метафаза, анафаза, телофаза).
| Фазы мейоза | Характеристика фаз мейоза | Формула клетки |
| Первое деление мейоза (редукционное) | ||
| Профаза 1 | Хромосомы спирализуются, гомологичные хромосомы сближаются, попарно соединяются и накладываются друг на друга – конъюгируют и образуют пары (биваленты). Каждая гомологичная хромосома состоит из двух сестринских хроматид, значит, биваленты фактически состоят из 4-х хроматид и представляют собой тетрады (от лат.тетра – четыре). Движение и спирализация хромосом приводят к тому, что хроматиды гомологичных хромосом переплетаются, образуются перекрёсты – хиазмы, происходит обмен генетическим материалом между хроматидами гомологичных хромосом – кроссинговер, в результате чего возникает новая комбинация генов в данных хроматидах. Ядерная мембрана исчезает. Формируется веретено деления. | 2n4c |
| Метафаза 1 | Пары гомологичных хромосом располагаются на экваторе клетки. Нити веретена деления соединены с центромерами хромосом. | 2n4c |
| Анафаза 1 | Гомологичные хромосомы, образованные двумя хроматидами каждая, расходятся к разным полюсам клетки. Комбинирование у полюсов негомологичных хромосом оказывается случайным и приводит к возникновению разных комбинаций генетического материала у полюсов клетки. При этом число хромосом у каждого полюса становится вдвое меньше, чем в материнской клетке. | 2n4c |
| Телофаза 1 | Формируются ядра, происходит цитокинез, клетка делится. Из одной диплоидной клетки образуются две гаплоидные клетки, каждая с двойным набором хроматид. Эти клетки отличаются друг от друга по наборам генов, а от материнской клетки по наборам генов и по количеству хромосом. | 2n4c (формулы дочерних клеток –n2c) |
| Во время первого деления мейоза происходит редукция (уменьшение) числа хромосом в два раза в дочерних клетках и рекомбинация генетического материала (возникают новые комбинации генов) | ||
| Второе деление мейоза (эквационное) | ||
| Профаза 2 | В ядре не происходит удвоения хромосом. Хромосомы спирализуются, ядерные мембраны исчезают, в каждой клетке формируется веретено деления. | n2c |
| Метафаза 2 | Хромосомы, состоящие из двух хроматид, располагаются на экваторе клетки. Нити веретена деления соединены с центромерами хромосом. | n2c |
| Анафаза 2 | Центромеры хромосом делятся, хроматиды расходятся к полюсам клетки, происходит случайное комбинирование хроматид негомологичных хромосом у полюсов, что также приводит к появлению новых комбинаций неаллельных генов. | 2n2c |
| Телофаза 2 | Хромосомы деспирализуются, образуются ядерные мембраны, клетки делятся. | nc |
| После второго деления мейоза из каждой гаплоидной клетки с двойным набором хроматид возникают две гаплоидные клетки с одинарным набором хроматид, отличные друг от друга по набору генетического материала (генов). Иначе говоря, образуются 4 дочерних клетки с однохроматидными хромосомами. Это половые клетки или споры. | 2n2c (формулы дочерних клеток – nc) |
Биологический смысл мейоза состоит в том, что из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидные клетки, уникальные по набору генов (не похожие друг на друга и на материнскую клетку по набору генетического материала).Гаплоидные клетки получаются потому, что делений два, а редупликация ДНК происходит один раз. Уникальность клеток по набору генов достигается благодаря следующим событиям:
1. Кроссинговеру
2. Независимому расхождению и комбинированию негомологичных хромосом при первом делении.
3. Независимому расхождению и комбинированию хроматид при втором делении.
Уменьшение количества хромосом в гаметах в два раза и восстановление диплоидности в зиготе после оплодотворения обеспечивает генетическую стабильность вида.
Отличия митоза от мейоза
| Митоз | Мейоз |
| Делятся практически все ядерные клетки (соматические клетки многоклеточных организмов и клетки одноклеточных организмов) | Делятся клетки, из которых формируются половые клетки у животных или споры у растений |
| Происходит на протяжении всей жизни многоклеточного организма | Происходит в определённые периоды жизни организма |
| Состоит из одного деления | Состоит из двух делений |
| Из одной клетки образуются, как правило, две клетки, иногда – несколько | Из одной клетки образуются четыре клетки |
| Не происходит рекомбинации генетического материала | происходит рекомбинация генетического материала |
| Количество хромосом и наборы генов материнской клетки и дочерних одинаковые | Число хромосом в дочерних клетках уменьшается в два раза. Наборы генов в дочерних клетках различные |
Гаметогенез у животных.
А – сперматогенез – образование мужских половых клеток:
1- сперматогонии;
2- сперматоцит 1-го порядка;
3 – сперматоциты 2-го порядка;
4 – сперматиды;
5 – сперматозоиды.
Б – овогенез – образование женских половых клеток:
1- овогонии;
2 – овоцит 1-го порядка;
3- овоцит 2-го порядка;
4- полярные тельца;
5 – яйцеклетка.