Мейоз | справочник Пестициды.ru
Мейоз – универсальное явление, характерное для всех эукариотических организмов. Это особый тип дифференцировки, специализации клеток, приводящий к образованию половых клеток. Он обеспечивает постоянство числа хромосом вида, поскольку образующиеся в результате мейоза гаметы несут гаплоидный набор хромосом. Диплоидный набор восстанавливается при оплодотворении. При мейозе кроме редукции числа хромосом происходит ещё один генетический процесс – кроссинговер или обмен участками между гомологичными хромосомами[1][3].
Типы мейоза
Мейоз – основное звено образования гамет (половых клеток). В процессе мейоза из одной клетки, содержащей двойной набор хромосом, в результате двух последовательных делений формируются четыре половые клетки, каждая из них содержит одинарный набор хромосом. При слиянии мужских и женских половых клеток в процессе оплодотворения двойной набор хромосом восстанавливается[2].
Существует несколько типов мейоза:
Зиготный
Зиготный тип мейоза характерен для грибов типа Аскомицеты (Ascomycota) и типа Базидиомикота (Basidiomycota), некоторых водорослей и других организмов[3].
Зиготный тип наблюдается у организмов, в жизненном цикле которых преобладает гаплоидная фаза. Две клетки (гаметы) сливаются с образованием зиготы с диплоидным набором хромосом. В таком виде диплоидная зигота (покоящаяся спора) приступает к мейозу, дважды делится, образуя четыре гаплоидные клетки, продолжающие размножение[3].
Споровый
Споровый мейоз встречается у высших растений, клетки которых имеют диплоидный набор хромосом. В этом случае в органах размножения растений, образовавшиеся после мейоза, гаплоидные клетки делятся ещё несколько раз[3].
Гаметный
Гаметный тип мейоза встречается у многоклеточных животных и у некоторых низших растений. Он происходит во время созревания гамет. В случае гаметного мейоза при развитии организма наблюдается выделение клоном гермитативных клеток, которые в дальнейшем дифференцируются в половые клетки. Только клетки этих клонов при созревании будут подвергаться мейозу и превращаться в половые клетки.
Все клетки, развивающихся многоклеточных животных организмов, делят на две группы: соматические – из которых образуются клетки всех тканей и органов и герминативные – дающие начало половым клеткам[3].
Биологическое значение мейоза
Биологическое значение мейоза заключается в сохранении хромосомного набора вида из поколения в поколение при половом размножении. Благодаря случайному распределению гомологичных хромосом и обмену их отдельных участков в профазе (первой фазе) редукционного деления, возникающие гаплоидные половые клетки содержат различные сочетания хромосом. Это обеспечивает разнообразие хромосомных наборов и дает материал для естественного отбора [2].
Разделение хромосом при образовании половых клеток происходит методом проб и ошибок
Разбегание хромосом при созревании половых клеток обеспечивается микротрубочками, растягивающими их по клеточным полюсам. Каждая микротрубочка должны связаться с правильной хромосомой, но 9 из 10 хромосом лишь с третьей попытки получают нужное направление движения.
Наши клетки имеют диплоидный набор хромосом: у каждого гена есть материнская и отцовская версии. При делении обычные клетки получают такой же хромосомный комплект: ДНК, приобретённая от матери и от отца, удваивается и распределяется по дочерним клеткам.
Но у половых клеток всё иначе. Если взять, к примеру, яйцеклетку, то в каждой есть либо отцовская половина генома, либо материнская. Предшественник яйцеклетки, ооцит первого порядка, при созревании претерпевает мейотическое деление. Именно во время мейоза и получается так, что в дочернюю клетку попадает либо отцовская, либо материнская копия каждой хромосомы. Разделение хромосом — сложнейший и весьма интересный процесс, который изучается по сей день. Некоторые генетические заболевания связаны именно погрешностями распределения хромосом в мейозе: так, известно, что при болезни Дауна в клетках есть лишняя копия 21-й хромосомы, которая при делении ушла не в свою клетку. В общем, исследование вопросов, связанных с танцами хромосом при клеточном делении, имеет немалую практическую ценность.
Учёные из Европейской молекулярно-биологической лаборатории в Гейдельберге (ФРГ) на страницах журнала Cell сообщают о том, что им удалось увидеть, как происходит распределение хромосом при созревании яйцеклетки мыши. Причём «увидеть» в буквальном смысле: был разработан метод, позволяющий наблюдать за динамикой хромосом, не нарушая целостности клетки.
И что же? У всякой хромосомы есть структура, называемая центромерой. Если вспомнить стандартный портрет материнской и отцовской копий хромосомы в виде буквы Х, то центральная перетяжка в этой букве и будет центромерой. К центромере крепится белковый комплекс под названием кинетохор. При клеточном делении хромосомы растаскиваются в разные стороны с помощью микротрубочек из белка тубулина. Вот кинетохор и служит местом крепления для тубулиновых нитей; с двух сторон клетки в её центр устремляются микротрубочки, чтобы поймать хромосому. Тубулиновые нити, связанные с хромосомами, образуют известную структуру веретено деления.
А теперь вопрос: как микротрубочкам удаётся не запутаться и связаться именно с нужной хромосомой? Как вообще получается, что в этой каше трубочки делят хромосомы между собой строго поровну?
Исследователи восемь часов вели съёмку делящихся предшественников яйцеклеток и обнаружили, что первоначально тубулиновые нити толкают хромосомы в «руки», заставляя их выстроиться в хромосомный пояс в центре веретена деления — так удобнее найти правильного напарника. А на вопрос, как микротрубочкам удаётся так точно связываться с нужными хромосомами, учёные отвечают очень просто: никак.
Образование правильного веретена деления происходит методом проб и ошибок: около 90% хромосом поначалу связываются неправильно, их либо тянут не в ту сторону, либо пытаются тянуть сразу в обе. Но в клетке существует мощный механизм, корректирующий подобного рода ошибки: связи микротрубочек с кинетохорами рвутся и образуются вновь. На каждую хромосому приходится в среднем по три таких попытки. Это можно сравнить с прудом, по берегам которого стоит по роте рыбаков, постоянно забрасывающих удочки, а под водой тем временем ходят водолазы и распутывают образующиеся клубки лески.
Очевидно, что, каким бы совершенным ни был механизм коррекции таких ошибок, они всё равно будут. По словам исследователей, это объясняет частые случаи анеуплоидии — присутствия лишних хромосом — в половых клетках млекопитающих. Дефекты в механизме коррекции, возможно, более всего влияют на женское бесплодие, вероятность которого увеличивается с возрастом. Как пишут авторы, в обычном митотическом клеточном делении, определяющем, например, рост организма, механизм распределения хромосом проще. При митозе микротрубочки выходят из двух чётко очерченных полюсов — клеточных центросом. В созревающей яйцеклетке таких источников микротрубочек около 80, что довольно сильно затрудняет их координацию, особенно в такой крупной клетке, как ооцит. Продолжая сравнение с рыбаками и водолазами, можно сказать, что толпа рыбаков занимает берег безо всякого порядка, и водолазам не всегда хватает рук, чтобы распутать хитросплетения рыболовных снастей.
Подготовлено по материалам Европейской молекулярно-биологической лаборатории.
Источник: Компьюлента
Мейоз
Половое размножение животных, растений и грибов связано с формированием специализированных половых клеток. Мейоз — особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки.
В отличии 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) и 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. Таким образом, все соматические клетки организма содержат двойной, диплоидный (2n), набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную, гомологичную хромосому. Зрелые половые клетки имеют лишь одинарный, гаплоидный (n), набор хромосом и соответственно вдвое меньшее количество ДНК.
Фазы мейоза
Во время профазы I мейоза двойные хромосомы хорошо видны в световой микроскоп. Каждая хромосомы состоит из двух хромотид, которые связаны вместе одной центромерой. В процессе спирализации двойные хромосомы укорачиваются. Гомологичные хромосомы тесно соединяются друг с другом продольно (хроматида к хроматиде), или, как говорят, конъюгируют. При этом хроматиды нередко перекрещиваются или перекручиваются одна вокруг другой. Затем гомологичные двойные хромосомы начинают как бы отталкиваться друг от друга. В местах перекреста хроматид происходят поперечные разрыва и обмены их участками. Это явление называют
Вслед за этим наступает анафаза I, во время которой целые гомологичные хромосомы, каждая состоящая из двух хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки. Очень важно подчеркнуть одну особенность расхождения хромосом на этой стадии мейоза: гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в стороны случайным образом, независимо от хромосом других пар. У каждого полюса оказывается вдвое меньше хромосом, чем было в клетке при начале деления. Затем наступает телофаза I, во время которой образуются две клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом.Интерфаза короткая, так как синтеза ДНК не происходит. Далее следует второе мейотическое деление (мейоз II). Оно отличается от митоза только тем, что количество хромосом в метафазе II вдвое меньше, чем количество хромосом в метафазе митоза у того же организма. Поскольку каждая хромосома состоит из двух хроматид, то в метафазе II центромеры хромосом делятся, и к полюсам расходятся хроматиды, которые становятся дочерними хромосомами.
Только теперь наступает настоящая интерфаза. Из каждой исходной клетки возникают четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.Разнообразие гамет
Рассмотри мейоз клетки, имеющей три пары хромосом (2n = 6). В этом случае после двух мейотических делений образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом (
Биологическое значение мейоза
Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшения числа хромосом, то в каждом следующем поколении при слиянии ядер яйцеклетки и сперматозоида число хромосом увеличивалось бы бесконечно. Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (n) число хромосом, при оплодотворении же восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2n) число.
При мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные половые клетки, а при оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавливается. Следовательно, обеспечивается постоянных для каждого вида полных диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК.
Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Из каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входивших в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится лишь одна хромосома. Она может быть:
- отцовской хромосомой;
- материнской хромосомой;
- отцовской с участком материнской;
- материнской с участком отцовской.
Это приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.Другие заметки по биологии
Митоз, мейоз, гаметогенез, размножение Flashcards
Мы уже сказали, что для полового размножения невозможно без участия специальных клеток-гаметожно без участия специальных клеток-*гамет*.Образование гамет=Гаметогенез
Развитие половых клеток происходит в половых железах=гонадах
В семенниках-мужские половые клетки
В яичниках-женские половые клетки
Сперматогенезогенез*-процесс развития и формирования мужских половых клеток(сперматозоидов), состоит из нескольких стадий:
Фаза размноженияножения* — первая стадия
Первичные половые клетки( по сути это диплоидные клетки половых желез) делятся митозом, в результате чего увеличивается их количество.
При сперматогенезе размножение первичных половых клеток очень интенсивное
Фаза ростаоста* — вторая стадия
Происходит рост клетки(при сперматогенезе, он незначителен), который сопровождается репликацией ДНК, синтезом белков, синтезом РНК, в результате чего образуются клетки-сперматоциты 1 порядка
Фаза созревания
В течение этой фазы происходит два последовательных деления мейоза(после первого деления мейоза образуются сперматоциты 2 порядкале первого деления мейоза образуются *сперматоциты 2 порядка*).
В результате образуются 4 гаплоидные клетки, одинаковые по форме и размерам.
На этой стадии они называются сперматидами
Фаза формирования
серия преобразований в результате которых сперматиды приобретает вид сперматозоида( появляется головка, шейка, хвост).
Строение сперматозоида.
Сперматозоиды-очень мелкие, подвижные клетки, состоят из головки, шейки, средней части и хвоста.
Основную часть головки занимает ядро, у ряда животных в передней части головки имеется акросома
В короткой шейке сперматозоида находится центриоль.
Средняя часть расширена за счет большого количества митохондрий( которые поставляют энергию, обеспечивающую движение жгутика)
Хвост имеет строение типичное для жгутиков: на поперечном срезе 9 пар периферических микротрубочек, окружающих 2 пары центральных микротрубочек.
Каковы различия между митозом и мейозом?
Митоз и мейоз являются процессами деления клеток, при которых одна клетка делится на дочерние клетки.
Термины конкретно относятся к стадиям клеточного деления, на которые делятся хромосомы клетки, которые содержат копии генетической информации организма. Митоз и мейоз различаются по-разному, в том числе количество дочерних клеток, которые в конечном итоге образуются, и количество копий генетической информации, содержащейся в каждой дочерней клетке. Например, при митозе родительская клетка делится, образуя две дочерние клетки, которые содержат две копии каждой из хромосом родительской клетки. При мейозе, с другой стороны, одна родительская клетка делится дважды, чтобы сформировать четыре дочерние клетки, которые содержат только одну копию каждой хромосомы.
Эти различия в результатах митоза и мейоза напрямую связаны с функциями двух форм клеточного деления. Митоз, при котором одна клетка делится на две идентичные клетки, просто используется для роста, развития и восстановления. Например, одна клетка кожи будет делиться, образуя две идентичные клетки кожи. Мейоз, с другой стороны, производит гаметы, такие как яйцеклетки и сперматозоиды у животных или споры у грибов.
Одна хромосомная копия в каждой из мейотических дочерних клеток содержит смесь отцовской и материнской генетической информации, которая гарантирует, что потомство не будет генетически идентичным ни одному из родителей.
Шаги, которые происходят во время процессов мейоза и митоза, также несколько различаются. Различия возникают главным образом потому, что во время мейоза возникают два деления, а во время мейоза — только одно, хотя есть и другие различия. Важно отметить, что дочерние клетки, являющиеся результатом митоза, являются идентичными генетическими соответствиями с родительской клеткой, в то время как те, которые являются результатом мейоза, не являются таковыми. Генетическая целостность организма зависит от последовательного деления клеток, которое не меняет генетический код. Однако потомство зачастую лучше подготовлено к выживанию, если получает черты, не являющиеся генетической копией одного из родителей.
Одно из основных различий между митозом и мейозом, которое может внести значительный вклад в генетическое разнообразие у потомства, называется «кроссинговером» или «хромосомным кроссовером».
Пересечение происходит только при мейозе. Гомологичные хромосомы могут физически «менять» хромосомные сегменты, тем самым гарантируя, что информация, содержащаяся на одной хромосоме в дочерней клетке мейоза, генетически отличается от информации, содержащейся в геноме родительского организма.
ДРУГИЕ ЯЗЫКИ
Мейоз клетки
Мейоз, или редукционное деление, обеспечивает образование у животных половых клеток с гаплоидным набором хромосом.
Мейоз необходим для продолжения рода, позволяя осуществлять половое размножение, которое является ведущим способом образования новых организмов у многоклеточных животных. Даже бесполое размножение (партеногенез) предполагает у позвоночных животных необходимость мейоза. В процессе мейоза происходит восстановление ДНК, что позволяет клетке проходить новый цикл делений с образованием нового многоклеточного организма. Соматические клетки делятся строго определенное число раз, после чего погибают.
Для человека это число равно 50. У других видов оно может быть большим или меньшим, в зависимости от запрограммированного срока жизни, характерного для конкретного вида животного.
Мейоз с помощью сложных, до настоящего времени недостаточно изученных механизмов, модифицирует ДНК таким образом, что она способна к новому повторению подобного цикла. Если клетка не проходит мейоз, например, при пересадке ядра зрелой клетки в яйцеклетку (клонировании), организм может сформироваться, но возникает проблема раннего старения. Особенностью мейоза в сравнении с митозом является большая его длительность и протяженность профазы первого деления мейоза.
В процессе мейоза образуются мужские (сперматогенез) и женские (оогенез) половые клетки.
При сперматогенезе уменьшаются размеры клеток и увеличивается их количество, а при оогенезе увеличивается женская половая клетка (яйцеклетка), но число половых клеток не изменяется.
Редукционное деление. Это первое деление мейоза, состоящее из нескольких фаз.
Профаза I гораздо сложнее профазы митоза и включает в себя несколько стадий.
В лептотену, или стадию тонких нитей мейоза, начинается конденсация хроматина, каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой.
В зиготену, или стадию толстых нитей, гомологичные парные хромосомы сближаются и контактируют, формируя синаптонемальные комплексы. Это приводит к конъюгации хромосом, что позволяет хромосомам обмениваться генетическим материалом (кроссинговер): на этой стадии две лежащие рядом пары хромосом образуют бивалент — соединенные между собой гомологичные хромосомы.
Во время пахитены хромосомы продолжают конденсироваться. Отдельные участки конъюгировавших хромосом перекрещиваются друг с другом и образуют хиазмы. Любая из двух нитей плеча двойной хромосомы может расположиться поперек соответствующей нити гомологичной хромосомы. При этом образуется Х-образный перекрест — хиазма. Две нити, образующие плечо хромосомы, хрупкие и обычно ломаются. Сломавшиеся фрагменты немедленно вновь соединяются с хромосомой, только не с той, от которой они отделились, а с другой.
В результате между хромосомами отцовского и материнского происхождения происходит обмен участками — кроссинговер.
Диплотена — это разделение конъюгировавших хромосом в каждой паре в результате продольного расщепления синаптонемального комплекса. Хромосомы расщепляются по всей длине комплекса, за исключением хиазм. В составе бивалента четко различимы 4 хроматиды. Такой бивалент называют тетрадой.
Для диакинеза характерны укорочение хромосом и расщепление хромосомных пар. Хиазмы перемещаются к концам хромосом (терминализация). Разрушается ядерная мембрана, исчезает ядрышко. Появляется митотическое веретено деления. Далее следует метафаза I, анафаза I и телофаза I, аналогичные стадиям митоза. Формируются клетки с гаплоидным набором хромосом, но диплоидным набором ДНК — диады.
Эквационное деление. Клетки, вступая в очень короткую интерфазу без синтетического периода и без значительной деконденсации ДНК, переходят во второе деление мейоза — эквационное. Оно протекает так же, как митоз (профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II).
Особенностью интерфазы между двумя делениями является отсутствие репликации ДНК, в результате чего в клетке не удваивается генетический материал. Такое деление сопровождается двукратным уменьшением содержания генного аппарата ядра клетки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Мейоз
поехали итак нам осталось поговорить про второй вариант деления про mejos мейоз это особое деление и при помощи мейоза делятся далеко не все клетки mejos нужен чтобы формировать половые клетки это правда мейоз нужно чтобы формировать половые клетки правда лет инга просто спит января сейчас всякие на чем-то можно домой пойдешь ну правда северный просто сидишь в телефоне да это правда что нет ну я не готовил лук по этой теме ты можешь записывать я же не запрещаю вам заводить тетради для броска что мне не нужны я говорил в восьмом классе что типа если в если вы знаете про себя что вам эффективно конспектировать делайте это я просто поскольку люди все разные я не буду это это этого просить вот и все итак первое вспоминаем а какой из этих вариантов будет на входе в любое деление а какой из этих вариантов будет на входе в любое деление клетки на входе да вот перед делением какой набор на bcd арина июля карина но не купим до ответ c правильный ответ c правильный такой набор называют как диплоидный диплоидные смотрите как правильно словами сказать это а двойной набор хромосом а дальше что нужно сказать а более грамотно сказать не четыре хроматиды то что ни о чем ни говорить четыре хроматиды может быть просто двойной набор хромосом каждая хромосома состоит из двух хроматид вот так это произносится вот этот набор произносится как двойной набор хромосом каждая хромосома состоит из одной хроматиды вот это произносится одинарный или гаплоидный набор хромосом вот этот набор отлично так вот нам встретиться впервые по ходу мейоза вот эти штуки вот наконец-то мы до них дошли и так mejos принципиальная схема принципиальная схема мейоза следующие на английском и перевожу в потом редакторе значит ну что ты отрисовывает а почти полностью собрана ну то есть вот это не я рисовал все остальное я и так у нас есть на входе клетка у которой набор хромосом какой до диплоидный набор и удвоенные хромосомы класс а mejos в отличие от метода состоит из двух делений последовательно потому что деление может только удвоить клетку поэтому мы на выходе из нее за клеток 4 поэтому делений 2 первое деление вот она и второе деление вот она посмотрите на выходе из мейоза получается четыре клетки но они все разные и я мы сегодня поговорим почему первое деление вот это вот она уникальна и второе деление полностью повторяет митоз за одним исключением про которые мы поговорим и так как выглядит хромосомы на входе вот так 23 пары удвоенных хромосом на вы на выходе из первого деления 23 удвоены хромосомы но пар больше нет то есть не как в митозе в методе расходились хроматиды здесь будут расходиться 1 деление хромосом и а во втором разойдутся хроматиды получится 23 одинарных хромосомы не пары здесь 46 хромосом здесь 23 из 23 понятно принципиально это они не так редки это гаметы зря ты так о своих лиц и клетках и так сравнение мейоза и митоза на входе абсолютно одинаковые клетки с двойным набором хромосом и с удвоенными хромосомами а значит вот они да это вот клетка до удвоение днк после удвоение днк заметьте количество хромосом не меняется потому что удваиваются не хромосомы хроматиды но вот здесь хромосомы выглядело как палочка а здесь как ну это не совсем x ну да издалека видно так вот 2 скрепленные палочки не должны быть одинаковыми еще не в совершенстве владею планшетом митоз на выходе из него просто вот такие штуки то есть вот эта клетка и это будут одинаковые так лето итак вот это вот клетка абсолютно такая же как это за исключением размер до репликация дал двойни днк рипли то это одно и то же а инга даже ушла они туда не ушел теперь и ушла хорошо спасибо за ксюш ты проголосуешь да это правда а итак смотрите но в мейозе все не так во первых после первого деления клетки теряют двойной набор хромосом а что с одинарным а в третьих все эти четыре клетки будут разными потому какие у них гены митоз на выходе две идентичные клетки и не тасс нужен для бесполого размножения и роста а mejos дает деление с изменением генетического материала а и на выходе четыре разные клетки у которых половинный набор хромосом не 23 пары как в ваших клетках а просто 2323 отделе по матем оговорили что вам папа и мама дает потом энциклопедии вот остался всего один том для того чтобы вы могли сделать детей вам нужно оставить один том потому что 2 он получит от второго родителя никто не ос это основа полового размножения да давайте вопрос штамм a хорошо итак до мейоза происходит интерфаза ничего нового здесь нет она точно такая же клетка будет просто делиться или митоза или мейоза мейоза будут делиться только предшественницы половых клеток днк декамп активированный синтезируется белок днк удваивается клетка растет и готовится к делению это интерфаза классическая дальше видео ставь из двух делений мейоз 1 профаза 1 а происходит следующее ядро исчезает как хромосомы конденсируется пока все как было веретено деление начинает формироваться пока что никаких изменений но здесь есть очень важный процесс который называется кроссинговер красин г.
р. от английских слов кросс ауго что значит кроссового пересекать по-русски парфюмерном зайцы перри крест но строго говоря поскольку мы сейчас часть глобального мира так никто особо не говорит говорят кроссинговер потому что это термин устоявшийся перекрестка хромосом что это такое сейчас мы проект поговорим это ключевое событие мейоза как это выглядит посмотрите вот это вот две хромосомы которые образуют пару это парные хромосомы что значит что хромосомы парни это нет это одна пара икс игрек это один из вариантов пары половых хромосом вас через двадцать две другие пары хромосом это значит что это два это как бы два варианта энциклопедий которые какие да они про одно и тоже вам сыграли в один на прошлом уроке пушкин да да вот одна говорит вот в этой вот записано про пушкина и в этой про пушкина это два одинаковых там и энциклопедий но одну из них вы получили от отца другой от матери ведь они цвета разного они могут говорить разная ваш папа считал что пушкин дурак ваша мама читала что пушкин гений поэтому вот здесь записано пушкин дура а вот здесь записано пушкин гений теперь посмотрите каждой из хромосом здесь из чего состоит из двух хроматид она удвоенная поэтому здесь вот смотрите есть здесь написано что пушкин дурак-то здесь пушкин дурак потому что это удвоенная камаз она получается репликаций вот эти две абсолютно идентичные если каждая из этих хромосом попадет в свою гамет у то у нас получится сколько вариантов ада но они будут попарно одинаковыми 2 пока мы рассматриваем пушкин дурак пушкин гений у нас все равно только два варианта здесь 2 вариант событий но если например ваш папа считал что пушкин дурак а лермонтов умный а мама наоборот лермонтов дурака пушкин умный-то комбинации ставится больше согласитесь можно и пушкина и лермонтова считать дураками и пушкина и лермонтова гениями пушкина гением лермонтова дураком пушкина дураком лимонад они теперь вариантов 4 и карасин гомер дико важен прекрасен главе хромосомы меняются кусочками видите и происходит рекомбинация рея значит еще комбинировать то есть вы перри собираете ваши ваши клетки перри собирают хромосомы увеличивая разнообразие а я сейчас я специально рисовал чтобы вы это поняли да пока что вы это еще не поняли это нормально а теперь следующий слайд посмотрите это хромосомы человека полный набор они большая часть одинаковые за исключением вот этих двух x и y x и y они не одинаковые это хромосомы одной пары но они разные по длине с этим связано много веселых штук на котором правильных нападут на генетике теперь смотрите ваши хромосомах куча генов в каждой хромосоме и десятки сотни тысячи разных генов которые за разные штуки отвечаю а если есть хромосома в которой ну как вот хотя бы два гена то получается что эти два гена сцеплены друг с другом но они как бы в одном вагоне и они не могут по а передаться в две разные половые клетки потому что они в одном вагоне они уезжают все вместе туда понятно примерно а я сейчас поясню что это значит их очень много этих генов и у вас очень много хромосом 23 пара что происходит итак у вас рассмотрим одну пару хромосомы гомологичны гомологичные значит они про одно и тоже вот эту хромосому вы получили от отца эту от матери это гомологичные хромосомы это одна пара хромосом у того 23 тусила это одна понятно пока до гомологичные хорошо когда они про одно и тоже два тома энциклопедии про одно и тоже они могут говорить разные быть могут разные варианты генов то есть в и в той и в другой обязательно говорится про пушками про лермонтова что говорится это уже другой вопрос но обязательно том про пушкина и лермонтова вот этот вот если здесь то есть смотрите если смотрите вот эти две про пушкина и лермонтова если бы я взял вот эту и вот эту они про разные видите разные пары да вот у нас одна пара итак теперь а что говорится в этих хромосомах хромосомы от папы говорит глаза зеленые вот этот ген hawaii глаза зеленые а хромосома от мамы в этом же месте говорит глаза карие к рентген более сильный глазова скорее а ген папы говорит нос с горбинкой ген мамы говорит нос прямой горбинка побеждает этого у вас вот такими хромосомами у вас смотрите есть ген и зеленых глаз и к их но глаза у вас кори у вас есть ген и без и прямо у нас и скорбит нос с горбинкой вот так вы выглядите до я щас очень упрощаю поговорим про темно генетики пока что ты и пока что не могу это рассказать это просто пример карие глаза как правило сильнее сильнее хотя за глаза чуть не один ген на самом деле ел я упрощаю итак теперь эти хромосомы удвоились вот зачем чтобы делиться если они дольше делится митозом то это скучно и мы не будем про это говорить они удвоили чтобы делиться мийо зам то есть предшественницы яйцеклеток присутствующих ни одного сперматозоида в зале предшественницы яйцеклеток присутствующих начали делиться