Содержание

Био: Мейоз

Мейоз - способ деление эукариотических клеток, при котором из одной диплоидной формируется 4 гаплоидные. В результате мейоза число хромосом уменьшается в 2 раза. поэтому его еще называют редукционным делением (правильнее редукционным называть только первое деление мейоза, а второе - эквационное).  Мейозом образуются половые клетки животных и споры высших растений (из которых развиваются гаметофиты - половое поколение, образующее гаметы путем митоза).
При мейозе происходит два быстро следующих друг за другом деления, каждое из которых состоит из 4 уже известных нам  фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы; между двумя делениями может быть короткая интерфаза, но никогда не происходит репликации ДНК.

Ход мейоза.

Перед началом мейоза (как и перед началом митоза) происходит удвоение наследственной информации клетки, т.е. ДНК реплицируется, и хромосомный набор имеет формулу 2n4с.
первое деление мейоза - редукционное.



Профаза 1. 2n4c . Самая длительная фаза мейоза. Ее часто делят на пять стадий (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез). Хромосомы укорачиваются и становятся видимыми как обособленные структуры. Гомологичные хромосомы, происходящие из ядер материнской и отцовской гамет, приближаются одна к другой и
конъюгируют
. Они одинаковой длины, их центромеры занимают одинаковое положение, и они обычно содержат одинаковое число генов, расположенных в одной и той же линейной последовательности. Пары конъюгирующих гомологичных хромосом называют бивалентами. Биваленты укорачиваются и утолщаются, становятся ясно видны. 

Гомологичные хромосомы, составляющие бивалент, частично разделяются, становится видно, что каждая состоит из двух хроматид. Хромосомы остаются соединенными в нескольких точках – хиазмах. В каждой хиазме происходит обмен участками хроматид в результате разрывов и соединений, в которых участвуют две из имеющихся в хиазме четырех нитей. В результате гены из одной хромосомы оказываются  связанными с генами другой хромосомы, что приводит к новым генным комбинациям в образующихся хроматидах. Этот процесс называется кроссинговер. После кроссинговера гомологичные хромосомы не расходятся, а остаются прочно связанными.  В клетке центриоли мигрируют к полюсам, ядрышки и ядерная мембрана разрушаются, образуются нити веретена деления. 
Профазу1 специалисты разделяют на несколько этапов:

Метафаза 1. 2n4c. Биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку. Их центромеры ведут себя как единые структуры и организуют прикрепленные к ним нити веретена деления. В результате тянущего усилия каждый бивалент оказывается на экваторе, а обе его центромеры равноудалены от экватора (снизу и сверху). 

Анафаза 1. 1n2c * 2 (к каждому полюсу клетки!) Имеющиеся у каждого бивалента две центромеры еще не делятся, но сестринские хроматиды уже не примыкают одна к другой. Нити веретена тянут центромеры, каждая из которых связана с двумя хроматидами, к противоположным полюсам веретена. В результате хромосомы разделяются на два гаплоидных набора, попадающих в дочерние клетки. Гомологичные хромосомы каждой пары расходятся к полюсам независимо от хромосом другой пары.

Телофаза 1. 1n2c в каждой образующейся клетке. Расхождение гомологичных центромер и связанных с ними хроматид к противоположным полюсам означает завершение первого деления мейоза. Число хромосом в одном наборе стало вдвое меньше, но находящиеся на каждом полюсе хромосомы состоят из двух хроматид. Вследствие кроссинговера эти хроматиды генетически неидентичны. Веретена и их нити обычно исчезают. Иногда после этой фазы хромосомы деспирализуются и возникает ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы. Иногда практически не наблюдается этой фазы, и клетка переходит от анафазы1 к профазе2.
    

Второе деление мейоза - эквационное. 
Интерфаза 2.1n2c в каждой клетке. Эта стадия обычна только в животных клетках; продолжительность варьирует. Фаза S отсутствует, и дальнейшей репликации ДНК не происходит. Синтезируются необходимые вещества, главным образом, АТФ. Профаза 2. 1n2c. Если не было телофазы1, то этой стадии тоже нет (обратные процессы). Ядерные мембраны и ядрышки разрушаются,  хроматиды укорачиваются и утолщаются. Центриоли перемещаются к противоположным полюсам, появляются нити веретена. Хроматиды располагаются таким образом, что их длинные оси перпендикулярны оси веретена первого деления мейоза. 

Метафаза 2. 1n2c.  Центромеры ведут себя как двойные структуры. Они организуют нити веретена, направленные к обоим полюсам, и таким образом выстраиваются по экватору веретена.

Анафаза 2.  1n1c * 2 (к каждому полюсу клетки!) .  Центромеры делятся, и нити веретена деления растаскивают их к противоположным полюсам. Центромеры тянут за собой отделившиеся друг от друга хроматиды, которые теперь называются хромосомами. 

Телофаза 2. 1n1c (в каждой клетке).  Сходна с телофазой митоза. Хромосомы деспирализуются, растягиваются и после этого плохо различимы.  Нити веретена исчезают, а центриоли реплицируются. Вокруг каждого ядра, которое содержит теперь гаплоидное число хромосом, образуется ядерная мембрана. Далее следует деление цитоплазмы. Образуется 4 дочерние клетки. 

Значение мейоза:  1. Половое размножение.  Предотвращение удвоения числа хромосом в каждом последующем поколении.  2. Генетическая изменчивость. Мейоз создает возможности для возникновения в гаметах новых генных комбинаций.



Сходства митоза и мейоза:

-       способы деления эукариотических клеток; -       одинаковые фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза; -       перед клеточным делением происходит удвоение ДНК, спирализация хромосом.

Черты отличия митоза и мейоза
1.      Одно деление; 2.      В метафазе по экватору выстраиваются удвоенные хромосомы; 3.      Конъюгация и кроссинговер отсутствуют; 4.      Между делениями имеется интерфаза, в которую происходит удвоение ДНК; 5.      Образуются две диплоидные клетки.

Видео на тему:

1.      Два быстро следующих друг за другом деления; 2.      По экватору выстраиваются пары гомологичных хромосом; 3.      Гомологичные хромосомы конъюгируют, происходит кроссинговер; 4.      Между двумя делениями мейоза нет интерфазы (короткая) и не происходит удвоение ДНК; 5.      Образуются четыре гаплоидные клетки.

1) Что такое клеточный или жизненный цикл клетки?а) жизнь клетки в период ее деления;б) жизнь клетки в период интерфазы;в)

жизнь клетки от деления до следующего деления или смерти. 2) При каком типе деления клетки получаются гаплоидные клетки?а) при митозе;б) при амитозе;в) при мейозе. 3) В результате митоза число хромосом в клетках тела:а) уменьшается вдвое;б) увеличивается вдвое;в) сохраняется неизменным;г) изменяется случайно. 4) В процессе митоза число хромосом в дочерних клетках оказывается одинаковым с материнской клеткой благодаря тому, что:а) в интерфазу хромосомы удваиваются;б) все хромосомы парные;в) хромосомы располагаются в центре клетки;г) хромосомы расходятся к полюсам клетки. 5) Активный период жизни клетки, когда осуществляется синтез органических веществ, удвоение хромосом, называется:а) митозом;б) интерфазой;в) мейозом;г) развитием половых клеток. 6) Периоды интерфазы: а) G1, G2, митоз;б) G1, S, G2;в) G1, S, митоз. 7) В какой из фаз митоза происходит спирализация и конденсация хромосом, исчезает ядрышко, распадается ядерная оболочка, образуется веретено деления?а) в профазе; в) в анафазе;б) в метафазе; г) в телофазе. 8) Сколько хроматид в хромосоме к концу митоза?а) одна;б) две. 9) Сколько хроматид в хромосоме к началу профазы?а) одна;б) две. 10) Какое деление сопровождается редукцией числа хромосом в клетке?а) митозб) амитозв) мейоз 11) При мейозе происходит:а) одно деление;б) два быстро следующих одно за другим деления;в) два деления, между которыми есть длительная интерфаза. 12) Конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер осуществляются:а) в профазу 1;б) в метафазу 1;в) в профазу 2;г) в анафазу 1. 13) В анафазе 1 происходит расхождение:а) хроматид;б) гомологичных хромосом;в) в этой фазе нет расхождения. 14) Благодаря конъюгации и кроссинговеру в ходе мейоза хромосомы:а) удваиваются;б) равномерно распределяются;в) разрываются;г) обмениваются генетической информацией. 15) В период между двумя делениями мейоза удвоение молекулы ДНК:а) осуществляется;б) не происходит;в) у разных организмов возможны оба варианта.

2. Мейоз. Кроссинговер

МЕЙОЗ

Мейоз – это особый способ деления эукариотических клеток, при котором исходное число хромосом уменьшается в два раза (от древнегреч. «мейон» – меньше – и от «мейозис» – уменьшение).

Главной особенностью мейоза является конъюгация (спаривание) гомологичных хромосом с последующим расхождением их в разные клетки. Поэтому в первом делении мейоза вследствие образования бивалентов к полюсам клетки расходятся не однохроматидные, а двухроматидные хромосомы. В результате число хромосом уменьшается в два раза, и из диплоидной клетки образуются гаплоидные клетки.

Исходное число хромосом в клетке, которая вступает в мейоз, называется диплоидным (2n). Число хромосом в клетках, образовавшихся в ходе мейоза, называется гаплоидным (n).

Мейоз состоит из двух последовательных клеточных делений, которые соответственно называются мейоз I и мейоз II. В первом делении происходит уменьшение числа хромосом в два раза, поэтому его называют редукционным. Во втором делении число хромосом не изменяется; поэтому его называют эквационным (уравнивающим).

Предмейотическая интерфаза отличается от обычной интерфазы тем, что процесс репликации ДНК не доходит до конца: примерно 0,2...0,4 % ДНК остается неудвоенной. Однако в целом, можно считать, что в диплоидной клетке (2n) содержание ДНК составляет 4с. При наличии центриолей происходит их удвоение. Таким образом, в клетке имеется две диплосомы, каждая из которых содержит пару центриолей.

Первое деление мейоза (редукционное, или мейоз I)

Сущность редукционного деления заключается в уменьшении числа хромосом в два раза: из исходной диплоидной клетки образуется две гаплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (в состав каждой хромосомы входит 2 хроматиды).

Профаза I (профаза первого деления) включает ряд стадий.

Лептотена (стадия тонких нитей). Хромосомы видны в световой микроскоп в виде клубка тонких нитей.

Зиготена (стадия сливающихся нитей). Происходит конъюгация гомологичных хромосом (от лат. conjugatio – соединение, спаривание, временное слияние). Гомологичные хромосомы (или гомологи) – это парные хромосомы, сходные между собой в морфологическом и генетическом отношении. В результате конъюгации образуются биваленты. Бивалент – это относительно устойчивый комплекс из двух гомологичных хромосом. Гомологи удерживаются друг около друга с помощью белковых синаптонемальных комплексов. Количество бивалентов равно гаплоидному числу хромосом. Иначе биваленты называются тетрады, так как в состав каждого бивалента входит 4 хроматиды.

