Мейоз та його фази

Генетична інформація про кожну ознаку може бути представлена в клітці у вигляді однієї послідовності нуклеотидів, в цьому випадку клітина називається гаплоидной (грец. Haploos – одиночний і eidos – вид).
Клітини прокаріотів гаплоидни. У еукаріот дві гаплоїдні клітини можуть зливатися з утворенням диплоїдної клітини.

Так виникає зигота при злитті чоловічої та жіночої гамет (грец. Gamete – дружина, gametes – чоловік).
У диплоїдних клітинах кожна хромосома має парну собі, або гомологичную хромосому. Гомологічні хромосоми містять інформацію про одних і тих же ознаках, але аллели можуть різнитися. Число хромосом у гаплоїдному наборі прийнято позначати буквою n. У людини n = 23, у плодової мушки – n = 4 і т.д.

Гаплоїдні клітини утворюються з диплоїдних в ході спеціального клітинного ділення – мейозу (грец. Meiosis зменшення).
У мейоз вступають клітини після реплікації ДНК. Головною подією мейозу є об’єднання, або сінапсіс (грец. Synapsis з’єднання) гомологічних хромосом. Вони утворюють бивалент (лат. Bi -Подвійний і valens – сильний). Потім слід два ділення: в першому – діляться біваленти і до полюсів відходять гомологічні хромосоми, у другому – відбувається поділ подвоєних хромосом. Таким чином утворюються чотири гаплоїдних клітини – відбувається редукція числа хромосом (лат. Reductio – повернення). Редукція хромосом супроводжується їх перекомбінірованієм, або рекомбинацией (лат. Приставка re – повторення), так як під час ділення кожен бивалент орієнтується по відношенню до полюсів випадковим чином. Кількість можливих варіантів орієнтації залежить від кількості хромосом у гаплоїдному наборі. При злитті різних гаплоїдних клітин число комбінацій зростає.

Обмін генетичною інформацією може відбуватися і у прокаріотів. Він не пов’язаний з розподілом і називається статевим процесом: дві бактерії зближуються, і з однієї в іншу переміщається частина молекули ДНК. Потім ця ДНК вбудовується в ДНК клітини-реципієнта, заміщаючи собою гомологічний ділянку ДНК. Заміщена ДНК відразу ж руйнується внутрішньоклітинними нуклеазами.

У еукаріот під час мейозу відбувається конденсація хромосом, утворюється веретено поділу, і тому за аналогією з митозом в мейозі виділяють профазу, метафазу, анафазу і телофазу першого поділу (або профазу I, метафазу I, анафазу I і телофазу I) і профазу, метафазу, анафазу і телофазу другого поділу (або профазу II, метафазу II, анафазу II і телофазу II). Профаза першого поділу мейозу – дуже тривалий процес: у ссавців вона триває більше двох тижнів. У ній відбуваються події, яких немає при мітотичного ділення, перш за все – це сінапсіс гомологічниххромосом.

Якщо другий розподіл мейозу можна відрізнити від мітозу у даного організму тільки за кількістю хромосом (у другому мейотичному розподілі хромосоми присутні в гаплоидном числі), то в першому поділі мейозу хромосоми поводяться абсолютно особливим чином. Крім того, що гомологічні хромосоми об’єднуються, вони можуть обмінятися окремими ділянками. Це відбувається в результаті розриву ланцюжків ДНК і їх репарації. Якщо розірвуться два ланцюжки ДНК, що належать різним гомологів, то при репарації іноді може вийти так, що ДНК одного гомолога виявиться з’єднаної з ДНК гомологичной хромосоми. Цей процес носить назву кросинговеру (англ. Crossing-over – перехрест). Він призводить до того, що ділянки хромосом обмінюються і завдяки цьому різноманітність гамет, що утворюються у даного організму, збільшується в величезне число раз.

Характерною особливістю профази I мейозу на відміну від мітозу є те, що. незважаючи на конденсацію хромосоми багато петлі залишаються неконденсоване і на них відбувається транскрипція. Особливо інтенсивно синтез РНК йде при формуванні жіночих статевих клітин. У деяких видів у ядрах дозрівають жіночих статевих клітин можна бачити хромосоми відходять від них деконденсірованнимі петлями хроматину, на яких йде транскрипція РНК. Їх називають “хромосомами типу лампових щіток”.

Перша метафаза мейозу також відрізняється від метафази мітозу, по-перше, тим, що в неї вступають не поодинокі, а об’єднані попарно хромосоми, тобто біваленти. Кількість бівалентов відповідає гаплоїдному числу хромосом. По-друге, центромерная райони кожної хромосоми на відміну від метафази мітозу здатні взаємодіяти з нитками веретена тільки від одного полюса. Таким чином, центромерная райони складових бивалент хромосом виявляються з’єднаними з різними полюсами.

Для того щоб відбулося правильне роз’єднання двох гаплоїднийнаборів, спочатку хромосоми попарно з’єднуються. В основі об’єднання лежить комплементарна взаємодія окремих ділянок ланцюгів ДНК. Гомологічні хромосоми однакові за розмірами, розташуванню центромерних районів і послідовності чергування генів, хоча аллели можуть різнитися.

...
ПОДІЛИТИСЯ: