Що таке мейоз

Сучасні уявлення про цитологічних основи спадковості сформувалися тільки після з’ясування генетичного сенсу процесу мейотичного поділу клітин.
Мейоз – це процес утворення гаплоїдних клітин, т. Е. Клітин, що мають половинний набір хромосом. Його можна розглядати як другий тип поділу клітин. Мейоз також можна розглядати і як специфічний варіант клітинної диференціювання. Таким способом утворюються статеві клітини (гамети) і суперечки.
Гамета – це клітина, здатна зливатися з іншого гаметой з утворенням диплоїдної клітини (зиготи), що дає новий організм.
Суперечка – це клітина, здатна самостійно розвиватися в новий організм.
В результаті процесу мейозу з однієї диплоїдної клітини утворюється 4 гаплоїдних (гамети або спори). У більшості організмів мейоз протікає принципово схоже. Він складається з двох послідовних поділів: редукційний розподіл (мейоз-1) і екваціонное розподіл (мейоз-2). У кожному з них розрізняють 4 фази: профазу, метафазі, анафазу і телофазу. Таким чином, весь процес мейозу умовно можна розбити на 8 етапів, плавно переходять один в іншій. Якщо інші шляхи на спеціалізацію починаються після М-періоду клітинного циклу, то мейоз починається після S-періоду, т. Е. Після реплікації хромосом.

Профаза-1. Найбільш складна, тривала і важлива стадія мейозу. Крім процесів, аналогічних процесам профази мітозу (спирализация хромосом, руйнування ядерної мембрани, зникнення ядерця, утворення веретена поділу), визначальне значення для всього подальшого процесу має кон’югація гомологічних хромосом – сінапсіс. Сполучені пари гомологів називаються бівалентах (рис. 3.4).
Гомологічні хромосоми пов’язує особлива структура, утворена з білків каріоплазми – сінаптонемний комплекс (СК). У бівалентах гомологічні хромосоми можуть обмінюватися гомологічними ділянками. Такий процес називається кросинговером. Механізм кросинговеру досить складний. Кроссинговер вносить великий внесок у підвищення генетичного різноманіття, відіграє важливу еволюційну роль і активно вивчається протягом всієї історії генетики. Проте до цих пір він зберігає свої загадки.
У зв’язку з тривалістю і різноманіттям процесів профази-1 її зазвичай поділяють на 5 подстадий.
Лептотена – початок спіралізаціі і ущільнення хромосом.
Зиготена – початок (з окремих ділянок) і завершення синапсису гомологічниххромосом. Відбувається формування СК.
Пахитена – вкорочення і потовщення бівалентов (стадія товстих ниток).
Диплотена – гомологічні хромосоми бівалентов починають розходитися (руйнується СК), але вони пов’язані в декількох зонах контакту – хиазмом. Число хіазм в біваленте може бути різним (зазвичай 2-3), в довгих хромосомах більше, ніж у коротких. Хіазмичасто показують, що між хроматидами відбувається кросинговер.
Діакінезе – хромосоми досягають максимальної спіралізаціі. Зникають хіазми, і до кінця діакінеза хромосоми залишаються пов’язаними тільки в теломерна ділянках.
Наприкінці профази-1 центріолі розходяться до полюсів клітини.
Метафаза-1. Завершується формування веретена поділу. Біваленти концентруються в екваторіальній площині клітини.
Анафаза-1. Гомологічні хромосоми розходяться до полюсів клітини. Кожна хромосома складається з двох хроматид, з’єднаних загальною центромерой.
Телофаза-1. Зазвичай дуже коротка. У полюсів клітини групуються гаплоїдні набори хромосом, в яких представлений тільки один з паригомологов. Відновлюються структура ядра і ядерна мембрана. Відбувається часткова деспіралізация хромосом. Наприкінці телофази-1 настає цитокинез і утворюються дві клітини з гаплоїдний набором хромосом.
Після телофази-1 новоутворені клітини відразу вступають в мейоз-2, який проходить за типом звичайного мітозу.
Профаза-2. Частково деспіралізованние хромосоми добре помітні. Починається процес зворотного спіралізаціі хромосом. Руйнується ядерна мембрана, формується веретено поділу, центріолі починають розходитися до полюсів клітини.
Метафаза-2. Хромосоми вишиковуються в екваторіальній площині. Центромери прикріплюються до микротрубочкам утвореного веретена поділу.
Анафаза-2. Відбувається поділ центромер, і кожна хроматида стає самостійною хромосомою. Дочірні хромосоми спрямовуються до полюсів клітини.
Телофаза-2. Формуються нові ядра з гаплоїдний набором хромосом. Хромосоми деконденсіруются. Настає цитокинез.
Основне біологічне значення мейозу полягає в забезпеченні сталості числа хромосом протягом поколінь при статевому розмноженні. Важливим наслідком мейозу є забезпечення генетичного різноманіття гамет в результаті рекомбінації хромосом і кроссинговера.
Механізм розподілу неядерних генетичних структур (мітохондрій, хлоропластів) при мітозі і мейозі поки невідомий.

Посилання на основну публікацію