Пахитена (стадия толстых нитей). Хромосомы спирализуются, хорошо видна их продольная неоднородность. Завершается репликация ДНК. Завершается кроссинговер – перекрест хромосом, в результате которого они обмениваются участками хроматид.

Диплотена (стадия двойных нитей). Гомологичные хромосомы в бивалентах отталкиваются друг от друга. Они соединены в отдельных точках, которые называются хиазмы (от древнегреч. буквы χ – «хи»).

Диакинез (стадия расхождения бивалентов). Хиазмы перемещаются к теломерным участкам хромосом. Биваленты располагаются на периферии ядра. В конце профазы I ядерная оболочка разрушается, и биваленты выходят в цитоплазму.

Метафаза I (метафаза первого деления). Формируется веретено деления. Биваленты перемещаются в экваториальную плоскость клетки. Образуется метафазная пластинка из бивалентов.

Анафаза I (анафаза первого деления).

Гомологичные хромосомы, входящие в состав каждого бивалента, разъединяются, и каждая хромосома движется в сторону ближайшего полюса клетки. Разъединения хромосом на хроматиды не происходит.

Телофаза I (телофаза первого деления). Гомологичные двухроматидные хромосомы полностью расходятся к полюсам клетки. В норме каждая дочерняя клетка получает одну гомологичную хромосому из каждой пары гомологов. Формируются два гаплоидных ядра, которые содержат в два раза меньше хромосом, чем ядро исходной диплоидной клетки. Каждое гаплоидное ядро содержит только один хромосомный набор, то есть каждая хромосома представлена только одним гомологом. Содержание ДНК в дочерних клетках составляет 2с.

В большинстве случаев (но не всегда) телофаза I сопровождается цитокинезом.

После первого деления мейоза наступает интеркинез – короткий промежуток между двумя мейотическими делениями. Интеркинез отличается от интерфазы тем, что не происходит репликации ДНК, удвоения хромосом и удвоения центриолей: эти процессы произошли в предмейотической интерфазе и, частично, в профазе I.

Второе деление мейоза (эквационное, или мейоз II)

В ходе второго деления мейоза уменьшения числа хромосом не происходит. Сущность эквационного деления заключается в образовании четырех гаплоидных клеток с однохроматидными хромосомами (в состав каждой хромосомы входит одна хроматида).

Профаза II (профаза второго деления). Не отличается существенно от профазы митоза. Хромосомы видны в световой микроскоп в виде тонких нитей. В каждой из дочерних клеток формируется веретено деления.

Метафаза II (метафаза второго деления). Хромосомы располагаются в экваториальных плоскостях гаплоидных клеток независимо друг от друга. Эти экваториальные плоскости могут быть параллельны друг другу или взаимно перпендикулярны.

Анафаза II (анафаза второго деления). Хромосомы разделяются на хроматиды (как при митозе). Получившиеся однохроматидные хромосомы в составе анафазных групп перемещаются к полюсам клеток.

Телофаза II (телофаза второго деления). Однохроматидные хромосомы полностью переместились к полюсам клетки, формируются ядра. Содержание ДНК в каждой из клеток становится минимальным и составляет 1с.

Таким образом, в результате описанной схемы мейоза из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидные клетки. Дальнейшая судьба этих клеток зависит от таксономической принадлежности организмов, от пола особи и ряда других факторов.

Типы мейоза. При зиготном и споровом мейозе образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало спорам (зооспорам). Эти типы мейоза характерны для низших эукариот, грибов и растений. Зиготный и споровый мейоз тесно связан со спорогенезом. При гаметном мейозе из образовавшихся гаплоидных клеток образуются гаметы. Этот тип мейоза характерен для животных. Гаметный мейоз тесно связан с гаметогенезом и оплодотворением. Таким образом, мейоз – это цитологическая основа полового и бесполого (спорового) размножения.

Биологическое значение мейоза. Немецкий биолог Август Вайсман (1887) теоретически обосновал необходимость мейоза как механизма поддержания постоянного числа хромосом. Поскольку при оплодотворении ядра половых клеток сливаются (и, тем самым, в одном ядре объединяются хромосомы этих ядер), и поскольку число хромосом в соматических клетках остается константным, то постоянному удвоению числа хромосом при последовательных оплодотворениях должен противостоять процесс, приводящий к сокращению их числа в гаметах ровно вдвое. Таким образом, биологическое значение мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом при наличии полового процесса. Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость – появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении.

Интерфаза, виды интерфаз. Периоды аутосинтетической интерфазы — Мегаобучалка

Промежуток времени между клеточными делениями называется интерфазой.

Некоторые цитологи выделяют два вида интерфаз: гетеросинтетическую и аутосинтетическую.

В период гетеросинтетеической интерфазы клетки работают на организм, выполняя свои функции составного компонента того или иного органа или такни. В период аутосинтетической интерфазы клетки готовятся к митозу или мейозу. В этой интерфазе выделяют три периода: пресинтетический – G1, синтетический – S, и постсинтетический – G2.

Период G1 – самая продолжительная фаза. В этот период клетка синтезирует РНК и белки.

В S-периоде продолжается синтез белка и происходит репликация ДНК. В большинстве клеток этот период длится 8-12 часов.

В G2 – периоде продолжается синтез РНК и белка (например, тубулина для построения микротрубочек веретена деления). Происходит накопление АТФ для энергетического обеспечения последующего митоза. Эта фаза длится 2-4- часа.

Кроме интерфазы, для характеристики временной организации клеток выделяют такие понятия, как жизненный цикл клеток, клеточный цикл и митотический цикл. Под жизненным цикломклетки понимают время жизни клетки с момента ее возникновения после деления материнской клетки и до конца ее собственного деления или же до гибели.

Клеточный цикл –это совокупность процессов, протекающих в аутосинтетическую интерфазу, и собственно митоз.

 

11. Митоз. Его сущность, фазы, биологическое значение. Амитоз.

МИТОЗ

 

Митоз ( от греч. митос – нить), или кариокинез (греч. карион – ядро, кинезис – движение), или непрямое деление. Это процесс, в ходе которого происходит конденсация хромосом и равномерное распределение дочерних хромосом между дочерними клетками. Митоз включает в себя пять фаз: профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. В профазе хромосомы конденсируются (скручиваются), становятся заметными и располагаются в виде клубка. Центриоли делятся на две и начинают двигаться к клеточным полюсам. Между центриолями появляются нити, состоящие из белка тубулина. Происходит образование митотического веретена. В прометафазе ядерная оболочка распадается на мелкие фрагменты, а погруженные в цитоплазму хромосомы начинают двигаться к экватору клетки. В метафазе хромосомы устанавливаются на экваторе веретена и становятся максимально компактизированными. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, связанных друг с другом центромерами, а концы хроматид расходятся, и хромосомы принимают Х-образную форму. В анафазе дочерние хромосомы (бывшие сестринские хроматиды) расходятся к противоположным полюсам. Предположение о том, что это обеспечивается сокращением нитей веретена, не подтвердилось.



 

Рис.28. Характеристика митоза и мейоза.

 

Многие исследователи поддерживают гипотезу скользящих нитей, согласно которой соседние микротрубочки веретена деления, взаимодействуя друг с другом и сократительными белками, тянут хромосомы к полюсам. В телофазе дочерние хромосомы достигают полюсов, деспирализуются, образуется ядерная оболочка, восстанавливается интерфазная структура ядер. Затем наступает разделение цитоплазмы – цитокинез. В животных клетках этот процесс проявляется в перетяжке цитоплазмы за счет втягивания плазмолеммы между двумя дочерними ядрами, а в растительных клетках мелкие пузырьки ЭПС, сливаясь, образуют изнутри цитоплазмы клеточную мембрану. Целлюлозная клеточная стенка образуется за счет секрета, накапливающегося в диктиосомах.

Продолжительность каждой из фаз митоза различна – от нескольких минут до сотен часов, что зависит как от внешних, так и внутренних факторов и типа тканей.

Нарушение цитотомии приводит к образованию многоядерных клеток. При нарушении репродукции центриолей могут возникнуть многополюсные митозы.

АМИТОЗ

 

Это прямое деление ядра клетки, сохраняющего интерфазную структуру. При этом хромосомы не выявляются, не происходит образования веретена деления и их равномерного распределения. Ядро делится путем перетяжки на относительно равные части. Цитоплазма может делиться перетяжкой, и тогда образуются две дочерние клетки, но может и не делиться, и тогда образуются двуядерные или многоядерные клетки.

 

Рис.29.Амитоз.

 

Амитоз как способ деления клеток может встречаться в дифференцированных тканях, например, скелетных мышцах, клетках кожи, а также в патологических изменениях тканях. Однако он никогда не встречается в клетках, нуждающихся в сохранении полноценной генетической информации.

 

12. Мейоз. Стадии, биологическое значение.

МЕЙОЗ

 

Мейоз (греч. мейозис – уменьшение) имеет место на стадии созревания гамет. Благодаря мейозу из диплоидных незрелых половых клеток образуются гаплоидные гаметы: яйцеклетки и сперматозоиды. Мейоз включает в себя два деления: редукционное (уменьшительное) и эквационное (уравнительное), каждое из которых имеет те же фазы, что и митоз. Однако, несмотря на то, что клетки делятся два раза, удвоение наследственного материала происходит только один раз – перед редукционным делением - и отсутствует перед эквационным.

Цитогенетический результат мейоза (образование гаплоидных клеток и перекомбинация наследственного материала) происходит во время первого (редукционного) деления. Оно включает 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Профаза I подразделяется на 5 стадий:
лептонемы, (стадия тонких нитей)
зигонемы
стадия пахинемы (толстых нитей)
стадии диплонемы
стадия диакинеза.

Рис.31.Мейоз. Процессы, происходящие при редукционном делении.

 

В стадии лептонемы происходит спирализация хромосом и их выявление в виде тонких нитей с утолщениями по длине. В стадии зигонемы продолжается компактизация хромосом, а гомологичные хромосомы сближаются попарно и конъюгируют: каждая точка одной хромосомы совмещается с соответствующей точкой гомологичной хромосомы (синапсис). Две рядом лежащие хромосомы образуют биваленты.

В пахинеме между хромосомами, составляющими бивалент, может происходить обмен гомологичными участками (кроссинговер). На этой стадии видно, что каждая конъюгирующая хромосома состоит из двух хроматид, а каждый бивалент – из четырех хроматид (тетрад).

Диплонема характеризуется, появлением сил отталкивания конъюгатов начиная от центромер, а затем и в других участках. Хромосомы остаются связанными между собой только в местах кроссинговера.

В стадии диакинеза (расхождение двойных нитей) парные хромосомы частично расходятся. Начинается формирование веретена деления.

В метафазе I пары хромосом (биваленты) выстраиваются по экватору веретена деления, образуя метафазную пластинку.

В анафазе I к полюсам расходятся двухроматидные гомологичные хромосомы, и на клеточных полюсах скапливается их гаплоидный набор. В телофазе 1 происходят цитотомия и восстановление структуры интерфазных ядер, каждое из которых содержит гаплоидное число хромосом, но диплоидное количество ДНК (1n2c). После редукционного деления клетки переходят в короткую интерфазу, во время которой не наступает период S, и начинается эквационное (2-е) деление. Оно протекает, как обычный митоз, в результате чего образуются половые клетки, содержащие гаплоидный набор однохроматидных хромосом (1n1c)

 

Рис.32. Мейоз. Эквационное деление.

