Цитология: мейоз
Мейоз. Фазы мейоза
Мейоз — это способ непрямого деления первичных половых клеток (2n2с), в результате которого образуются гаплоидные клетки (1n1с), чаще всего половые.
В отличие от митоза, мейоз состоит из двух последовательных делений клетки, каждому из которых предшествует интерфаза. Первое деление мейоза (мейоз I) называется редукционным, так как при этом количество хромосом уменьшается вдвое, а второе деление (мейоз II) — эквационным, так как в его процессе количество хромосом сохраняется.
Интерфаза I протекает подобно интерфазе митоза. Мейоз I делится на четыре фазы: профазу I, метафазу I, анафазу I и телофазу I. В профазе I происходят два важнейших процесса — конъюгация и кроссинговер. Конъюгация — это процесс слияния гомологичных (парных) хромосом по всей длине. Образовавшиеся в процессе конъюгации пары хромосом сохраняются до конца метафазы I.
Кроссинговер — взаимный обмен гомологичными участками гомологичных хромосом. В результате кроссинговера хромосомы, полученные организмом от обоих родителей, приобретают новые комбинации генов, что обусловливает появление генетически разнообразного потомства. В конце профазы I, как и в профазе митоза, исчезает ядрышко, центриоли расходятся к полюсам клетки, а ядерная оболочка распадается.
В метафазе I пары хромосом выстраиваются по экватору клетки, к их центромерам прикреп ляются микротрубочки веретена деления.
В анафазе I к полюсам расходятся целые гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид.
В телофазе I вокруг скоплений хромосом у полюсов клетки образуются ядерные оболочки, формируются ядрышки.
Цитокинез I обеспечивает разделение цитоплазм дочерних клеток.
Образовавшиеся в результате мейоза I дочерние клетки (1n2c) генетически разнородны, поскольку их хромосомы, случайным образом разошедшиеся к полюсам клетки, содержат неодинаковые гены.
Сравнительная характеристика митоза и мейоза
| Признак | Митоз | Мейоз | |
| Какие клетки вступают в деление? | Соматические (2n) | Первичные половые клетки (2n) | |
| Число делений | 1 | 2 | |
| Сколько и каких клеток образуется в процессе деления? | 2 соматические (2n) | 4 половые (n) | |
| Интерфаза | Подготовка клетки к делению, удвоение ДНК | Подготовка клетки к делению, удвоение ДНК | Очень короткая, удвоения ДНК не происходит |
| Фазы | Мейоз I | Мейоз II | |
| Профаза | Конденсация хромосом, исчезновение ядрышка, распад ядерной оболочки | Конденсация хромосом, исчезновение ядрышка, распад ядерной оболочки, могут происходить конъюгация и кроссинговер | Конденсация хромосом, исчезновение ядрышка, распад ядерной оболочки |
| Метафаза | Хромосомы выстраиваются по экватору, формируется веретено деления | По экватору располагаются пары хромосом, формируется веретено деления | Хромосомы выстраиваются по экватору, формируется веретено деления |
| Анафаза | К полюсам расходятся хроматиды | К полюсам расходятся гомологичные хромосомы из двух хроматид | К полюсам расходятся хроматиды |
| Телофаза | Хромосомы деспирализуются, формируются новые ядерные оболочки и ядрышки | Хромосомы деспирализуются, формируются новые ядерные оболочки и ядрышки | Хромосомы деспирализуются, формируются новые ядерные оболочки и ядрышки |
Интерфаза II очень короткая, так как в ней не происходит удвоения ДНК, то есть отсутствует S-период.
Мейоз II также делится на четыре фазы: профазу II, метафазу II, анафазу II и телофазу II. В профазе II протекают те же процессы, что и в профазе I, за исключением конъюгации и кроссинговера.
В метафазе II хромосомы располагаются вдоль экватора клетки.
В анафазе II хромосомы расщепляются в центромерах и к полюсам растягиваются уже хроматиды.
В телофазе II вокруг скоплений дочерних хромосом формируются ядерные оболочки и ядрышки.
После цитокинеза II генетическая формула всех четырех дочерних клеток — 1n1c, однако все они имеют различный набор генов, что является результатом кроссинговера и случайного сочетания хромосом материнского и отцовского организмов в дочерних клетках.
Мейоз, в свою очередь, обеспечивает постоянство кариотипа при половом размножении, так как уменьшает вдвое набор хромосом перед половым размножением, который затем восстанавливается в результате оплодотворения. Кроме того, мейоз приводит к появлению новых комбинаций родительских генов благодаря кроссинговеру и случайному сочетанию хромосом в дочерних клетках. Благодаря этому потомство получается генетически разнообразным, что дает материал для естественного отбора и является материальной основой эволюции. Изменение числа, формы и размеров хромосом, с одной стороны, может привести к появлению различных отклонений в развитии организма и даже его гибели, а с другой — может привести к появлению особей, более приспособленных к среде обитания.
Таким образом, клетка является единицей роста, развития и размножения организмов.