чтобы сформировать яйцеклетки что получается смотрите есть всего два типа гамет в одно попадает зеленые глаза и какой здесь но вспомните у папы с горбинкой да а в другие попадают какие глаза карие и нос прямой получать есть всего 2 варианта гамет вот да то есть у вас всего два варианта гамет скучновато то есть не бывает не получится зеленоглазых детей с носом с прямым носом это скучно am мы хотим как природа мы хотим как природа смотреть два варианта гамет вот в эти гамета вверх карие глаза нос без горбинки а эти гомики горят зеленые глаза нос с горбинкой все нету 2 еще вариантов которые могли бы быть если бы мы комбинаторикой просто это делали потому что нет такой нет такой хромосомы в которой бы сочетаюсь карие глаза и горбинка стерж потом на генетике про сейчас не тратим время это это очень примерный пример про всех будем говорить что то что же такое это соль пожалуйста это очень узкий пример очень узкий пример не надо его сейчас обсуждать мы только мы по грязи потратим время не успеем на генетике про все это поговорим пожалуйста вырастешь скомбинируем sony значит все хорош итак белочка моя у нас есть удвоенные хромосомы и они вступают в mejos и вот начинается кроссинговер смотрите а хромосома одна из хроматид пары вырезает кусок и обменивает и вас таким же с точно таким же по длине иначе получится фигня у соседней хроматиды другой хромосомы и получается смотрите теперь после этого перекрестка получается четыре варианта гамет посмотрите на доску убедитесь видите теперь есть зеленые глаза с горбинкой зеленые глаза без горбинки карие глаза с горбинкой карие глаза без горбинки а это значит что разнообразие увеличилась и это хорошо разнообразие хорошо больше вариантов внешности больше шанс выжить хоть кому-то до что зачем а потому что это выгодно это повышает выживаемость чем разнообразнее живые существа тем больше шансов что какая-то критическая ситуация не убьет всех хотя бы кто-то выживет то есть разнообразие однозначно положительно а так вот смотрите вырезка получается в случайном месте поэтому чем дальше друг от друга два гена тем больше шансов что они расцепиться если гены рядом вероятность того что именно между ними порвется хромосома очень низко такие гены почти никогда не раз цепляются но обычно скажем так то есть вот таких хромосом вот вот таких вот такие хромосомы называют как раз а верными то есть они результат кроссинговера вот таких хромосом будет ну там 4 процента может быть 10 процентов то есть кроссинговер не делает так что теперь одинаковое количество хромосом таких вот хорошо вины хромосом немного но они есть а это значит часть потомков будут комбинировать признаки отца и матери сложным способом задайте вопрос если не понятно это в любом случае будет нет это случайное стечение обстоятельств а теперь смотрите мы будем говорить про половое размножение и про то почему получается разнообразие здесь следующая штука так давайте я отмотаю хромосомы покажу смотрите 23 пары хромосом в каждую гамет у попадает сколько у вас по одной с каждой пары случайно по одной смотрите например в одну комету попала отсюда левое отсюда право и лево и лево и право и лево и право я дико и не они не одинаковые 1 у вас от папа другая от мамы и это 2 раза ваш не удвоенный набор одинаковые когда каждый удвоится так вот получается у власть не два варианта гамет у вас люто бешено и количество вариантов гомер там что 23 хромосомы расходятся по hamelin случайно в каждую гамет у попадает 1 случайно из пары поэтому разнообразия горят дикая и как бы на кого больше похож ребенок это зависит зависят случайности до часто бывает что ребенок больше похож на бабушку свою чем на маму потому что так случилось что большая часть гамет были бабушкины а например муж бабушки имел жестко доминантной то есть подавляющее гены и дочка была больше похожа на отца а внучка например похоже на бабушку такое бывает очень час но не очень часто про достаточно часто что люди очень много где ребенок есть бывает хорошо а и так базового базово понятно зачем нужен кроссинговер кроссинговер расцепляет гены и мы про это еще очень поговорим во время генетики новом это важно понимать дальше ничего особо сложного не будет вообще метафаза хромосомы выстраиваются вдоль экватора все то же самое вот они и включись и так хромосомы выстроились вдоль экватора вот они и к ним подходит веретена деления единственная разница посмотрите анафаза помните что раз стаскивал его на фазу митоза величина смотрите до 1 стаскивала хроматиды а теперь растаскивает не хроматиды а хромосомы то есть она теперь растаскивать не каждый их секрет она теперь растаскивает x не разрывая его 1x к одному полюсу другой к другому понятно и получается набор на телофазе а смотрите на телофазе ничего интересного формируются ядерной оболочки и перетяжка но вот здесь вот у каждого из у каждой из будущих клеточек одинарный набор хромосом не двойной одинарный но каждая хромосома состоит из двух частей и так на бургеров еще раз смотрите может быть два бургера они могут быть разумно 1 с разным мясом два бургера это двойной набор хромосом каждый бургер можно в каждой бургер доложить еще одну такую же котлету это будет двойной бургер но двойной бургер то не два бургера вот это вот посмотрите вот это вот один бургер на двойной есть две котлеты а это другой совершенно бургер вообще неважно да да да да это это вот хромосомы ни одной пары ведь они даже длины разные это разные храма храм это разные пары хромосом 1 например это вторая пара это 7 пора было а теперь здесь только одна хромосом к я в конце еще раз от поясню и так телофаза один закончилась и у нас получается 2 клетки каждый из которых имеет набор хромосом какой а какой набор прочитайте это одинарный набор хромосом как он ещё называется гаплоидный каждая хромосома состоит из двух хроматид две клетки эти клетки будут идентичны генетически нет они уже не идентичные да про фаза 2 поскольку хромосомы не до комп активировались то они остаются и не нужно никакой новой подготовки то есть нет интерфаза между двумя делениями сразу начинается второе деление никто ничего не ждет кого нормально все делятся не молекулу сейчас делятся клетки с молекулами же ничего не происходит веретено деления а снова формируется и готовится растаскивать хроматиды в каждой клетке одинарный набор хромосом и нет гомологичных то есть хромосом остается без своих сестричек теперь там двадцать три палочки но каждая палочка состоит из двух хроматид да они не одинаковые .
singular произошел метафазы 2 ничего интересно дальше будет тупо митоз но только в котором в начале участвуют клетки не 2 n4 ca1 n20 тупо они выстроились и теперь посмотрите цитоскелета растащит кого хроматида видите вот так было в методе растаскивали хроматиды только у каждой хромосомы было сестричка а теперь они сироты они одиночные это второй дамеоз 2 она фаза 2 а на второе деление мейоза такой же абсолютно как митоз абсолютно такой же за одним исключением в него вступают клетки с одинарным набором хромосом они с двойным телофаза а каждая из двух клеток начинает делать все то же самое что всегда происходит в телофазе получаются перегородочка и уже почти четыре клетки и после мейоза получается четыре клетки эти клетки а в будущем станут гаметами а и сейчас это 4 разных генетических клетки это правда 4 генетически разных клетки здесь даже [музыка] все а это 4 генетически разные клетки это правда ну вот это после второе деление мейоза да да это правда они разные а и теперь если например это мужская половая система каждая станет сперматозоидом если женская то если вы вспомните 8 класс яйцеклетка даже быть очень крупный поэтому а это деление не совсем равное будет ядра будут у всех как надо а вот вся цитоплазма этих четырех клеток достанется 1 и 3 погибнут а одна станет яйцеклеткой и совет должен быть здоровый и она концентрирует все ресурсы поэтому из одной клетки предшественниц получается одна яйцеклетка а в то время как из одной клетки причастность получается 4 сперматозоида сперматозоиды маленькими цитоплазму не нужно и так кратко мейоз а вот пара сестринских хромосом причем они удвоены это вот что за процесс начинается кроссинговер начинается кроссинговер красин gr происходит на каком этапе мейоза [аплодисменты] профаза 1 до он происходит в рамках профаза 1 дальше после мейоза у нас есть теперь хромосомы которые выглядят вот так но они поменялись плечами вот так вот а вот здесь они выглядели типа вот так вот так вот и теперь у нас четыре разных вариантов эти которые могут быть а первое деление дает две клетки у которых каждых у каждой клетке одинарный набор хромосом то есть есть всего лишь одна хромосома из пары но она все еще состоит из двух хроматид она все еще удвоенное изначально было вот так если был бы и смотри если был бы митоз то получились бы клетки вот такие а у нас вместо этого в результате мейоза сначала получились клетки вот такие кто они одинаковые попарно каждый и xix состоит из двух совершенно одинаковых они же удвоились да вот внутри коса так они разные потому что одна была от матери догадаться второе деление даст удвоит каждую клетку но в ней останется только по одной чего хромосомы здесь и так была одна хроматида да теперь хромосомы состоят всего из одной хроматиды и и это клетки который дают начало чему кометам дают начало гамет это как бы правильно и общее название гаметы или половые клетки потрясающе а итак давайте сейчас еще раз и так пожалуйста найдите мне здесь какой из этих вариантов на входе в первое деление мейоза какой из этих вариантов на входе в 1 деление мейоза то есть до деления можно исправлять стерж а ты не проголосовал ада правильный ответ c потому что это удвоенный набор двойной набор хромосом на входе в любое деление такой набор и в митоз и мейоз разница в процессе после первого деления мейоза перед вторым какой набор после первого но до 2 какой будет набор мейоз mejos после первого деления но до 2 юля ответ а правильный после первого деления расходятся в две клетки хромосомы удвоенные хромосомы да но я говорю после первого а как будет выглядеть клетка после второго деления мейоза лада стерж а.
б. правильный вариант b теперь и это делится на 2а и так давайте посмотрим потрясающе как будет выглядеть клетка после митоза после митоза клетка после митоза как будет выглядеть просто после митоза саша везет это вы говорите клэр и [музыка] d правильный ответ что понятие ними ты уверен что у тебя твой пульт не знаю хорошо ксюшей на получает попечет значит
Введение: как ДНК перемещается от клетки к клетке?
Отделение клеток является
механизм, с помощью которого ДНК передается от одного поколения клеток к следующему
и, в конечном итоге, от родительских организмов к их потомству. Хотя эукариоты
И прокариоты участвуют в делении клеток, причем по-разному.В
в частности, эукариотические клетки делятся с помощью процессов митоза и мейоза. Митоз является общим для всех эукариот;
во время этого процесса родительская клетка распадается на две генетически идентичные дочерние
клетки, каждая из которых содержит такое же количество хромосом, что и родительская
клетка.
Мейоз , с другой стороны,
встречается только у эукариотических организмов, которые размножаются половым путем. Во время мейоза
клетки, необходимые для полового размножения, делятся с образованием новых клеток, называемых гамет .Гаметы содержат вдвое меньше
хромосомы, как и другие клетки в организме, и каждая гамета генетически
уникальна, потому что ДНК родительской клетки перетасовывается перед делением клетки.
Это помогает гарантировать, что новые организмы сформировались в результате полового акта.
репродукции тоже уникальны.
В отличие от эукариот, прокариоты (включая бактерии) подвергаются тип деления клеток, известный как бинарный деление . В некоторых отношениях этот процесс похож на митоз; это требует репликация хромосом клетки, сегрегация скопированной ДНК и расщепление цитоплазмы родительской клетки.Однако двойное деление меньше сложнее митоза из-за того, что прокариотические клетки имеют более простой структура, чем эукариотические клетки.
В этом подразделении основное внимание уделяется двум типам ячеек.
деление, используемое эукариотами. Он начинается с объяснения основных этапов.
в митозе, и далее исследуются основные сходства и различия между
это процесс и мейоз. Затем модуль исследует рекомбинацию и мутацию — два
основных причин, почему дочерние клетки не всегда содержат ту же ДНК, что и
их родительские клетки.
Мейоз — обзор | Темы ScienceDirect
Мейоз
Соматические клетки реплицируются путем митоза, при котором образуются генетически идентичные дочерние клетки. Зародышевые клетки размножаются посредством мейоза, при котором генетический материал делится вдвое, чтобы обеспечить воспроизводство. Мейоз порождает генетическое разнообразие, обеспечивая более богатый источник материала, на который может воздействовать естественный отбор. Репликация клеток путем митоза — это точная, хорошо организованная последовательность событий, включающая дублирование генетического материала (хромосом), разрушение ядерной оболочки и равное деление хромосом и цитоплазмы на дочерние клетки.
Существенное различие между митотической и мейотической репликацией состоит в том, что за одной стадией дупликации ДНК следует только одно клеточное деление в митозе, но два клеточных деления в мейозе (четыре дочерних клетки). Следовательно, дочерние клетки содержат только половину хромосомного содержимого родительских клеток. Таким образом, диплоидная (2 n ) родительская клетка становится гаплоидной гаметой (n) . Другие важные различия между митозом и мейозом приведены в Таблице 64.2. Исследования показали, что малые молекулы РНК (малые РНК), включая малые интерферирующие РНК (миРНК), микроРНК (миРНК) и piwi-взаимодействующие РНК (пиРНК), являются важными регуляторами экспрессии генов зародышевых клеток на посттранскрипционном или трансляционном уровне. (Он и др., 2009; Толик, Джошуа-Тор, 2007).
Сперматогенез начинается с митотического деления сперматогониев типа B с образованием первичных сперматоцитов внутри адлюминального компартмента.
Первичные сперматоциты — первые половые клетки, подвергшиеся мейозу. (Kerr and de Kretser, 1981). В этом процессе за мейотическим делением следует типичное митотическое редукционное деление, в результате чего образуются дочерние клетки с гаплоидным хромосомным набором. Кроме того, в результате хромосомной рекомбинации каждая дочерняя клетка содержит различную генетическую информацию.Полученная клетка — сперматида Sa (см. Рис. 64.11).
Хромосомная рекомбинация, определяющая черта мейоза млекопитающих, гарантирует, что гаплоидные гаметы генетически отличаются от своих взрослых предшественников, и является настоящим двигателем генетического разнообразия и эволюции. Во время профазы мейоза происходит образование синаптонемного комплекса со спариванием гомологичных (материнских и отцовских) хромосом, наряду с физическим взаимодействием и обменом ДНК через реципрокные сайты пересечения (хиазмы) между гомологами.Недавние исследования показали, что дефекты в точности рекомбинации в мужских половых клетках человека могут вызывать азооспермию и мужское бесплодие (Walsh et al.
, 2009). В одном исследовании 10% мужчин с необструктивной азооспермией имели значительные дефекты рекомбинации по сравнению с мужчинами с нормальным сперматогенезом (Gonsalves et al., 2004). Кроме того, среди мужчин с паттерном задержки созревания при биопсии яичка неправильная рекомбинация наблюдалась примерно в половине случаев, что свидетельствует о том, что неправильная рекомбинация связана с плохим продуцированием сперматозоидов (Gonsalves et al., 2004). Вариации рекомбинации также имеют значение для анеуплоидии сперматозоидов, потому что изменения в положении кроссовера являются факторами риска нерасхождения хромосом. Действительно, данные свидетельствуют о том, что корреляция ошибочной рекомбинации и анеуплоидии сперматозоидов у мужчин с азооспермией достаточно сильна, чтобы объяснить более высокую частоту хромосомных аномалий у потомства, зачатого с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ) (Sun etal.
., 2008).
Мейоз и оплодотворение — Клетка
Циклы соматических клеток, обсуждавшиеся до сих пор в этой главе, приводят к образованию диплоидных дочерних клеток с идентичными генетическими дополнениями.Мейоз, напротив, представляет собой особый вид клеточного цикла, который уменьшает количество хромосом вдвое, что приводит к образованию гаплоидных дочерних клеток. Одноклеточные эукариоты, такие как дрожжи, могут подвергаться мейозу, а также размножаться путем митоза. Диплоид Saccharomyces cerevisiae , например, подвергается мейозу и продуцирует споры в неблагоприятных условиях окружающей среды. Однако у многоклеточных растений и животных мейоз ограничен половыми клетками, где он играет ключевую роль в половом размножении.В то время как соматические клетки подвергаются митозу для пролиферации, половые клетки подвергаются мейозу с образованием гаплоидных гамет (сперматозоидов и яйцеклеток). Затем развитие нового потомства инициируется слиянием этих гамет при оплодотворении.
Процесс мейоза
В отличие от митоза, мейоз приводит к делению диплоидной родительской клетки на гаплоидное потомство, каждое из которых содержит только один член пары гомологичных хромосом, которые присутствовали в диплоидном родительском элементе ().Это уменьшение числа хромосом достигается за счет двух последовательных раундов деления ядра и клетки (называемых мейозом I и мейозом II), которые следуют за одним раундом репликации ДНК. Подобно митозу, мейоз I инициируется после завершения S-фазы и репликации родительских хромосом с образованием идентичных сестринских хроматид. Однако характер сегрегации хромосом в мейозе I резко отличается от такового при митозе. Во время мейоза I гомологичные хромосомы сначала спариваются друг с другом, а затем разделяются на разные дочерние клетки.Сестринские хроматиды остаются вместе, поэтому завершение мейоза I приводит к образованию дочерних клеток, содержащих по одному члену каждой пары хромосом (состоящих из двух сестринских хроматид).
За мейозом I следует мейоз II, который напоминает митоз в том смысле, что сестринские хроматиды разделяются и разделяются на разные дочерние клетки. Таким образом, завершение мейоза II приводит к образованию четырех гаплоидных дочерних клеток, каждая из которых содержит только одну копию каждой хромосомы.