 

Таким образом, во время второго мейотического деления количество ДНК приводится в соответствие с количеством хромосом.

12.Гаметогенез: ово - и сперматогенез.
Размножение, или самовоспроизведение, является одной из важнейших характеристик природы и присуще живым организмам. Передача генетического материала от родителей к следующему поколению в процессе размножения обеспечивает непрерывность существования рода. Процесс размножения у человека начинается с момента проникновения мужской половой клетки в женскую половую клетку.

Гаметогенез – это последовательный процесс, который обеспечивает размножение, рост и созревание половых клеток в мужском организме (сперматогенез) и женском (овогенез).

Гаметогенез протекает в половых железах - сперматогенез в семенниках у мужчин, а овогенез в яичниках у женщин. В результате гаметогенеза в организме женщины образуются женские половые клетки - яйцеклетки, а у мужчин - мужские половые клетки сперматозоиды.
Именно процесс гаметогенез (сперматогенез, овогенез) дает возможность мужчине и женщине возможность воспроизведения потомства.

Онлайн урок: Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Мейоз. Фазы митоза и мейоза по предмету Биология ЕГЭ

Хромосомы- это структуры, в которых сосредоточена большая часть наследственной информации.

Они располагаются в ядре эукариотической клетки, состоят из молекулы ДНК, которая связана с белками-гистонами.

Хромосомы состоят из 2 сестринских хроматид (удвоенных молекул ДНК), соединенных друг с другом в области первичной перетяжки- центромеров.

Центромера- специализированный участок ДНК, в районе которого в стадии профазы и метафазы деления клетки соединяются две сестринские хроматиды в митозе, а в мейозе гомологичные хромосомы в профазе и метафазе первого деления.

Значение центромеры:

•          центромера играет важную роль при расположении хромосом в виде метафазной пластинки в процессе расхождения дочерних хромосом к полюсам клетки, так как при помощи центромеры каждая хроматида соединяется с нитями веретена деления

•          каждая центромера разделяет хромосому на два плеча

Строение хромосомы:

В жизненном цикле клетки, а конкретно в синтетический период происходит репликация ДНК (удвоение), именно с этого момента каждая хромосома состоит уже не из одной хроматиды, а из двух хроматид.

Хроматида (от греч. chroma - цвет, краска + eidos - вид)- это нить молекулы ДНК, соединенная с белками. Является частью хромосомы от момента ее дупликации до разделения на две дочерние хроматиды в анафазе митоза или анафазе второго деления мейоза.

Типы хромосом (морфологические типы):

•          акроцентрические (центромера расположена близко к концу хромосомы, и одно плечо значительно короче другого)

•          субметацентрические (центромера смещена от середины хромосом, и одно плечо короче другого)

•          метацентрические (центромера расположена в середине хромосомы, и плечи ее равны)

·       телоцентрическая хромосома- хромосома, состоящая только из одного плеча и имеющая центромеру на самом краю; считается, что истинных телоцентрических хромосом не существует, т.к. даже маленькое второе плечо (визуально на хромосомных препаратах не выявляемое), по-видимому, всегда присутствует; часто такой вид хромосом используется в качестве синонима термина "акроцентрическая хромосома"

Гомологичные хромосомы (от греч. «гомос»- одинаковый).

Гомологичные хромосомы- парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов.

Их гены в соответствующих (идентичных) участках представляют собой аллельные гены.

Аллельные гены- различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом.

Но следует отметить, что гомологичные хромосомы не идентичны друг другу по следующим причинам:

•          хотя гомологичные хромосомы имеют один и тот же набор генов, но этот набор может быть представлен различными формами одного и того же гена.

К примеру, у вас в гомологичных хромосомах есть участок с аллельными генами, которые определяют цвет ваших глаз. От матери в вашу гомологичную хромосому попал ген, отвечающий за карий цвет глаз- доминантный (сильный) признак, а от отца в хромосому попал ген, отвечающий за серый цвет глаз- это рецессивный (слабый) признак. Таким образом, аллельные гены отвечают за один признак- цвет глаз, но этот ген представлен в данном случае различными формами (доминантный и рецессивный, серый и карий).

То есть ген один, а проявление его разное, поэтому мы говорим о гомологии, а не о идентичности.

•          также в результате некоторых мутаций (удвоение хромосом, утраты ее частей и других причин) могут возникать гомологичные хромосомы, различающиеся наборами или расположением генов

Для каждого эукариотического организма характерен свой набор хромосом.

Количество, формы размеры хромосом у каждого организма различны.

К примеру, у человека всего 46 хромосом с 20-25 тыс. активных генов, а у коровы 60 хромосом с 22 тыс. активных генов.

А для проведения анализа и исследования всех хромосом клетки, ученые выделили такое понятие как кариотип.

Такой анализ имеет большое значение в медицинской практике, позволяя диагностировать ряд хромосомных заболеваний, вызванных как грубыми нарушениями кариотипов (нарушение числа хромосом), так и нарушением хромосомной структуры.

Кариотип- совокупность признаков полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида данного организма (индивидуальный кариотип).

В комплекс характеристик кариотипа входят:

•          число хромосом, характерное для данного вида

•          размеры хромосом

•          положение центромеры каждой хромосомы

•          рисунок дифференциального окрашивания хромосом (специальный метод окрашивания, который позволяет по рисунку чередующихся поперечных темных и светлых полос на хромосоме идентифицировать конкретную хромосому или ее участок)

Рассмотрим кариотип человека:

По рисунку мы видим кариотип здорового человека, который включает 22 пары неполовых хромосом (аутосом) и пару половых хромосом (ХХ (женский пол) или ХY (мужской пол).

Хромосомы в кариотипе различаются размерами, формой, положением центромеры, рисунком окрашивания.

Каждая хромосома содержит определенный набор генов (например, в первой хромосоме хранятся гены A, B, C, D, во второй хромосоме - гены K, L, M, N). Каждый ген отвечает за свой признак (один ген отвечает за цвет глаз, другой за структуру волос, третий отвечает за проявление праворукости или леворукости и так далее.

Хромосомы также нумеруют: самая большая хромосома- первая, и далее, чем меньше хромосома, тем больший номер она получает.

На рисунке вы видите, что каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид (не забывайте, что каждая хроматида содержит 1 молекулу ДНК).

Поэтому получается, что хромосома одна, но она содержит 2 молекулы ДНК.

Помимо этого у диплоидного организма имеется двойной набор хромосом.

То есть у каждой хромосомы есть гомологичная ей хромосома, это тоже вы можете разглядеть на рисунке.

У человека имеются 22 пары гомологичных хромосом (плюс пара половых хромосом, которые негомологичны друг другу).

Один набор хромосом человек получает от матери, другой от отца.

Объединение этих наборов происходит при оплодотворении.

Половые клетки, образовавшиеся в результате мейоза, содержат только одну из двух гомологичных хромосом. Такой набор хромосом называется гаплоидный или одинарный (от греч. haploos- одиночный, простой и eidos- вид).

У человека путем мейоза образуются половые клетки (гаметы), каждая из них несет 23 хромосомы, а не 46, как в обычной соматической клетке.

В биологии обычно количество хромосом в клетке обозначается буквой n:

1n или просто одной буквой n- гаплоидный (одинарный) набор хромосом

2 n- диплоидный (двойной) набор хромосом

с- количество ДНК в хромосоме.

Количество хромосом в жизненном цикле разных организмов может быть разным.

У животных хромосомный набор диплоидный, а гаплоидны только гаметы.

Например, у хламидомонады, наоборот, гаплоидный набор хромосом на протяжении всего жизненного цикла, а диплоидна лишь зигота, которая сразу вступает в мейоз.

У некоторых растений наблюдаются сразу две фазы:

•          у мхов преобладает гаметофит - он обладает гаплоидным набором хромосом

•          у папоротников взрослого растения спорофита, наоборот, основная жизненная стадия представлена диплоидным набором хромосом

На спорофите путем митоза образуются клетки спорангия- органы, производящие споры, клетки которого имеют также диплоидный набор хромосом.

Сами споры имеют гаплоидный набор хромосом, благодаря мейозу.

Также у папоротников есть стадия заростка, который прорастает из споры, - значит, и у него гаплоидный набор хромосом.

Жизненные циклы растений вы можете посмотреть в темах "Водоросли. Мхи. Лишайники" и "Плауны. Хвощи. Папоротники".

У семенных растений самостоятельной гаплоидной стадии не существует.

Хромосомный набор у различных типов клеток растений на разных стадиях жизненного цикла

Жизненный цикл покрытосеменных растений (кратко)

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n).

Органом их полового размножения является цветок.

Процесс формирования половых клеток у растений подразделяется на два этапа:

  • 1-й этап- спорогенез- завершается образованием гаплоидных клеток- спор (микроспоры и макроспоры)
  • 2-й этап- гаметогенеза- происходит ряд делений гаплоидных клеток, прежде чем образуются зрелые гаметы (яйцеклетки и спермии)

Процесс созревания мужских клеток- микроспорогенез

Этапы:

  • в результате двух мейотических делений материнской клетки пыльцы (микроспороцита) возникают четыре гаплоидные микроспоры, то есть набор хромосом-n.
  • далее в микроспорах идет митоз, который приводит к образованию вегетативной и генеративной клеток- набор хромосом-n
  • вегетативная клетка не делится, а накапливает питательные вещества
  • генеративная клетка делится путем митоза, в результате деления также митозом образуются две мужские половые клетки, которые в отличие от сперматозоидов животных называются спермиями.

 

Процесс созревания женских клеток (макроспорогенез)

У покрытосеменных растений женский гаметофит- это зародышевый мешок, который закладывается и развивается внутри семяпочки.

Этапы:

  • для того чтобы женский гаметофит сформировался необходим мегаспорогенез, во время которого образуется материнская клетка мегаспора (2n)
  • далее материнская клетка мегаспора делится мейозом и образуется четыре гаплоидных мегаспоры (n)
  • одна из мегаспор растет и делится митозом трехкратно, в результате чего образуется зародышевый мешок с 8 наследственно одинаковыми гаплоидными ядрами, из которых только одно дает яйцеклетку

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n)– пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n).

Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n).

Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

 

Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)

Листостебельное растение голосеменных растений– спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (2n).

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки– мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся– развивается женский гаметофит– эндосперм (n) с двумя архегониями (n).

В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки– микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты– пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n)– пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Хромосомный набор у различных типов клеток

Примеры различных типов клеток

Хромосомный набор

Как образуется

Цветковые растения

Эндосперм семени любого цветкового растения

триплоидный набор- 3n

образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n) и одного спермия (n)

Клетки листьев любого цветкового растения (эпидермис листа, мезофилл листа и др.)

диплоидный набор хромосом- 2n

клетки листа образуются путем митоза

Восьмиядерный зародышевый мешок семязачатка цветкового растения

все клетки зародышевого мешка гаплоидны

образуются в результате митоза

Макроспоры цветковых растений

гаплоидный набор

формируются из клеток спорофита (2n) мейозом.

Микроспоры растений

гаплоидный набор

формируются путем мейоза

Яйцеклетки цветковых растений

гаплоидный набор

формируются из клеток гаметофита (1n) митозом

Спермии пыльцевого зерна цветкового растения

гаплоидный набор

образуются из генеративной клетки путём митоза

Вегетативные, генеративные клетки цветкового растения

гаплоидный набор

образуются путём митоза при прорастании гаплоидной споры

Голосеменные растения

В женской споре (мегаспоре сосны)

гаплоидный набор хромосом (n)

образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза

В мужской споре (микроспоре)

гаплоидный набор хромосом- n

мужская спора образуется из клеток спорангия в шишках в результате мейоза

Клетки эндосперма сосны

гаплоидный набор хромосом (n

эндосперм сосны формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза

Клетки женских шишек и в клетках мужских шишек

 

диплоидный набор хромосом- 2n;

развиваются из диплоидных клеток спорофита (взрослого растения) в результате митоза

Споровые растения

Споры мха, споры кукушкина льна, споры папоротника

гаплоидный набор- n

образуются на диплоидном спорофите в спорангиях путём мейоза из диплоидных клеток

Сперматозоиды и яйцеклетки мха, папоротника

гаплоидный набор- n

образуются на гаметофитах из гаплоидной клетки путём митоза

Листостебельные растения мхов

гаплоидный набор- n

является гаметофитом

В клетках заростка папоротника

гаплоидный набор хромосом- n

заросток развивается путём митоза из гаплоидной споры

В клетках листьев папоротника

диплоидный набор хромосом - 2n

взрослое растение папоротника является спорофитом и развивается из диплоидной зиготы

Архегонии мхов и папоротников

гаплоидный набор хромосом- n

путём митоза

Антеридии мхов и папоротника

гаплоидный набор хромосом- n

путём митоза

 

Споры у растений образуются путем мейоза, а гаметы- митозом.

У животных гаметы образуются путем мейоза.

 

Нарушение структуры хромосом.

Нарушение структуры хромосом происходит в результате спонтанных или спровоцированных изменений:

•          генные мутации (изменения на молекулярном уровне)

•          делеции- хромосомная перестройка, при которой происходит потеря участка хромосомы

•          дупликации или удвоение- структурная хромосомная мутация, заключающаяся в удвоении участка хромосомы

•          транслокации- тип хромосомных мутаций, при которых происходит перенос участка хромосомы на негомологичную хромосому, приводят к развитию лимфом, сарком, лейкемии, шизофрении

•          инверсии- это поворот определенного участка хромосомы на 180°, является следствием двух одновременных разрывов в одной хромосоме

Деление клетки – митоз, мейоз

1. Деление клетки – митоз, мейоз

2. План урока: 1. Деление клетки - основа размножения и индивидуального развития организмов Жизненный цикл клетки 2. Митоз. Фазы

митотического
цикла
3. Мейоз. Фазы мейотического
цикла

3. Деление клеток – биологический процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов

4. Описано три способа деления эукариотических клеток: 1. Митоз (непрямое деление) 2. Мейоз (редукционное деление) 3. Амитоз

(прямое деление)

5. Жизнь клетки состоит из периодов

6. Промежуток времени от момента возникновения клетки до ее гибели или до последующего деления – жизненный цикл клетки

7. В жизненном цикле есть также периоды покоя, когда клетка только исполняет свои функции и избирает свою дальнейшую судьбу

(погибнуть либо
возвратится
в
митотический
цикл)

8. Период жизни клетки от одного деления до следующего называют клеточным циклом Обязательным компонентом клеточного цикла

является
митотический цикл,
включающий подготовку к
делению и само деление

10. Значительную часть митотического цикла составляет Интерфаза– период подготовки клетки к делению. Она состоит из трех этапов:

Постмитотический,(G1)
- самый вариабельный
по
продолжительности. Во время его в клетке активизируются процессы
биологического синтеза, в первую очередь структурных и функциональных
белков. Клетка растет и готовится к следующему периоду.
Синтетический (S) -
главный в митотическом цикле. Длится ок. 6 -
10 ч. В это время клетка осуществляет самое важное - синтез ДНК. Но к
концу S - периода вся ядерная ДНК удваивается, то есть состоит из двух
хроматид - идентичных молекул ДНК.
Постсинтетический,(G2) -
относительно короток, составляет
ок. 2 - 5 ч. В это время количество органоидов удваивается, идут активные
метаболические процессы, накапливаются белки и энергия для предстоящего
деления. Клетка приступает к делению.

11. Интерфаза

1.
2.
3.
Увеличение клетки в
размерах
Удвоение хромосом
Удвоение органоидов

12. Митоз

13. Митоз

(от греч. mitos - нить), кариокинез,
непрямое деление соматических
клеток, при котором из одной
материнской клетки образуются
две дочерние с точно таким же
числом и набором Х, что и в
исходной клетке

14. Митоз (деление клетки)

Фазы (этапы ) митоза
1.
2.
3.
4.
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза

15. Профаза

1.
2.
3.
4.
Распад ядерной оболочки на
фрагменты
Спирализация, скручивание и
утолщение хромосом
Разрушение ядрышек
Расхождение центриолей к
полюсам и начало образования
биполярного веретена деления

16. Метафаза

1.
Х располагаются по экватору
клетки. При этом хорошо видно, что
каждая Х, состоящая из 2-х
хроматид, имеет перетяжкуцентромеру . Х своими
центромерами прикрепляются к
нитям веретена деления..

17. Анафаза

1.
2.
3.
Разделение центромер дочерних
хромосом, каждая хроматида становится
самостоятельной дочерней Х
Сокращение нитей веретена деления
Расхождение хромосом к полюсам
клетки

18. Телофаза

1.
2.
3.
4.
5.
Исчезновение веретена деления
Возникновение ядерной оболочки
Раскручивание хромосом
Разделение цитоплазмы (цитокенез)
Образование двух клеток

19. Биологическое значение митоза:

Основа
бесполого размножения
Основа эмбрионального развития
Генетическая стабильность, т.е. точное
распределение генетического материала
м/д дочерними клетками
Рост
Регенерация утраченных частей,
восстановление органов и тканей

20. Биологический смысл митоза

Равномерное
разделение
генетического
материала между
дочерними клетками

21. Мейоз

Мейоз - особый вид деления
клетки, при котором число
хромосом в дочерних клетках
становится гаплоидным
Мейоз характерен
для образования
гамет у животных
для образования
спор у высших
растений

23. Историческая справка

Немецкий гистолог. Профессор
университетов в Праге (с 1873) и Киле
(1876–1901). В 1882 году открыл мейоз
у животных.
Флемминг Вальтер
(1843–1905)
Страсбургер Эдвард
(1844–1912)
Немецкий ботаник, по происхождению
поляк, член Польской АН в Кракове
(1888). Учился в Варшаве, Бонне и Йене.
Был доцентом Варшавского (1867–1869),
профессором Йенского (1869–1880) и
Боннского (1880–1911) университетов. В
1888 году установил явление редукции
числа хромосом у растений.

24. Историческая справка

Август Вейсман
(1834–1914)
Немецкий зоолог и теоретик
эволюционного учения. Профессор
Фрайбургского университета.
Август Вейсман в 1887 году теоретически
обосновал необходимость мейоза как
механизма поддержания постоянного
числа хромосом.
Первое подробное описание мейоза в ооцитах кролика
дал Уиниуортер в 1900 году.
Изучение мейоза продолжается до сих пор.

25. Механизм мейоза

Включает два последовательных деления
клетки, следующих друг за другом.
Мейоз I
Редукционное деление
связано с уменьшением
числа хромосом в два
раза
Мейоз II
Эквационное деление
приводит к образованию
клеток с гаплоидным
набором хромосом
Мейоз – значит ельно более длит ельный процесс по сравнению с
мит озом: у ржи он идет более двух сут ок, у дрозофилы – около
недели, у человека – т ри с половиной недели.

26. Мейоз –это особый способ деления половых клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа Х вдвое и переход

клеток из
диплоидного состояния
(2п) в гаплоидное (1п)

27. Перед мейозом, так же как и перед митозом, обязательно проходит интерфаза, в которой удваивается ДНК

28. Мейоз состоит из двух клеточных делений, следующих друг за другом Между двумя делениями мейоза интерфаза отсутствует

I деление мейоза

30. Профаза I

Ядерная оболочка рассасывается,
ядрышко исчезает, начинают
образовываться нити веретена деления,
формируется 2 полюса деления клетки
Происходит сближение и
переплетение парных гомологичных
хромосом – конъюгация
И обмен участков гомологичных
хромосом – кроссинговер

32. Метафаза I

Хромосомы выстраиваются на экваторе
клетки
Нити веретена деления прикрепляются к
центрам хромосом

33. Анафаза I

Хромосомы
расходятся к полюсам
клетки
Пары гомологичных хромосом
разделяются, целые хромосомы
конкретной пары расходятся к
разным полюсам клетки, каждая
хромосома по-прежнему состоит из
двух хроматид

35. Телофаза I

Короткая фаза. Образуется ядерная
оболочка.
Образование двух дочерних клеток,
имеющих гаплоидный набор хромосом,
каждая хромосома состоит из двух
хроматид
Клетка делится на 2 гаплоидные клетки.
II деление
мейоза

38. Профаза II

Ядерная оболочка рассасывается,
ядрышко исчезает, начинают
образовываться нити веретена деления,
формируется 2 полюса деления клетки

39. Метафаза II

Хромосомы выстраиваются на экваторе
клетки
Нити веретена деления прикрепляются к
центрам хромосом

40. Анафаза II

Хроматиды
клетки
расходятся к полюсам

41. Телофаза II

Завершается расхождение хромосом к
полюсам клетки, деление цитоплазмы
(цитокинез): все органоиды
распределяются более или менее
равномерно
Формируется ядерная оболочка и
ядрышко
Образуются 4 гаплоидных клетки

42. Биологическое значение мейоза

Основа полового размножения
У организмов, размножающихся половым
путем, в результате мейоза образуются 4
клетки с половинным набором Х. При
оплодотворении гаметы сливаются,
образуется зигота, и диплоидный набор
восстанавливается
Генетическая изменчивость
Мейоз создает возможности для
возникновения в гаметах новых генных
комбинаций, обеспечивая комбинативную
изменчивость

46. Домашнее задание

работа
с конспектом
выдача тем для
самостоятельной работы по
разделу 2
подготовка к практической
работе по теме «Сравнение
процессов митоза, мейоза

47. СПАСИБО!

Модель-аппликация Деление клетки. Митоз и мейоз

1. Назначение пособия

Пособие предназначено для использования в качестве демонстрационного материала в средней общеобразовательной школе в курсе общей биологии. Также данное пособие можно использовать в ВУЗах, на занятиях по цитологии. Модель предназначена для изучения процессов деления соматической клетки (митоз) и образования половых клеток (мейоз).

2. Устройство пособия

Пособие включает в себя 19 карточек с различных стадий деления клетки из которых собираются две схемы: "Митоз" и "Мейоз". Некоторые карточки используются в обеих схемах.

