1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Мейоз — поняття, послідовність і особливості

Мейоз — поняття, послідовність і особливості

Мейоз – це біологічний процес, в результаті якого з однієї соматичної клітини утворюються 4 гамети з різними комбінаціями генів і редукованими хромосомними наборами. Без цього неможливо статеве розмноження багатоклітинних організмів.

Історія відкриття: в 1883 р при вивченні гаметогенеза і запліднення у черв’яків була виявлена закономірність: в яйцеклітинах і сперматозоїдах міститься в 2 рази менше хромосом, ніж в зиготі. Детальне вивчення гаметогенезу призвело до відкриття нового типу поділу клітини, пов’язаного зі зменшенням кількості хромосом в гаметах в порівнянні з материнським організмом. Визначення основних закономірностей мейозу в біології зайняло близько 50 років.

Фази коротко

Розподіл проходить у 2 послідовних етапи, які прийнято називати мейоз I (або перший поділ мейозу) і мейоз II (або другий поділ мейозу). Між ними є короткий період інтеркінезу (укорочена інтерфаза). Кожен етап складається з 4 фаз, основні процеси яких представлені на наступній схемі мейозу коротко і зрозуміло:

Під час такого поділу відбуваються постійні перебудови ядерних структур і цитоплазми, конденсація і деконденсація ДНК, утворення і розпад білкових комплексів. Схематично представлений мейоз в такій таблиці по фазах:

Назва фазиКоротка характеристика
Профаза IВідбувається обмін гомологічними генами між хромосомами, Підготовка до поділу
Метафаза IХроматин формує метафазну пластинку
Анафаза IБіваленти роз’єднуються, і гомологічні хромосоми переміщаються до різних полюсів клітини
Телофаза IФормування 2 ядер, поділ цитоплазми
ІнтеркінезПідготовка до другого поділу
Профаза IIУ кожній клітині розчиняється ядерна оболонка, утворюється веретено поділу
Метафаза IIХромосоми шикуються в метафазну пластинку
Анафаза IIУ кожній хромосомі роз’єднуються хроматиди і розходяться до різних полюсів
Телофаза IIФормуються ядра, відбувається поділ цитоплазми, поділ завершується

Перший етап

У мейоз вступають певні соматичні клітини після інтерфази. У кожної з них диплоїдний набір хромосом. Присутні гомологічні пари хромосом, які несуть однакові гени, але в різних варіаціях, наприклад, що кодують групи крові А і в.кожна з гомологічних хромосом складається з 2 хроматид, в яких гени представлені в однакових варіаціях.

В результаті мейозу утворюються клітини з гаплоїдним геномом. Кожна з них містить по одній хроматиді з кожного тетради і по одній варіації кожного гена. Виробництво гамет з різними генетичними ознаками має значення для виживання популяції.

Профаза I

Перший етап найскладніший, оскільки відповідає за перерозподіл генетичного матеріалу. У людини його тривалість становить 22,5 доби. У цій фазі відбувається кросинговер-спарені хромосоми обмінюються короткими послідовностями ДНК, гомологічними ділянками. Ця фаза складається з 5 етапів:

Перерозподіл генетичного матеріалу.

  • Лептотена. Хромосоми коротшають, спіралізуються і конденсуються, стають видимими в світловий мікроскоп. В ядрі вони розташовані безладно.
  • Зиготена. Гомологічні хромосоми скріплюються один з одним за допомогою білкових субодиниць – відбувається кон’югація. Такі структури, що складаються з 4 хроматид, називаються тетрадами або бівалентами.
  • Пахитена. Гомологічні хромосоми тісно зв’язуються один з одним, в деяких місцях відбувається зближення, перехрещення (утворюються хіазми) і обмін невеликими паралельними ділянками.
  • Диплотена. Генетичний матеріал частково деконденсується, розкручується і використовується – відбувається синтез РНК і білка. Такі деконденсовані біваленти отримали назву хромосом типу лампових щіток.
  • Диакинез. Хромосоми знову конденсуються. Клітка готується до поділу: розчиняється ядерна оболонка, центріолі передислокуються до різних полюсів клітини.

Метафаза I

У Профазі до поділу готується генетичний матеріал, в метафазі – інші клітинні структури. Ядро позбавлене оболонки, біваленти розташовуються по екватору клітини, утворюючи метафазну пластинку. До кожної хромосоми прикріплено веретено поділу.