Рисунок 14.32
Сравнение мейоза и митоза. И мейоз, и митоз инициируются после репликации ДНК, поэтому каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. В мейозе I гомологичные хромосомы спариваются, а затем разделяются на разные клетки. Затем сестринские хроматиды разделяются (подробнее …)
Спаривание гомологичных хромосом после репликации ДНК является не только ключевым событием, лежащим в основе мейотической сегрегации хромосом, но также позволяет рекомбинацию между хромосомами отцовского и материнского происхождения.Это критическое спаривание гомологичных хромосом происходит во время расширенной профазы мейоза I, которая делится на пять стадий (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез) на основе морфологии хромосом ().
Считается, что начальная ассоциация гомологичных хромосом опосредована спариванием оснований между комплементарными цепями ДНК на стадии лептотены, прежде чем хроматин станет сильно конденсированным. Тесная ассоциация гомологичных хромосом (синапсис) начинается на стадии зиготены.На этой стадии по длине парных хромосом формируется структура белка, похожая на застежку-молнию, называемую синаптонемным комплексом (). Этот комплекс сохраняет гомологичные хромосомы тесно связанными и выровненными друг с другом на стадии пахитены, которая может сохраняться в течение нескольких дней. Рекомбинация между гомологичными хромосомами завершается во время их ассоциации на стадии пахитены, оставляя хромосомы сцепленными в местах кроссинговера (хиазмы; единичные хиазмы). Синаптонемный комплекс исчезает на стадии диплотены, и гомологичные хромосомы разделяются по своей длине.Однако важно то, что они остаются связанными в хиазмах, что критично для их правильного выравнивания в метафазе. На этом этапе каждая пара хромосом (называемая бивалентной) состоит из четырех хроматид с четко выраженными хиазмами ().
Диакинез, заключительный этап профазы I, представляет собой переход в метафазу, во время которого хромосомы полностью конденсируются.
Рисунок 14.33
Стадии профазы мейоза I. Микрофотографии, иллюстрирующие морфологию хромосом лилии.(C. Hasenkampf / Biological Photo Service.)
Рисунок 14.34
Синаптонемный комплекс. Петли хроматина прикреплены к боковым элементам, которые соединены между собой центральным элементом в виде застежки-молнии.
Рисунок 14.35
Двухвалентная хромосома на стадии диплотены. Двухвалентная хромосома состоит из парных гомологичных хромосом. Сестринские хроматиды каждой хромосомы соединены центромеры. Хроматиды гомологичных хромосом объединяются в хиазмы, которые (больше…)
В метафазе I двухвалентные хромосомы выравниваются на веретене. В отличие от митоза (см.) Кинетохоры сестринских хроматид прилегают друг к другу и ориентированы в одном направлении, а кинетохоры гомологичных хромосом направлены в сторону противоположных полюсов веретена ().
Следовательно, микротрубочки из одного полюса веретена прикрепляются к сестринским хроматидам, тогда как микротрубочки из противоположных полюсов прикрепляются к гомологичным хромосомам. Анафаза I инициируется нарушением хиазм, в которых соединяются гомологичные хромосомы.Затем гомологичные хромосомы разделяются, в то время как сестринские хроматиды остаются связанными на своих центромерах. По завершении мейоза I каждая дочерняя клетка приобрела по одному члену каждой гомологичной пары, состоящей из двух сестринских хроматид.
Рис. 14.36
Хромосомная сегрегация в мейозе I. В метафазе I кинетохоры сестринских хроматид либо слиты, либо соседствуют друг с другом. Таким образом, микротрубочки из одного полюса веретена прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, в то время как микротрубочки (больше…)
Мейоз II инициируется сразу после цитокинеза, обычно до того, как хромосомы полностью деконденсируются. В отличие от мейоза I, мейоз II напоминает нормальный митоз.
В метафазе II хромосомы выравниваются на веретене с микротрубочками с противоположных полюсов веретена, прикрепленными к кинетохорам сестринских хроматид. Связь между центромерами сестринских хроматид разрывается в анафазе II, и сестринские хроматиды разделяются на противоположные полюса. Затем следует цитокинез, дающий начало гаплоидным дочерним клеткам.
Регуляция мейоза ооцитов
Ооциты позвоночных (развивающиеся яйца) были особенно полезными моделями для исследования клеточного цикла, отчасти из-за их большого размера и простоты манипуляций в лаборатории. Ярким примером, обсуждавшимся ранее в этой главе, является открытие и последующая очистка MPF из ооцитов лягушки. Мейоз этих ооцитов, как и у других видов, регулируется в двух уникальных точках клеточного цикла, и исследования мейоза ооцитов пролили свет на новые механизмы контроля клеточного цикла.
Первая регуляторная точка мейоза ооцитов находится на стадии диплотены первого деления мейоза (). Ооциты могут оставаться заблокированными на этой стадии в течение длительных периодов времени — до 40-50 лет у людей.
Во время остановки диплотены хромосомы ооцитов деконденсируются и активно транскрибируются. Эта транскрипционная активность отражается в огромном росте ооцитов в этот период. Например, ооциты человека имеют диаметр около 100 мкм (более чем в сто раз больше объема типичной соматической клетки).Ооциты лягушки еще больше, их диаметр составляет примерно 1 мм. В течение этого периода роста клеток в ооцитах накапливаются запасы материалов, включая РНК и белки, которые необходимы для поддержки раннего развития эмбриона. Как отмечалось ранее в этой главе, тогда ранние циклы эмбриональных клеток происходят в отсутствие роста клеток, быстро разделяя оплодотворенную яйцеклетку на более мелкие клетки (см.).
Рисунок 14.37
Мейоз ооцитов позвоночных. Мейоз останавливается на стадии диплотены, во время которой ооциты вырастают до больших размеров.Затем ооциты возобновляют мейоз в ответ на гормональную стимуляцию и завершают первое деление мейоза с асимметричным цитокинезом (подробнее .
..)
Ооциты разных видов различаются по времени возобновления мейоза и оплодотворения. У некоторых животных ооциты остаются заблокированными на стадии диплотены до тех пор, пока они не оплодотворяются, и только затем переходят к завершению мейоза. Однако ооциты большинства позвоночных (включая лягушек, мышей и людей) возобновляют мейоз в ответ на гормональную стимуляцию и проходят через мейоз I до оплодотворения.Деление клеток после мейоза I является асимметричным, что приводит к образованию маленького полярного тельца и ооцита, который сохраняет свой большой размер. Затем ооцит переходит в мейоз II, не переформировав ядро или не деконденсировав его хромосомы. Большинство ооцитов позвоночных затем снова задерживаются в метафазе II, где они остаются до оплодотворения.
Как и фаза M соматических клеток, мейоз ооцитов контролируется MPF. Однако регуляция MPF во время мейоза ооцитов демонстрирует уникальные особенности, которые ответственны за остановку метафазы II ().
Гормональная стимуляция ооцитов, задержанных диплотенами, первоначально запускает возобновление мейоза путем активации MPF, как при переходе G 2 в M соматических клеток. Как и в митозе, MPF затем вызывает конденсацию хромосом, разрушение ядерной оболочки и образование веретена. Активация комплекса B, способствующего анафазе, затем приводит к переходу мейоза I из метафазы в анафазу, что сопровождается снижением активности MPF. Однако после цитокинеза активность MPF снова повышается и остается высокой, в то время как яйцеклетка задерживается на метафазе II.Регуляторный механизм, уникальный для ооцитов, таким образом, действует для поддержания активности MPF во время остановки метафазы II, предотвращая переход из метафазы в анафазу мейоза II и инактивацию MPF, которая могла бы возникнуть в результате протеолиза циклина B во время нормальной M-фазы.
Рисунок 14.38
Активность MPF во время мейоза ооцитов. Гормональная стимуляция диплотенных ооцитов активирует MPF, что приводит к переходу в метафазу I.
Затем активность MPF падает при переходе от метафазы I к анафазе I.После завершения мейоза I, активность MPF (подробнее …)
Фактор, ответственный за задержку метафазы II, был впервые идентифицирован Йошио Масуи и Клементом Маркертом в 1971 году в той же серии экспериментов, которые привели к открытию MPF. В этом случае, однако, цитоплазма яйца, задержанная на метафазе II, была введена в раннюю эмбриональную клетку, которая претерпевала митотические клеточные циклы (). Эта инъекция цитоплазмы яйца вызвала остановку эмбриональной клетки в метафазе, что указывает на то, что остановка метафазы была вызвана цитоплазматическим фактором, присутствующим в яйце.Поскольку этот фактор действовал для остановки митоза, он был назван цитостатическим фактором ( CSF ).
Рисунок 14.39
Определение цитостатического фактора. Цитоплазма яйца в метафазе II микроинъектируется в одну клетку двухклеточного эмбриона. Введенная клетка эмбриона останавливается в метафазе, в то время как неинъектированная клетка продолжает делиться.