Все карточки покрыты матовой антибликовой ламинирующей пленкой и снабжены магнитным креплением, позволяющим монтировать приведенную ниже схему на магнитной доске или экране.

Комплектация

  • Карточки с изображениями начальных стадий деления, используются в обеих схемах - 2 шт. (№ З1-З2)
  • Карточки используются в схеме "Митоз" - 7 шт. (№ З3 - З8)
  • Карточки используются в схеме "Мейоз" - 10 шт. (№ З9-З16)

3. Методика работы с моделью

Митоз

В данном изложении модель предназначена для закрепления материала по темам "Митоз" и "Мейоз". При желании ее можно использовать для объяснения темы. В этом случае методика остается прежней, но преподаватель в процессе объяснения сам отвечает на поставленные вопросы.

Схема сборки модели

 

  • Прикрепить карточку З1. Спросить учащихся: "Что изображено на карточке: митоз или интерфаза? Почему интерфаза должна обязательно предшествовать митозу?"
  • Прикрепить карточку З2.
    Вопросы: Какие структуры видны в ядре? Какая это фаза митоза? Имеет ли клетка ядро?
  • Прикрепить карточку З3.
    Вопросы: Какие новые структуры появились на этой карточке? Какая это фаза митоза?
  • Прикрепить карточку З4.
    Вопросы: Какая это фаза митоза? Есть ли в клетке ядро? Где расположены хромосомы? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Сколько молекул ДНК в каждой хроматиде? Что такое веретено деления? Какую роль оно играет в митозе? К каким участкам хромосом прикрепляются нити веретена деления?
  • Прикрепить карточку З5.
    Вопросы: Какая это фаза митоза? С чего она начинается? Что изображено на карточке? Сколько хроматид в каждой хромосоме в анафазе? Покажите на карточке сестринские хроматиды каждой хромосомы.
  • Прикрепить карточку З6.
    Вопросы: Что образовалось вокруг хромосом на полюсах клетки? Какая это фаза митоза?
  • Прикрепить карточку З7.
    Вопросы: Чем завершается телофаза? Сколько образовалось клеток из одной исходной? Отличаются ли они по количеству хромосом друг от друга и от исходной клетки? Сколько хроматид содержит каждая хромосома? Когда произойдет удвоение хромосом? Сколько ядер стало в клетке? Сколько хромосом в каждом ядре?
  • Прикрепить карточки З8.
    Вопросы: Что изображено на данных карточках? Что произойдет с каждой клеткой после интерфазы? В чем состоит общебиологическое значение митоза?

Для закрепления материала следует вызвать ученика к доске и попросить его расположить под схемой карточки с названием фаз митоза в соответствии со схемой.

Мейоз

  • Прикрепить карточку З1.
    Вопросы: Какой это период в жизни клетки? В чем значение интерфазы? Что находится в ядре клетки в интерфазе? Что происходит с хромосомами в интерфазе? Почему их не видно под микроскопом?
  • 2.Вопросы: Сколько делений клетки следует друг за другом в мейозе? Есть ли между ними интерфаза? На какие фазы делится каждое деление? Какое деление более длительное: мейоз 1 или мейоз 2?
    Рассмотрим профазу мейоза 1. Прикрепить карточки З2, З9, З10.
    Вопросы: С чего начинается профаза 1? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Сохраняется ли целостность ядра? Когда оно разрушается? Что начинает формироваться на полюсах клетки? Что происходит с гомологичными хромосомами? Какие хромосомы называются гомологичными? Перекрест хромосом (изображен на карточке №10) происходит между сестринскими хроматидами или нет? В чем значение обмена участками между гомологичными хромосомами? Сохраняется ли связь между гомологичными хромосомами в конце профазы и в метафазе мейоза 1?
  • Прикурепить карточки № З11.
    Вопросы: Какая это фаза мейоза 1? Что изображено на карточке? Сколько пар хромосом расположится на экваторе в мейозе 1 у человека, если в его диплоидном наборе их 46.
  • Прикрепить карточку № З12.
    Вопросы: Какая это фаза мейоза 1? Что образовалось вокруг хромосом на полюсах клетки? Сколько хромосом в каждом ядре? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Есть ли отличия между хромосомами в двух ядрах? В чем причина этого отличия?
  • Прикрепить карточку № З12.
    Вопросы: Какая это фаза мейоза 1? Что происходит с цитоплазмой? Сколько клеток образовалось в результате мейоза 1? Какой набор хромосом в каждой клетке? Сколько клеток вступит во второе мейотическое деление? Будет ли интерфаза между первым и вторым мейозом?
  • Вопрос: Дайте характеристику второму делению мейоза.
    Прикрепить карточки № З13 и З14.
    Вопросы: Что изображено на этих карточках? Какая это фаза мейоза 2?. Сколько хромосом в каждом ядре? Сколько хроматид в каждой хромосоме? Что расходится к разным полюсам клетки в анафазе мейоза 2? Различаются ли между собой хромосомы в каждом ядре? В чем причина этого различия?
  • Прикрепить карточки З15 и З16 по две каждой. (Изображают образовавшиеся в результате мейоза половые клетки - сперматозоиды).
    Вопросы: Сколько клеток образовалось в результате мейоза? Какой набор хромосом в каждой клетке? В чем значение перекреста хромосом? В чем биологическое значение мейоза?

4. Теория вопроса

Митоз

Митоз - это типичное клеточное деление, характерное для всех клеток эукариот: и животных, и растений, и грибов. Продолжительность митоза 1,5 - 2 часа. В это время в клетках разрушается ядро, в цитоплазме видны хромосомы, на полюсах клетки из микротрубочек образуется веретено деления, и с помощью веретена деления хромосомы очень правильно распределяются между полюсами клетки. В промежутке между митозами, который длится сутки и более, в клетках есть ядро, и хромосом в ядре не видно.

В хромосомах в суперскрученном состоянии находятся очень длинные двуспиральные молекулы ДНК. В каждой хроматиде одной хромосомы находятся две одинаковые молекулы ДНК. В митозе каждая хромосома распадается на две хроматиды, и хроматиды каждой хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. После митоза каждая хромосома состоит из одной хроматиды, и содержит одну двуспиральную молекулу ДНК.

Когда митоз закончился, и в новых клетках образовались ядра, то суперскрученные молекулы ДНК, находящиеся в хромосомах, раскручиваются. Хромосомы теряют свои очертания, становятся длиннее в сотни раз, и их не видно под микроскопом. Такое состояние хромосом называется хроматином. Именно в хроматине происходит удвоение молекул ДНК. После удвоения ДНК каждая невидимая глазом хромосома состоит опять из двух хроматид. После этого клетка опять может вступить в митоз.

Промежуток времени между двумя митозами называется интерфазой. В интерфазе в клетках есть ядра, а в ядрах присутствует хроматин. В митозе ядра разрушаются, и из хроматина образуются хромосомы. Значение хромосом состоит в том, чтобы правильно распределить генетическую информацию, находящуюся в молекулах ДНК, между дочерними клетками.

Биологическое значение митоза состоит в том, что в результате митоза из одной диплоидной клетки образуются две диплоидные полностью одинаковые по наследственной информации.

Процесс митоза представляет собой последовательность событий, происходящих в клетке. Его разбивают на четыре, следующие друг за другом фазы, или периоды: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

С началом профазы в ядрах из хроматина образуются хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, так как в интерфазе произошло удвоение хромосом. Хроматиды в хромосоме соединены между собой в районе первичной перетяжки. В конце профазы образуется веретено деления. Оно образуется с помощью двух клеточных центров, расположенных на противоположных полюсах клетки. Нити веретена деления тянутся от полюсов клетки к экватору. В конце профазы ядро разрушается, и хромосомы оказываются в цитоплазме.

В метафазе хромосомы связаны с нитями веретена деления в районах первичных перетяжек. С помощью нитей веретена деления хромосомы перемещаются в цитоплазме клеток и постепенно занимают место в центральной части клетки, в плоскости экватора.

Анафаза начинается с того, что все хромосомы одновременно распадаются на две сестринские хроматиды, которые содержат одинаковые молекулы ДНК. С помощью нитей веретена деления сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки. Каждая хроматида становится хромосомой, но она состоит только из одной хроматиды.

В телофазе на полюсах клетки вокруг хромосом образуются ядра. В каждом ядре, сколько было хромосом в материнской клетке, столько и осталось. В конце телофазы цитоплазма клетки делится надвое. Хромосомы раскручиваются и переходят в состояние хроматина.

В итоге из одной материнской клетки получаются две дочерние. По завершению митоза в каждой из этих клеток опять начинается интерфаза. Цикл повторяется заново.

Мейоз

Мейоз - это особый тип клеточного деления, который связан с процессом полового размножения. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные клетки. Из гаплоидных клеток образуются половые клетки: сперматозоиды и яйцеклетки, способные к оплодотворению. В мейозе происходит сложный процесс, за счет которого получившиеся клетки будут отличаться друг от друга по качеству наследственной информации.

Перед мейозом, так же как и перед митозом, обязательно проходит интерфаза, в которой удваивается ДНК. Удвоение ДНК приводит к тому, что каждая хромосома состоит из двух хроматид.

Мейоз состоит из двух клеточных делений, следующих друг за другом. Между двумя делениями мейоза интерфаза отсутствует.

Каждое из двух делений мейоза подразделяется, как и митоз, на четыре последовательные стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Первое деление мейоза - очень длительное. Оно может продолжаться в течение многих суток. В профазе этого мейоза происходят сложные процессы.

В профазе мейоза 1 сначала из хроматина в ядрах образуются хромосомы, состоящие из двух хроматид. На полюсах клетки начинают формироваться структуры веретена деления. Ядро в течение длительного времени не разрушается. В нем происходит спаривание гомологичных хромосом. В каждой паре - одна хромосома отцовская, другая - материнская. Парные гомологичные хромосомы прочно соединяются друг с другом с помощью специальных белков. В образовавшихся структурах происходит перекрест хромосом, и гомологичные хромосомы обмениваются идентичными участками. После того, как обмен участками произошел, прочность связи между гомологичными хромосомами ослабевает. В самом конце профазы разрушается ядро. Спаренные хромосомы оказываются в цитоплазме. Окончательно формируется веретено деления. Нити веретена деления соединяются с хромосомами.

В метафазе мейоза 1 спаренные гомологичные хромосомы с помощью нитей веретена деления перемещаются в центральную часть клетки, размещаясь в экваториальной плоскости. Они могут быть связаны между собой своими концами.

В анафазе мейоза 1 спаренные гомологичные хромосомы окончательно отделяются друг от друга и с помощью веретена деления расходятся к разным полюсам клетки. Количество хромосом на каждом полюсе уменьшается в два раза. Каждая хромосома состоит из двух хроматид.

В телофазе мейоза 1 вокруг хромосом на полюсах клетки образуются ядра, и цитоплазма делится надвое. Из одной диплоидной клетки образуются две гаплоидные клетки.

Второе деление мейоза происходит как обычный митоз.

6. Правила хранения

Хранить модель следует в сухом отапливаемом помещении, при температуре около 15-250С и влажности не более 80%.

После демонстрации рекомендуется проверить комплектность

мейоз | Изучайте науку в Scitable

Мейоз это тип деления клеток, который уменьшает количество хромосом в родительских клетки наполовину и производит четыре клетки гаметы. Этот процесс необходим для производят яйцеклетки и сперматозоиды для полового размножения. Во время размножения, когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются в единую клетку, количество хромосом равно восстановлен в детстве.

Мейоз начинается с родительской клетки, которая является диплоидной, то есть имеет две копии каждой хромосома.Родительская клетка проходит один раунд репликации ДНК, за которым следует два отдельных цикла ядерного деления. В результате получается четыре дочери. клетки, которые являются гаплоидными, что означает, что они содержат половину количества хромосом диплоидной родительской клетки.

Мейоз имеет как сходства, так и отличия от митоза, который представляет собой деление клетки. процесс, в котором родительская клетка производит две идентичные дочерние клетки. Мейоз начинается после одного раунда репликации ДНК в клетках мужского или женского пола половые органы.Процесс делится на мейоз I и мейоз II, и оба деления мейоза имеют несколько фаз. Мейоз I - это тип деления клеток уникален для половых клеток, тогда как мейоз II подобен митозу.

Мейоз I, первое деление мейоза, начинается с профазы I. Во время профазы I комплекс ДНК и белка, известный как хроматин, конденсируется с образованием хромосом. Пары реплицированных хромосом известны как сестринские хроматиды, и они остаются соединенными в центральной точке, называемой центромерой.Большое строение называемое мейотическим веретеном, также образуется из длинных белков, называемых микротрубочками, на каждую сторону или полюс клетки. Между профазой I и метафазой I пары гомологичных хромосом образуют тетрады. Внутри тетрады любая пара хроматид плечи могут перекрываться и сливаться в процессе, называемом кроссинговером или рекомбинацией. Рекомбинация - это процесс, который разрывает, рекомбинирует и воссоединяет участки ДНК. производить новые комбинации генов. В метафазе I гомологичные пары хромосомы выравниваются по обе стороны от экваториальной пластинки.Затем, в анафазе I, волокна веретена сжимаются и вытягивают гомологичные пары, каждая с двумя хроматиды, отстоящие друг от друга и по направлению к каждому полюсу клетки. В течение телофаза I, хромосомы заключены в ядра. В камере сейчас процесс, называемый цитокинезом, который делит цитоплазму исходной клетки на две дочерние клетки. Каждая дочерняя клетка гаплоидна и имеет только один набор хромосом, или половина от общего числа хромосом исходной клетки.

Мейоз II представляет собой митотическое деление каждой из гаплоидных клеток, образующихся в мейозе I.Во время профазы II хромосомы конденсируются, и новый набор волокон веретена формы. Хромосомы начинают двигаться к экватору клетки. В течение метафазы II центромеры парных хроматид выстраиваются вдоль экваториальная пластинка в обеих ячейках. Затем в анафазе II хромосомы отделяются в центромерах. Волокна веретена тянут разделенные хромосомы к каждый полюс ячейки. Наконец, во время телофазы II хромосомы заключены в ядерные мембраны. Далее следует цитокинез, делящий цитоплазму две клетки.По завершении мейоза остается четыре гаплоидных дочери. клетки, которые развиваются либо в сперматозоиды, либо в яйцеклетки.

Мейоз I и Мейоз II: в чем их разница?

Внимание: Этот пост был написан несколько лет назад и может не отражать последние изменения в программе AP®. Мы постепенно обновляем эти сообщения и удалим этот отказ от ответственности после обновления этого сообщения. Спасибо за ваше терпение!

Резюме: Что такое мейоз?

Мейоз - это способ размножения эукариотических клеток (растений, животных и грибов) половым путем.Это процесс сокращения хромосом, что означает, что диплоидная клетка (это означает, что клетка с двумя полными и идентичными наборами хромосом) редуцируется с образованием гаплоидных клеток (это клетки только с одним набором хромосом). Гаплоидные клетки, продуцируемые мейозом, представляют собой половые клетки, также известные как гаметы, половые клетки или споры у растений и грибов. Они необходимы для полового размножения: две половые клетки объединяются, образуя диплоидную зиготу, которая в результате роста образует еще одну функциональную взрослую особь того же вида.

Процесс хромосомной редукции важен для сохранения хромосомного числа вида. Если бы количество хромосом не было уменьшено и каждый родитель произвел диплоидную зародышевую клетку, то полученное потомство имело бы тетраплоидный набор хромосом: то есть, у него было бы четыре идентичных набора хромосом. Это число будет увеличиваться с каждым поколением. Вот почему сокращение хромосом жизненно важно для продолжения существования каждого вида.

Мейоз протекает в двух различных фазах: мейоз I и мейоз II.Между этими фазами есть много сходства и различий, причем каждая фаза дает разные продукты, и каждая фаза имеет решающее значение для производства жизнеспособных зародышевых клеток.

Что происходит перед мейозом?

Перед мейозом хромосомы в ядре клетки реплицируются, производя вдвое больше хромосомного материала. После хромосомной репликации хромосомы разделяются на сестринские хроматиды. Это известно как интерфаза, и в мейотическом цикле ее можно разделить на две фазы: рост (G) и синтез (S).Во время фазы G синтезируются белки и ферменты, необходимые для роста, а в фазе S хромосомный материал удваивается.

Затем мейоз делится на две фазы: мейоз I и мейоз II. В каждой из этих фаз есть профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В мейозе I они известны как профаза I, метафаза I, анафаза I и телофаза I, а в мейозе II они известны как профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. На этих этапах образуются разные продукты, хотя основные принципы каждого из них одинаковы.Кроме того, мейозу I в интерфазе предшествуют как G-фаза, так и S-фаза, тогда как мейозу II предшествует только S-фаза: хромосомная репликация снова не нужна.

Фазы мейоза I

После интерфазы I мейоз I происходит после интерфазы I, когда белки растут в G-фазе, а хромосомы реплицируются в S-фазе. После этого происходят четыре фазы. Мейоз I известен как редуктивное деление, поскольку клетки превращаются из диплоидных клеток в гаплоидные.

1. Профаза I

Профаза I - самая длинная фаза мейоза, в которой происходят три основных события. Первый - это конденсация хроматина в хромосомы, которую можно увидеть в микроскоп; второй - синапсис или физический контакт между гомологичными хромосомами; и кроссинговер генетического материала между этими синапсовыми хромосомами. Эти события происходят в пяти подэтапах:

  • Leptonema - Происходит первое профазное событие: хроматин конденсируется с образованием видимых хромосом.Происходит конденсация и скручивание хромосом.
  • Zygonema - Хромосомы выстраиваются в ряд для образования гомологичных пар в процессе, известном как поиск гомологии. Эти пары также известны как биваленты. Синапсис происходит, когда гомологичные пары соединяются. Формируется синаптонемный комплекс.
  • Pachynema - Происходит третье главное событие профазы I: кроссинговер. Несестринские хроматиды гомологичных пар хромосом обмениваются частями или сегментами. Форма хиазм, в которой произошли эти обмены.Каждая хромосома теперь отличается от своей родительской хромосомы, но содержит такое же количество генетического материала.
  • Diplonema - Синаптонемный комплекс растворяется, и пары хромосом начинают разделяться. Хромосомы слегка раскручиваются, чтобы позволить транскрипцию ДНК.
  • Diakinesis - Продолжается конденсация хромосом. Гомологичные хромосомы далее разделяются, но все еще соединяются хиазмами, которые перемещаются к концам хроматид в процессе, называемом терминализацией.Ядерная оболочка и ядрышки распадаются, и начинает формироваться мейотическое веретено. Микротрубочки прикрепляются к хромосомам на кинетохоре каждой сестринской хроматиды.

2. Метафаза I

Гомологичные пары хромосом выстраиваются в экваториальной плоскости в центре клетки. Независимый ассортимент определяет ориентацию каждого бивалента, но гарантирует, что половина каждой пары хромосом ориентирована на каждый полюс. Это необходимо для того, чтобы гомологичные хромосомы не попали в одну и ту же клетку.Плечи сестринских хроматид сходятся.

3. Анафаза I

Микротрубочки начинают укорачиваться, притягивая одну хромосому каждой гомологичной пары к противоположным полюсам в процессе, известном как дизъюнкция. Сестринские хроматиды каждой хромосомы остаются связанными. Клетка начинает удлиняться, готовясь к цитокинезу.

4. Телофаза I

Мейоз I заканчивается, когда хромосомы каждой гомологичной пары достигают противоположных полюсов клетки. Микротрубочки распадаются, и вокруг каждого гаплоидного набора хромосом образуется новая ядерная мембрана.Хромосомы раскручиваются, снова образуя хроматин, и происходит цитокинез, образуя две неидентичные дочерние клетки. У некоторых организмов бывает фаза покоя, известная как интеркинез или интерфаза II.

Фазы мейоза II

Мейоз II может начаться с интеркинеза или интерфазы II. Это отличается от интерфазы I тем, что не происходит S-фазы, поскольку ДНК уже реплицировалась. Таким образом, возникает только G-фаза. Мейоз II известен как эквациональное деление, поскольку клетки начинаются как гаплоидные клетки и заканчиваются как гаплоидные клетки.В мейозе II снова четыре фазы: они немного отличаются от фаз в мейозе I.

1. Профаза II

Хроматин конденсируется, снова образуя видимые хромосомы. Ядерная оболочка и ядрышко распадаются, и начинают появляться волокна веретена. Кроссинговера не происходит.

2. Метафаза II

Волокна веретена соединяются с кинетохорами каждой сестринской хроматиды. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости, которая повернута на 90 ° по сравнению с экваториальной плоскостью в мейозе I.Одна сестринская хроматида обращена к каждому полюсу с расходящимися руками.

3. Анафаза II

Волокна веретена, соединенные с каждой сестринской хроматидой, укорачиваются, притягивая по одной сестринской хроматиде к каждому полюсу. С этого момента сестринские хроматиды известны как сестринские хромосомы.

4. Телофаза II

Мейоз II заканчивается, когда сестринские хромосомы достигают противоположных полюсов. Веретено распадается, хромосомы раскручиваются, образуя хроматин. Ядерная оболочка формируется вокруг каждого набора гаплоидных хромосом до того, как происходит цитокинез, образуя две дочерние клетки от каждой родительской клетки или четыре гаплоидных дочерних клетки в целом.

Рис. 1. Фазы мейоза I и мейоза II, показывающие образование четырех гаплоидных клеток из одной диплоидной клетки.

Источник изображения: Wikimedia Commons

Чем мейоз I отличается от мейоза II?

Мейоз - это продукция четырех генетически различных гаплоидных дочерних клеток из одной диплоидной родительской клетки. Мейоз может возникать только у эукариотических организмов. Ему предшествует интерфаза, в частности, фаза G интерфазы.И мейоз I, и мейоз II имеют одинаковое количество и расположение фаз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Оба производят по две дочерние клетки от каждой родительской клетки.

Однако мейоз I начинается с одной диплоидной родительской клетки и заканчивается двумя гаплоидными дочерними клетками, что сокращает вдвое количество хромосом в каждой клетке. Мейоз II начинается с двух гаплоидных родительских клеток и заканчивается четырьмя гаплоидными дочерними клетками, сохраняя количество хромосом в каждой клетке. Гомологичные пары клеток присутствуют в мейозе I и разделяются на хромосомы до мейоза II.В мейозе II эти хромосомы далее разделяются на сестринские хроматиды. Мейоз I включает кроссинговер или рекомбинацию генетического материала между парами хромосом, а мейоз II - нет. Это происходит в мейозе I в длинной и сложной профазе I, разделенной на пять подфаз. Экваториальная плоскость в мейозе II повернута на 90 ° относительно выравнивания экваториальной плоскости в мейозе I.

Таблица ниже суммирует сходства и различия между мейозом I и мейозом II.

Таблица 1. Сходства и различия между мейозом I и мейозом II.

Мейоз I Мейоз II
Сходства
Встречается только у эукариот
Межфазная фаза G обычно наступает первой
Производство дочерних клеток на основе генетического материала родительских клеток
Средства полового размножения растений, животных и грибов
Происходит четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза
Отличия
Начинается как диплоид; оканчивается гаплоидом Начинается как гаплоид; оканчивается гаплоидом
Редуктор Деление по уравнениям
Гомологичные пары хромосом разделены Сестринские хроматиды раздельные
Переход происходит Переход не происходит
Сложный процесс разделения Простой процесс деления
Длительный Кратковременный
Предшествующая S-фаза и G-фаза Только предшествующая фаза G
Сестринские хроматиды в профазе имеют сходящиеся рукава Сестринские хроматиды в профазе с расходящимися плечами
Экваториальная плоскость с центром Экваториальная плоскость повернута на 90 °
Профаза разделена на 5 подфаз Профаза не имеет подфаз
Заканчивается двумя дочерними ячейками Заканчивается с 4 дочерними ячейками

Почему важен мейоз?

Мейоз необходим для полового размножения эукариотических организмов, обеспечения генетического разнообразия посредством рекомбинации и исправления генетических дефектов.

Кроссинговер или рекомбинация генов, происходящие в профазе I мейоза I, жизненно важны для генетического разнообразия вида. Это обеспечивает буфер против генетических дефектов, восприимчивости к болезням и выживания в случае возможных событий исчезновения, поскольку всегда будут определенные особи в популяции, более способные пережить изменения в условиях окружающей среды. Кроме того, рекомбинация позволяет маскировать генетические дефекты или даже заменять их здоровыми аллелями у потомков больных родителей.

Обзор биологии мейоза I и мейоза II

Теперь мы знаем, что мейоз - это процесс производства гаплоидных дочерних клеток из диплоидных родительских клеток с использованием хромосомной редукции. Эти дочерние клетки генетически отличаются от своих родительских клеток из-за генетической рекомбинации, которая происходит в мейозе I. Эта рекомбинация важна для генетического разнообразия в популяции и исправления генетических дефектов.

Мейоз I и II схожи в некоторых аспектах, включая количество и расположение их фаз и образование двух клеток из одной клетки.Однако они также сильно различаются: мейоз I является редуктивным делением, а мейоз II - эквациональным делением. В этом смысле мейоз II больше похож на митоз. Обе стадии мейоза важны для успешного полового размножения эукариотических организмов.

Ищете практику по биологии?

Ознакомьтесь с другими нашими статьями по биологии.

Вы также можете найти тысячи практических вопросов на Albert.io. Albert.io позволяет настроить процесс обучения так, чтобы он ориентировался на практику там, где вам больше всего нужна помощь.Мы зададим вам сложные практические вопросы, которые помогут вам достичь мастерства в биологии.

Начните практиковать здесь .

Вы преподаватель или администратор, заинтересованный в улучшении успеваемости студентов-биологов?

Узнайте больше о наших школьных лицензиях здесь, .

Почему интерфаза между мейозом I и мейозом II короткая? - Mvorganizing.org

Почему интерфаза между мейозом I и мейозом II короткая?

Прежде всего следует помнить, что интерфаза - это стадия, связанная с репликацией ДНК и ростом.Как только начинается мейоз, цель состоит в том, чтобы произвести гаплоидную гамету. Так что больше нет необходимости в репликации или росте. Следовательно, между мейозом I и мейозом II нет интерфазы.

Сколько новых клеток образуется в конце мейоза 2?

четыре

Сколько хромосом находится в конце мейоза 2?

15 хромосом

Сколько хромосом находится в конце мейоза 1 и 2?

У людей в результате редукционного деления образуются две сперматозоиды с 23 хромосомами каждая или яйцеклетка с 23 хромосомами и одно выброшенное полярное тельце.Второе деление - или мейоз II - называется эквациональным делением. Две сперматозоиды снова разделяются, производя четыре сперматозоидов, каждая с 23 или n хромосомами.

Сколько хромосом присутствует в конце мейоза I?

23

Сколько хромосом находится в фазе G1?

46 хромосом

Сколько хромосом находится в каждой фазе?

Для человека это означает, что во время профазы и метафазы митоза у человека будет 46 хромосом, но 92 хроматиды (опять же, помните, что существует 92 хроматиды, потому что исходные 46 хромосом были дублированы во время S-фазы интерфазы).

Что происходит в фазе G1?

Во время фазы G1 клетка увеличивается в размерах и синтезирует мРНК и белок, необходимые для синтеза ДНК. Как только необходимые белки и рост завершены, клетка переходит в следующую фазу клеточного цикла, S-фазу.

Какова цель G1 в клеточном цикле?

G1 представляет собой промежуточную фазу, занимающую время между концом деления клетки в митозе и началом репликации ДНК во время S фазы. В течение этого времени клетка растет, готовясь к репликации ДНК, и некоторые внутриклеточные компоненты, такие как центросомы, подвергаются репликации.

Как долго длится фаза G1 клеточного цикла?

около 10 часов

В чем разница между G1 и G2?

Одно существенное различие между фазами роста состоит в том, что первая фаза роста связана с ростом клеток, а G2 - с делением клеток.

Как вместе называются G1 S и G2?

межфазный

Процесс мейоза | Безграничная биология

Введение в мейоз

Мейоз - это ядерное деление диплоидных клеток на гаплоидные клетки, что является необходимым этапом полового размножения.

Цели обучения

Опишите важность мейоза в половом размножении

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Половое размножение - это производство гаплоидных клеток и слияние двух из этих клеток с образованием диплоидной клетки.
  • Прежде чем может произойти половое размножение, количество хромосом в диплоидной клетке должно уменьшиться вдвое.
  • Мейоз производит клетки с половиной количества хромосом по сравнению с исходной клеткой.
  • Гаплоидные клетки, используемые для полового размножения, гаметы, образуются во время мейоза, который состоит из одного раунда репликации хромосомы и двух раундов деления ядра.
  • Мейоз I является первым этапом деления мейоза, а мейоз II - вторым этапом.
Ключевые термины
  • гаплоид : клетки, имеющей единственный набор непарных хромосом
  • гамета : репродуктивная клетка, мужская (сперма) или женская (яйцеклетка), имеющая только половину обычного количества хромосом
  • диплоид : клетки, имеющей пару хромосом каждого типа, одна из которых происходит от яйцеклетки, а другая - от сперматозоида

Введение: мейоз и половое размножение

Способность воспроизводить в натуральном виде - основная характеристика всего живого.В натуре означает, что потомство любого организма очень похоже на своего родителя или родителей. Половое размножение требует оплодотворения: объединения двух клеток двух отдельных организмов. Гаплоидные клетки содержат один набор хромосом. Клетки, содержащие два набора хромосом, называются диплоидными. Количество наборов хромосом в клетке называется уровнем ее плоидности. Если репродуктивный цикл должен продолжаться, то диплоидная клетка должна каким-то образом уменьшить количество наборов хромосом, прежде чем оплодотворение может произойти снова, или будет происходить постоянное удвоение количества наборов хромосом в каждом поколении.Следовательно, половое размножение включает ядерное деление, которое уменьшает количество наборов хромосом.

Потомки очень похожи на своих родителей : В натуральном выражении означает, что потомки любого организма очень похожи на своих родителей. Бегемот дает рождение детенышам бегемота (а). Деревья Иисуса Навина дают семена, из которых появляются всходы дерева Иисуса Навина (б). Взрослые фламинго откладывают яйца, из которых вылупляются птенцы фламинго (c).

Половое размножение - это производство гаплоидных клеток (гамет) и слияние (оплодотворение) двух гамет с образованием единой уникальной диплоидной клетки, называемой зиготой.Все животные и большинство растений производят эти гаметы, яйца и сперму. У большинства растений и животных через десятки циклов деления митотических клеток эта диплоидная клетка разовьется во взрослый организм.

Гаплоидные клетки, являющиеся частью полового репродуктивного цикла, образуются в результате деления клеток, называемого мейозом. Мейоз использует многие из тех же механизмов, что и митоз. Однако исходное ядро ​​всегда диплоидно, а ядра, образующиеся в конце деления мейотической клетки, являются гаплоидными, поэтому полученные клетки имеют половину хромосом от исходных.Чтобы добиться этого сокращения хромосом, мейоз состоит из одного раунда дупликации хромосом и двух раундов деления ядра. Поскольку события, которые происходят во время каждой из стадий деления, аналогичны событиям митоза, назначаются те же названия стадий. Однако, поскольку существует два раунда разделения, основной процесс и этапы обозначаются буквой «I» или «II». Таким образом, мейоз I является первым раундом деления мейоза и состоит из профазы I, прометафазы I и так далее.Мейоз II, второй раунд мейотического деления, включает профазу II, прометафазу II и так далее.

Мейоз I

В мейозе I, первом раунде мейоза, гомологичные хромосомы обмениваются ДНК, и диплоидная клетка делится на две гаплоидные клетки.

Цели обучения

Опишите стадии и результаты мейоза I

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Мейозу предшествует интерфаза, которая состоит из фазы G 1 (рост), фазы S (репликация ДНК) и фазы G 2 .
  • Во время профазы I гомологичные хромосомы конденсируются и становятся видимыми в виде известной нам формы x, объединяются в пары, образуя тетраду, и обмениваются генетическим материалом посредством кроссинговера.
  • Во время прометафазы I микротрубочки прикрепляются к кинетохорам хромосом, и ядерная оболочка разрушается.
  • В метафазе I тетрады выстраиваются в линию на метафазной пластине, и гомологичные пары ориентируются случайным образом.
  • В анафазе I центромеры распадаются и гомологичные хромосомы разделяются.
  • В телофазе I хромосомы перемещаются к противоположным полюсам; во время цитокинеза клетка разделяется на две гаплоидные клетки.
Ключевые термины
  • скрещивание : обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами, в результате которого образуются рекомбинантные хромосомы
  • тетрада : две пары сестринских хроматид (пара диад) выровнены определенным образом и часто в экваториальной плоскости во время процесса мейоза
  • хроматида : одна из двух цепей хромосомы, которые разделяются во время мейоза

Мейоз I

Мейозу предшествует интерфаза, состоящая из трех стадий.Фаза G 1 (также называемая фазой первого промежутка) инициирует эту стадию и направлена ​​на рост клеток. Следующая фаза S, во время которой реплицируется ДНК хромосом. Эта репликация дает две идентичные копии, называемые сестринскими хроматидами, которые удерживаются вместе в центромере с помощью белков когезина. Центросомы, которые представляют собой структуры, которые организуют микротрубочки мейотического веретена, также реплицируются. Наконец, во время фазы G 2 (также называемой второй фазой перерыва) клетка подвергается финальной подготовке к мейозу.