Анафаза I

За участю веретена поділу до полюсів клітини підтягується по одній хромосомі з кожної тетради. У клітці сформовані два гаплоїдних генома – у кожного з двох полюсів. Але клітину продовжують вважати диплоїдної до поділу цитоплазми.

Телофаза I
Цитоплазма клітини ділиться на 2 частини. У рослин-шляхом добудовування поперечної клітинної стінки, у тварин цитоплазматична мембрана інвагінується і перешнуровується. Формуються ядра. Утворюється 2 клітини з неудвоєним набором хромосом, що складаються з 2 хроматид. Ці клітини мають тільки по одній варіації кожного гена.

Другий поділ

Другий поділ відбувається після короткої паузи – інтеркінезу. На відміну від інтерфази, характерної для мітозу, в інтеркінезі не відбувається подвоєння генетичного матеріалу. У другий поділ вступають дві клітини з гаплоїдними геномами.

Профаза II

У клітинах руйнуються ядерні структури: мембрани і ядерця. Хромосоми ущільнюються, конденсуються. Екватор клітини тепер перпендикулярний екватору в першому розподілі. Центріолі пересуваються до протилежних полюсів, вибудовується веретено поділу.

Хромосоми впорядковано розміщуються в екваторіальній площині. Метафазні пластинки на двох етапах мейозу взаємно перпендикулярні. Веретено поділу пов’язує центріолі і хроматиди.

Анафаза II

До протилежних полюсів клітини розходиться по одній дочірній хроматиді з кожної хромосоми. У клітині, що ділиться формується 2 редукованих генетичних набору, але клітину вважають гаплоїдної до повного поділу цитоплазми.

Телофаза II

Закінчується редукційний поділ. Заново формуються ядерні мембрани, розділяється цитоплазма. З 2 клітин з гаплоїдним геномом утворюються 4 гамети, де по-різному скомбіновані генетичні ознаки. При гаметогенезе у чоловіків цитоплазма ділиться порівну між 4 сперматозоїдами.

Телофаза II

При гаметогенезі у жінок основна маса цитоплазми відходить до яйцеклітини, більшу частину трьох інших клітин займає ядро. Ці клітини називають полярними тільцями.

Типи мейозу

У життєвому циклі еукаріотичних організмів мейоз може займати різне положення. Залежно від цього виділяють 3 типи мейозу:

Зигоїчний. У деяких одноклітинних організмів мейоз відбувається відразу після злиття двох гамет. Організм диплоиден тільки на стадії зиготи, а основний період життя перебуває в гаплоїдному стані. Таке явище характерне для дріжджів.

Проміжний. У архегоніальних рослин (моховидних, папоротей, плаунів) є гаплоїдна фаза життєвого циклу. В результаті мейозу утворюються спори, з яких проростають заростки – багатоклітинні гаплоїдні організми або гаметофіти. Заростки утворюють гамети. Після злиття гамет (запліднення) відбувається утворення диплоїдної зиготи, що дає початок спорофіту. Таким чином, між мейозом і заплідненням проходить ціла фаза життєвого циклу.

Гаметична редукція. Мейоз проходить тільки при утворенні гамет, як у тварин. Соматичні клітини організму диплоїдні. Гамети живуть відносно короткий час: скільки буде потрібно для запліднення.

Існують і модифікації мейозу. Наприклад, для жаби їстівної характерна така особливість, як напівклональне розмноження. Кожна особина має диплоїдний набір хромосом, отримуючи від кожного з батьків по гаплоїдному набору. Перед мейозом один з батьківських наборів видаляється, а другий-подвоюється. Гамети отримують набір хромосом, повністю ідентичний такому одного з батьків особини. У профазу 1 мейозу рекомбінації не відбувається, оскільки перед вступом в поділ клітини несуть тільки по одній варіації кожного гена.

В процесі мейозу відбувається утворення гамет з редукованими геномами і різними генетичними наборами. У диплоїдних організмів утворюються гамети з гаплоїдним набором хромосом.

Це необхідно для того, щоб після запліднення у зиготи знову відновився диплоїдний генетичний набір. Кросинговер забезпечує формування гамет з різноманітними генотипами, що сприяє виживанню популяції.

ПОДІЛИТИСЯ: