МЕЙОЗ
Каждую секунду на Земле гибнет от
старости, болезней и хищников
астрономическое количество живых
существ, и только благодаря размножению,
этому универсальному свойству организмов,
жизнь на Земле не прекращается .
В основе размножения и индивидуального развития организмов
лежит процесс деления клеток.
Особый вид деления клеток, в результате которого образуются половые клетки, называют мейозом .
Особенности мейоза
В отличие от митоза, при котором
сохраняется число хромосом,
получаемых дочерними клетками,
при мейозе число хромосом в
дочерних клетках уменьшается вдвое.
Процесс мейоза состоит из двух
последовательных клеточных делений –
мейоза I (первое деление)
мейоза II (второе деление).
Удвоение ДНК и хромосом происходит только
перед мейозом I .
В результате первого деления мейоза,
называемого редукционным , образуются клетки
с уменьшенным вдвое числом хромосом.
Второе деление мейоза заканчивается
образованием половых клеток
Первое деление мейоза
Фазы
Процессы
Профаза I
Спаривание гомологичных хромосом (одна из них материнская, другая - отцовская) Образование веретена деления.
Метафаза I
Расположение гомологичных хромосом по экватору
Анафаза I
Разделение пар хромосом (состоящих из двух хроматид) и перемещение их к полюсам.
Телофаза I
Образование дочерних клеток.
Исходная клетка имеет диплоидный набор хромосом, которые затем удваиваются. Но, если при митозе в каждой хромосоме хроматиды просто расходятся, то при мейозе хромосома (состоящая из двух хроматид) тесно
переплетается своими частями с другой, гомологичной ей хромосомой (также состоящей из двух хроматид), и происходит кроссинговер.
Затем уже новые хромосомы
с перемешанными «мамиными» и «папиными» генами расходятся
и образуются клетки с диплоидным набором хромосом, но состав этих хромосом уже отличается от исходного, в них произошла
рекомбинация .
Второе деление мейоза
Фазы
Процессы
Профаза II
Возникшие в телофазе I дочерние клетки проходят митотическое деление. Центромеры делятся, хроматиды хромосом обеих дочерних клеток расходятся к их полюсам .
Метафаза II
Анафаза II
Телофаза II
Образование четырех гаплоидных ядер или клеток.
Второе деление мейоза происходит без синтеза ДНК, поэтому при этом делении количество ДНК уменьшается вдвое. Из исходных клеток с диплоидным набором хромосом возникают гаметы с гаплоидным набором.
В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидных клетки.
Гаметогенез – это процесс
образования мужских
или женских гамет (половых
клеток).
Краткий обзор этапов гаметогенеза
Гаметогенез подразделяется на сперматогенез (процесс образования сперматозоидов у самцов) и оогенез (процесс образования яйцеклетки). По тому, что происходит с ДНК, эти процессы практически не отличаются: одна исходная диплоидная клетка дает четыре гаплоидные. Однако, по тому, что происходит с цитоплазмой, эти процессы кардинально различаются.
Овогенез
Исходная клетка, из которой в последствии образуется зрелая яйцеклетка, называется ооцитом первого порядка. После деления из него образуется ооцит второго порядка и первое полярное тельце. Затем происходит второе деление мейоза, в результате образуется гаплоидный оотид и второе полярное тельце. Первое полярное тельце за это время тоже успевает поделиться, таким образом всего получается три гаплоидных полярных тельца. В оотиде происходят некоторые процессы созревания и он превращается в яйцеклетку. Она содержащая почти всю цитоплазму исходного ооцита, но гаплоидный набор хромосом. Эти хромосомы уже прошли рекомбинацию, т.е. если исходно клетки содержат одну хромосому от мамы, одну от папы, то в зрелой яйцеклетке в каждой хромосоме чередуются куски, полученные от одного и второго родителя.
Сперматогенез
При сперматогенезе цитоплазма исходного
сперматоцита первого порядка делится (первое
деление мейоза) поровну между клетками, давая
сперматоциты второго порядка. Второе деление
мейоза приводит к образованию гаплоидных
сперматоцитов второго порядка. Затем
происходит созревание без деления клетки,
большая часть цитоплазмы отбрасывается, и
получаются сперматозоиды, содержащие
гаплоидный набор хромосом очень мало
цитоплазмы.
Биологическое значение мейоза
1. Обеспечивается постоянный для каждого вида полный диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК.
2. Возникает большое количество качественно различных половых клеток, что способствует наследственной изменчивости.
3. Нарушение процесса мейоза приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.