Фактор в цитоплазме яйца метафазы II (подробнее …)
Более поздние эксперименты идентифицировали протеин-серин / треонин киназу, известную как Mos , как важный компонент спинномозговой жидкости.Mos специфически синтезируется в ооцитах примерно во время завершения мейоза I и затем необходим как для увеличения активности MPF во время мейоза II, так и для поддержания активности MPF во время остановки метафазы II. Действие Mos является результатом активации киназы ERK MAP, которая играет центральную роль в сигнальных путях клетки, обсуждавшихся в предыдущей главе. Однако в ооцитах ERK играет иную роль; он активирует другую протеинкиназу, называемую Rsk, которая ингибирует действие комплекса, стимулирующего анафазу, и останавливает мейоз в метафазе II ().Ооциты могут оставаться заблокированными на этом этапе мейотического клеточного цикла в течение нескольких дней, ожидая оплодотворения.
Рис. 14.40
Поддержание ареста метафазы II протеинкиназой Mos. Протеинкиназа Mos поддерживает остановку метафазы II, ингибируя комплекс, способствующий анафазе.
Действие Mos опосредуется протеинкиназами MEK, ERK и Rsk.
Оплодотворение
При оплодотворении сперматозоид связывается с рецептором на поверхности яйца и сливается с плазматической мембраной яйца, инициируя развитие нового диплоидного организма, содержащего генетическую информацию, полученную от обоих родителей ().Оплодотворение не только приводит к смешению отцовских и материнских хромосом, но также вызывает ряд изменений в цитоплазме яйца, которые имеют решающее значение для дальнейшего развития. Эти изменения активируют яйцеклетку, что приводит к завершению мейоза ооцитов и запуску митотических клеточных циклов раннего эмбриона.
Рисунок 14.41
Внесение удобрений. Сканирующая электронная микрофотография спермы человека, оплодотворяющего яйцеклетку. (Дэвид М. Филипс / Visuals Unlimited.)
Ключевым сигналом, возникающим в результате связывания сперматозоида с его рецептором на плазматической мембране яйца, является, вероятно, повышение уровня Ca 2+ в цитоплазме яйца.
как следствие стимуляции гидролиза фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (PIP 2 ) (см.).Одним из следствий этого повышения внутриклеточного Ca 2+ является индукция поверхностных изменений, которые препятствуют проникновению дополнительных сперматозоидов в яйцеклетку. Поскольку яйцеклетки обычно подвергаются воздействию большого количества сперматозоидов одновременно, это критическое событие для обеспечения формирования нормального диплоидного эмбриона. Считается, что эти поверхностные изменения являются результатом, по крайней мере частично, индуцированного Ca 2+ экзоцитоза секреторных пузырьков, которые присутствуют в большом количестве под плазматической мембраной яйца.Высвобождение содержимого этих пузырьков изменяет внеклеточную оболочку яйцеклетки, чтобы блокировать проникновение дополнительных сперматозоидов.
Увеличение цитозольного Ca 2+ после оплодотворения также сигнализирует о завершении мейоза (). В яйцах, задержанных в метафазе II, переход из метафазы в анафазу запускается зависимой от Ca 2+ активацией комплекса, способствующего анафазе.
Результирующая инактивация MPF приводит к завершению второго деления мейоза с асимметричным цитокинезом (как в мейозе I), дающим начало второму небольшому полярному тельцу.
Рисунок 14.42
Оплодотворение и завершение мейоза. (A) Оплодотворение вызывает переход от метафазы II к анафазе II, что приводит к завершению мейоза ооцитов и выбросу второго полярного тельца (которое обычно дегенерирует). Ядро сперматозоидов деконденсируется, (подробнее …)
После завершения мейоза ооцитов оплодотворенная яйцеклетка (теперь называемая зиготой) содержит два гаплоидных ядра (называемых пронуклеусами), по одному от каждого родителя. У млекопитающих два пронуклеуса затем переходят в S-фазу и реплицируют свою ДНК по мере того, как мигрируют друг к другу.Когда они встречаются, зигота входит в фазу M своего первого митотического деления. Две ядерные оболочки разрушаются, и конденсированные хромосомы как отцовского, так и материнского происхождения выравниваются на общем веретене.
Завершение митоза затем дает начало двум эмбриональным клеткам, каждая из которых содержит новый диплоидный геном. Затем эти клетки начинают серию делений эмбриональных клеток, которые в конечном итоге приводят к развитию нового организма.
Мейоз
МейозЦель : Мейоз — это особая версия деления клеток, которая происходит только в семенниках и яичниках; органы, производящие мужские и женские репродуктивные клетки; сперма и яйца.Почему это другое? Обычные клетки тела имеют полный набор хромосом. Если бы клетки тела мамы и папы слились, чтобы сформировать ребенка, оплодотворенная яйцеклетка имела бы вдвое больше хромосом, чем должно. Мейоз иногда называют «редукционным делением», потому что он уменьшает количество хромосом до половины от нормального, так что при слиянии сперматозоидов и яйцеклеток у ребенка будет правильное количество. Следовательно, целью мейоза является производство гамет, сперматозоидов и яйцеклеток с половиной генетического набора родительских клеток.
На рисунках ниже розовый цвет представляет генетический вклад мамы, а синий — генетический вклад папы. В этом примере диплоидная клетка тела содержит 2n = 4 хромосомы, 2 от мамы и две от папы. У людей 2n = 46 и n = 23. Мейоз I
Мейоз II
Мейоз I
Интерфаза I : идентична интерфазе в митозе.
Профаза I : идентична профазе в митозе.
Метафаза I : Вместо того, чтобы все хромосомы спаривались вдоль средней линии клетки, как при митозе, гомологичные пары хромосом выстраиваются рядом друг с другом. Это называется синапсис. Гомологичные хромосомы содержат совпадающие аллели, полученные от матери и отца. Это также когда происходит мейотическая рекомбинация, также известная как «кроссинговер» (см. Ниже). Этот процесс позволяет генетически перетасовывать характеристики двух родителей, создавая почти бесконечное множество возможных комбинаций.См. Схему крупным планом ниже.
Анафаза I : Вместо расщепления хроматид на центромере, пары гомологичных хромосом (теперь перетасованные путем кроссинговера) перемещаются вдоль волокон веретена к противоположным полюсам.
Телофаза I : Клетка защемляется и делится.
Мейоз II
Prophase II : Очевидно, что репликация не произошла.
Метафаза II : парные хромосомы выстраиваются в линию.
Анафаза II : Хроматиды расщепляются на центромере и мигрируют вдоль волокон веретена к противоположным полюсам.
Телофаза II : Клетки защемляются в центре и снова делятся. Конечный результат — четыре клетки, каждая с половиной генетического материала оригинала. В случае мужчин каждая клетка становится сперматозоидом. В случае самок одна клетка становится яйцом, а три другие — полярными тельцами, которые не используются.
Мейотическая рекомбинация (кроссинговер):
У каждого из ваших родителей есть по крайней мере одна пара аллелей (версий гена) для каждого признака (и много пар аллелей для каждого полигенного признака).
Вы получили половину парных генов мамы и половину парных генов папы. Но у каждого неидентичного ребенка-близнеца этих родителей получается разная комбинация. Представьте, например, что цвет глаз контролируется одним геном, и что у мамы может быть B, аллель для карих глаз или b, аллель для голубых глаз, а у папы также может быть B или b. Это приводит к четырем возможностям: вы можете получить B от мамы и B от папы, или B от мамы и b от папы, или b от мамы и B от папы, или b от мамы и b от папы.Каждый сперматозоид и яйцеклетка в конечном итоге получат либо B, либо b от мамы, и либо B, либо b от отца. Это подброшенная медаль. Но это происходит независимо для каждой черты характера, поэтому то, что у вас карие глаза отца, не означает, что вы получите и его светлые волосы. Каждый брат на 50% состоит из мамы и на 50% из отца, но 50% каждого из братьев и сестер могут различаться. Этот процесс перетасовки известен как рекомбинация или «кроссинговер» и происходит, когда пары хромом выстраиваются в линию в Метафазе I.
В Метафазе I выстраиваются гомологичные пары хромосом.
Гомологичные хромосомы могут обмениваться частями в процессе, называемом «кроссинговером».
Клетка: Руководство по гистологии
Мейоз
На диаграмме слева показано деление мейотических клеток. Справа показано деление митотических (нормальных) клеток. Мейоз происходит от греческого слова «уменьшение».
- Диплоидное ядро содержит две пары хромосом каждого типа (аутосомы) вместе с половыми хромосомами (X и X или X и Y).
- Одна из этих хромосом происходит от мужского родителя (родительская хромосома), а одна — от женского (материнская хромосома).
- Хромосомы в этой паре называются гомологами — есть один отцовский и один материнский гомолог.
Мейоз | Митоз | |
Гомологичные хромосомы дублируются и остаются вместе на веретене экватора как «сестринские хроматиды» или «биваленты» Плечи сестринских хроматид склеены белком, называемым когезином. | Гомологичные хромосомы дублируются, но остаются отдельными. | |
В длинной профазе мейотического деления 1 генетический материал может «переходить» между материнскими и отцовскими парами хромосом. В среднем у человека происходит 2-3 перехода на хромосому. Этот обмен генетическим материалом между материнскими и отцовскими хромосомами известен как «генетическая рекомбинация». Каждый кроссовер между двумя несестринскими хроматидами называется хиазмой (множественное число «хиазмы») Эти случайные перекрестные события перемешивают генетический материал каждой из хромосом в гаметах, помогая производить разнообразное потомство. Хиазмы также важны для удержания вместе материнских и отцовских гомологов до тех пор, пока они не разделятся в анафазе 1. | Кроссоверы между несестринскими хроматидами не происходят, так как они раздельны. | |
В анафазе мейотического деления 1 плечи сестринских хроматид становятся «отсоединенными», а сестринские хроматиды разделяются, так что одна клетка-двойка наследует одного в основном отцовского гомолога, а другая — в основном материнского гомолога. | В анафазе одна из каждой пары хромосом переходит к каждой дочерней клетке, так что каждая дочерняя клетка наследует одну копию отцовской хромосомы и одну копию материнской хромосомы — как на диаграмме справа. | |
Образующиеся клетки после мейотического деления 1 являются диплоидными — но в отличие от митотических делений: | ||
Затем клетки вступают в следующий раунд клеточного деления без дупликации ДНК — мейотическое деление 2 с образованием гаметы. | Полученные клетки — диплоидные . Произведено 2 диплоидных клетки. |
У людей, которые имеют 23 пары хромосом, в результате случайного смешения 2 23 = 8.4 x 10 6 генетически различных гамет. Поскольку происходит некоторый обмен (или рекомбинация) генетического материала между парами гомологичных хромосом, фактическое количество генетически различных гамет может быть намного выше.
Иногда гомологичные хромосомы не разделяются нормально в мейозе 1 (нерасхождение). В результате могут образовываться эмбрионы, которые либо имеют дополнительные копии, либо не имеют копий одной или нескольких хромосом. Многие из этих эмбрионов умирают, но при состоянии «синдрома Дауна» появляется дополнительная копия хромосомы 21 (Х-хромосома).Дополнительная копия аутосомной хромосомы известна как «трисомия».
При формировании женских гамет (ооцитов) в результате мейоза образуется только одна яйцеклетка. После первого мейотического деления одна из дочерних клеток больше и способна образовывать яйцеклетку (вторичный ооцит), а вторая клетка мала (первое полярное тельце) и не может производить яйцеклетку. Точно так же после второго мейотического деления одна из дочерних клеток становится большой (яйцеклетка), а другая — маленькой (второе полярное тельце) и не может производить яйцеклетку.
Перейдите по этим ссылкам, чтобы узнать больше:
Ооциты
Сперма
Оплодотворение
Раннее развитие эмбриона мыши
Митоз против Мейоза
Митоз и мейоз — это процессы, посредством которых клетки воспроизводятся, но между ними есть явные различия.
В то время как новые клетки образуются во время митоза, мейоз — это особый тип деления клеток, при котором образуются половые клетки для размножения. Два процесса были открыты разными учеными.Мейоз был открыт немецким биологом Оскаром Хертвигом, а немецкому врачу Вальтеру Флеммингу приписывают открытие митоза.
Сравнение митоза и мейоза | Клетки | MCAT | Khan Academy Играть
Цель репродукции
Только организмы полового размножения используют мейоз. Роль процесса — производить половые клетки и восстанавливать генетические дефекты в клетках зародышевой линии (половых клетках).
И половые, и бесполые организмы проходят процесс митоза.Это происходит в клетках тела, известных как соматические клетки, и производит клетки, связанные с ростом и восстановлением. Митоз необходим для бесполого размножения, регенерации и роста. Он не производит половые клетки или гаметы.
Количество дочерних ячеек
В мейозе в конце процесса образуются четыре гаплоидные клетки, содержащие половину количества хромосом.
Альтернативно, две диплоидные клетки, содержащие два набора хромосом, образуются в результате митоза.
Состав дочерних клеток
Дочерние клетки, образующиеся в конце мейоза, полностью отличаются от исходной родительской клетки и включают смесь как материнских, так и отцовских генов, что приводит к генетическому разнообразию во время полового размножения.
Дочерние клетки, созданные в митозе, генетически идентичны исходной родительской клетке.
Фазы размножения клеток
Мейоз имеет две фазы размножения клеток, в результате чего происходит два деления клеток.Первая фаза включает профазу I, во время которой происходят наиболее важные события мейоза, метафазу I, анафазу I, телофазу I и цитокинез. Во время второй фазы эти процессы снова повторяются с клетками, которые были сформированы в конце первой фазы.
В митозе клетки делятся только один раз, и это происходит через одну фазу, которая включает такие стадии, как профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза и цитокинез.
Спаривание гомологов
Мейоз включает спаривание гомологов, хромосом, подобных другим хромосомам, тогда как митоз не включает спаривания гомологов.
Отличия в АнафазеВо время анафазы мейоза сестринские хроматиды не разделяются. В анафазе I хромосомы двухцепочечные, а в анафазе II — одноцепочечные.
Во время анафазы в митозе сестринские хроматиды действительно разделяются в центромерах, и хромосомы являются одноцепочечными.
Различия в телофазе
В митозе волокна веретена полностью отступают во время телофазы, но это не относится к телофазе I мейоза.Также ядрышки снова появляются в митозе, но не в мейозе.
Смешение хромосом
В мейозе хромосомы перекрещиваются, вызывая смешение. С другой стороны, митоз не предполагает кроссинговера хромосом.
Список литературы
Дополнительная литература
Мейоз — партнеры в классе
Уметь описывать стадии мейоза.
Клетки делятся двумя способами: митозом и мейозом.Мейоз — это деление клеток, которое приводит к производству гамет, таких как яйцеклетки и сперматозоиды. Гаметы гаплоидные. У людей это означает, что у них есть 1 набор хромосом вместо 2. Производство гамет невероятно важно, потому что оно позволяет рекомбинацию генотипов посредством полового размножения. Таким образом, половое размножение может увеличить генетическую изменчивость, что повысит шансы на выживание следующего поколения организмов. Генетическая изменчивость приводит к изменчивой приспособленности, что может повысить шансы на выживание и воспроизводство для следующего поколения потомства.Теперь, когда у нас есть лучшее представление о мейозе в более крупном масштабе, давайте посмотрим, как на самом деле происходит этот процесс:
Начнем с родительской ячейки.
Обратите внимание, что эта клетка имеет по два набора каждой хромосомы. Хромосома — это совокупность генетического материала, который кодирует определенные вещи в организме. Гомологичные хромосомы — это пара хромосом, по одной из каждого набора, которые кодируют одни и те же вещи. Это гомологичные хромосомы. Они примерно одинакового размера и формы и содержат гены, кодирующие одни и те же вещи.Однако они не идентичны. Они могут содержать разные аллели для определенных генов.
МЕЙОЗ I:
В мейозе I 1 диплоидная родительская клетка делится на 2 гаплоидные клетки.
- Профаза:
На этой стадии гомологичные хромосомы спариваются, образуя тетрады. Образование тетрад еще называют синапсами.Что очень важно в тетрадах, так это то, что они позволяют гомологичным хромосомам обмениваться сегментами ДНК, этот процесс называется кроссинговером.
Этот процесс увеличивает генетическую изменчивость гамет. - Метафаза I:
На этой стадии микротрубочки выравнивают тетрады на метафазной пластинке. Мне нравится думать, что тетрады «встречаются посередине у метафазной пластины» для некоторой аллитерации. - Анафаза I:
Затем микротрубочки оттягивают гомологичные пары к противоположным концам клетки.Обратите внимание, что сестринские хроматиды остаются вместе. - Телофаза I:
Затем клетка делится. Эти две клетки теперь гаплоидные, каждая из которых содержит один набор хромосом.
Этот процесс увеличивает генетическую изменчивость гамет.MEIOSIS II:
Мейоз II — это место разделения сестринских хроматид. Другими словами, 2 гаплоидные клетки делятся на 4 гаплоидные дочерние клетки.
- Метафаза II:
Итак, хроматиды — это то, что «встречается посередине в метафазной пластине». Кроссинговер НЕ происходит между сестринскими хроматидами. - Анафаза II:
Микротрубочки разделяют сестринские хроматиды, перемещая их к противоположным полюсам клетки. - Телофаза II:
Клетки расщепляются, в результате чего образуются четыре гаплоидные дочерние клетки, каждая с одним набором недублированных хромосом.
Итак, мейоз — это клеточный процесс, в котором диплоидная родительская клетка делится на четыре гаплоидные дочерние клетки. Одним из очень важных событий в мейозе является кроссинговер, который происходит между профазой и метафазой I.Кроссинговер увеличивает генетическую изменчивость. Гаплоидные клетки, образующиеся в результате мейоза, также известны как гаметы. Гаметы объединяются во время полового размножения, что также увеличивает генетическое разнообразие. Генетическое разнообразие приводит к изменчивой приспособленности, которая увеличивает шансы на выживание следующего поколения организмов.
.