Профаза I

Во время профазы I хромосомы конденсируются и становятся видимыми внутри ядра. Когда ядерная оболочка начинает разрушаться, гомологичные хромосомы сближаются. Синаптонемный комплекс, решетка белков между гомологичными хромосомами, формируется в определенных местах и ​​распространяется по всей длине хромосом. Плотное спаривание гомологичных хромосом называется синапсисом. В синапсах гены хроматид гомологичных хромосом выровнены друг с другом.Синаптонемный комплекс также поддерживает обмен хромосомными сегментами между несестринскими гомологичными хроматидами в процессе, называемом кроссинговером. События кроссовера являются первым источником генетической изменчивости, вызванной мейозом. Единственное событие кроссовера между гомологичными несестринскими хроматидами приводит к обмену ДНК между хромосомами. После кроссовера синаптонемный комплекс разрушается, и когезиновая связь между гомологичными парами также удаляется. В конце профазы I пары удерживаются вместе только в хиазмах; их называют тетрадами, потому что теперь видны четыре сестринские хроматиды каждой пары гомологичных хромосом.

Кроссовер между гомологичными хромосомами : Кроссовер происходит между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. В результате происходит обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.

Синапс удерживает вместе пары гомологичных хромосом : В начале профазы I гомологичные хромосомы объединяются, образуя синапс. Хромосомы тесно связаны друг с другом и идеально выровнены белковой решеткой, называемой синаптонемным комплексом, и белками когезина в центромере.

Прометафаза I

Ключевым событием в прометафазе I является формирование аппарата волокон веретена, где микротрубочки волокон веретена прикрепляются к белкам кинетохор на центромерах. Микротрубочки растут из центросом, расположенных на противоположных полюсах клетки. Микротрубочки перемещаются к середине клетки и прикрепляются к одной из двух слитых гомологичных хромосом на кинетохорах. В конце прометафазы I каждая тетрада прикрепляется к микротрубочкам с обоих полюсов, причем одна гомологичная хромосома обращена к каждому полюсу.Кроме того, полностью разрушена ядерная мембрана.

Метафаза I

Во время метафазы I тетрады перемещаются к метафазной пластине с кинетохорами, обращенными к противоположным полюсам. Гомологические пары случайным образом ориентируются на экваторе. Это событие является вторым механизмом, который вносит изменения в гаметы или споры. В каждой клетке, которая претерпевает мейоз, расположение тетрад разное. Количество вариаций зависит от количества хромосом, составляющих набор.Есть две возможности для ориентации на метафазной пластине. Таким образом, возможное количество выравниваний равно 2n, где n - количество хромосом в наборе. Учитывая эти два механизма, очень маловероятно, что любые две гаплоидные клетки, возникшие в результате мейоза, будут иметь одинаковый генетический состав.

Мейоз I обеспечивает уникальные гаметы. : Случайный, независимый ассортимент во время метафазы I можно продемонстрировать, рассматривая клетку с набором из двух хромосом (n = 2).В этом случае есть два возможных расположения на экваториальной плоскости в метафазе I. Общее возможное количество различных гамет равно 2n, где n равно количеству хромосом в наборе. В этом примере есть четыре возможных генетических комбинации гамет. При n = 23 в клетках человека существует более 8 миллионов возможных комбинаций отцовских и материнских хромосом.

Анафаза I

В анафазе I микротрубочки разъединяют прикрепленные хромосомы. Сестринские хроматиды остаются тесно связанными на центромере.Хиазмы разрушаются в анафазе I, поскольку микротрубочки, прикрепленные к слитым кинетохорам, разрывают гомологичные хромосомы.

Телофаза I и цитокинез

В телофазе I разделенные хромосомы достигают противоположных полюсов. У некоторых организмов хромосомы деконденсируются и ядерные оболочки образуются вокруг хроматид в телофазе I. Затем цитокинез, физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки, происходит без реформирования ядер.Почти у всех видов животных и некоторых грибов цитокинез разделяет содержимое клетки через борозду расщепления (сужение актинового кольца, которое приводит к цитоплазматическому делению). У растений клеточная пластинка формируется во время клеточного цитокинеза за счет слияния везикул Гольджи в метафазной пластинке. Эта клеточная пластинка в конечном итоге приведет к образованию клеточных стенок, разделяющих две дочерние клетки.

Две гаплоидные клетки являются конечным результатом первого мейотического деления. Клетки гаплоидны, потому что на каждом полюсе есть только по одной из каждой пары гомологичных хромосом.Следовательно, присутствует только один полный набор хромосом. Хотя существует только один набор хромосом, каждый гомолог по-прежнему состоит из двух сестринских хроматид.

Мейоз II

Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы.

Цели обучения

Опишите этапы и результаты Meiosis II

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Во время профазы II хромосомы снова конденсируются, центросомы, которые дублировались во время интерфазы I, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.
  • Во время прометафазы II ядерные оболочки полностью разрушаются, и каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.
  • Во время метафазы II сестринские хроматиды конденсируются и выравниваются на экваторе клетки.
  • Во время анафазы II сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.
  • Во время телофазы II и цитокинеза хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться; две клетки делятся на четыре уникальные гаплоидные клетки.
Ключевые термины
  • мейоз II : вторая часть мейотического процесса; Конечным результатом является производство четырех гаплоидных клеток из двух гаплоидных клеток, полученных в мейозе I

Мейоз II

Мейоз II инициируется сразу после цитокинеза, обычно до того, как хромосомы полностью деконденсируются. В отличие от мейоза I, мейоз II напоминает нормальный митоз. У некоторых видов клетки входят в краткую интерфазу или интеркинез, прежде чем вступить в мейоз II.В интеркинезе отсутствует S-фаза, поэтому хромосомы не дублируются. Две клетки, образующиеся в мейозе I, вместе проходят через события мейоза II. Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы. Механика мейоза II аналогична митозу, за исключением того, что каждая делящаяся клетка имеет только один набор гомологичных хромосом.

Профаза II

Если хромосомы деконденсируются в телофазе I, они снова конденсируются. Если ядерные оболочки образовались, они фрагментируются на пузырьки.Центросомы, которые были продублированы во время интерфазы I, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.

Прометафаза II

Оболочки ядер полностью разрушены, и веретено полностью сформировано. Каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.

Метафаза II

Сестринские хроматиды максимально конденсированы и выровнены на экваторе клетки.

Анафаза II

Сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.Некинетохорные микротрубочки удлиняют клетку.

Мейоз I по сравнению с мейозом II : Процесс выравнивания хромосом различается между мейозом I и мейозом II. В прометафазе I микротрубочки прикрепляются к слитым кинетохорам гомологичных хромосом, и гомологичные хромосомы располагаются в середине клетки в метафазе I. В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются. В прометафазе II микротрубочки прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, а сестринские хроматиды располагаются в середине клеток в метафазе II.В анафазе II сестринские хроматиды разделены.

Телофаза II и цитокинез

Хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом. Цитокинез разделяет две клетки на четыре уникальных гаплоидных клетки. На данный момент оба вновь образованных ядра гаплоидны. Полученные клетки являются генетически уникальными из-за случайного набора отцовских и материнских гомологов и из-за рекомбинации материнских и отцовских сегментов хромосом (с их наборами генов), которая происходит во время кроссовера.

Полные стадии мейоза : животная клетка с диплоидным числом четыре (2n = 4) проходит стадии мейоза с образованием четырех гаплоидных дочерних клеток.

Сравнение мейоза и митоза

Митоз и мейоз имеют некоторое сходство, но также и некоторые различия, большинство из которых наблюдается во время мейоза I.

Цели обучения

Сравнить и сопоставить митоз и мейоз

Основные выводы

Ключевые моменты
  • По большей части в митозе диплоидные клетки делятся на две новые диплоидные клетки, тогда как в мейозе диплоидные клетки делятся на четыре новых гаплоидных клетки.
  • В митозе дочерние клетки имеют такое же количество хромосом, что и родительская клетка, в то время как в мейозе дочерние клетки имеют половину количества хромосом в качестве родительских.
  • Дочерние клетки, продуцируемые митозом, идентичны, тогда как дочерние клетки, продуцируемые мейозом, отличаются, потому что произошел кроссинговер.
  • События, которые происходят в мейозе, но не в митозе, включают спаривание гомологичных хромосом, кроссинговер и выстраивание вдоль метафазной пластинки в тетрадах.
  • Мейоз II и митоз не являются делением редукции, как мейоз I, потому что количество хромосом остается тем же; поэтому мейоз II называют экваториальным делением.
  • Когда гомологичные хромосомы разделяются и перемещаются к противоположным полюсам во время мейоза I, уровень плоидности снижается с двух до одного, что называется редукционным делением.
Ключевые термины
  • редукционное деление : первое из двух делений мейоза, тип деления клеток
  • плоидность : количество гомологичных наборов хромосом в клетке
  • экваториальное деление : процесс ядерного деления, при котором каждая хромосома делится поровну, так что количество хромосом остается одинаковым от родительских клеток к дочерним

Сравнение мейоза и митоза

Митоз и мейоз являются формами деления ядра в эукариотических клетках.У них есть некоторые общие черты, но также есть явные различия, которые приводят к очень разным результатам. Целью митоза является регенерация, рост и бесполое размножение клеток, в то время как цель мейоза - производство гамет для полового размножения. Митоз - это деление одного ядра, в результате которого образуются два ядра, которые обычно делятся на две новые дочерние клетки. Ядра, полученные в результате митотического деления, генетически идентичны исходному ядру. У них одинаковое количество наборов хромосом, один набор в случае гаплоидных клеток и два набора в случае диплоидных клеток.У большинства растений и всех видов животных, как правило, именно диплоидные клетки подвергаются митозу с образованием новых диплоидных клеток. Напротив, мейоз состоит из двух ядерных делений, в результате чего образуются четыре ядра, которые обычно делятся на четыре новых гаплоидных дочерних клетки. Ядра, полученные в результате мейоза, не являются генетически идентичными и содержат только один набор хромосом. Это половина количества хромосомных наборов в исходной клетке, которая является диплоидной.

Сравнение мейоза и митоза : Мейозу и митозу предшествует один раунд репликации ДНК; однако мейоз включает два ядерных подразделения.Четыре дочерние клетки, полученные в результате мейоза, гаплоидны и генетически различны. Дочерние клетки, полученные в результате митоза, диплоидны и идентичны родительской клетке.

Основные различия между митозом и мейозом происходят в мейозе I. В мейозе I гомологичные пары хромосом становятся ассоциированными друг с другом и связаны вместе синаптонемным комплексом. Развиваются хиазмы и происходит кроссовер между гомологичными хромосомами, которые затем выстраиваются вдоль метафазной пластинки в тетрадах с кинетохорными волокнами от противоположных полюсов веретена, прикрепленными к каждой кинетохоре гомолога в тетраде.Все эти события происходят только в мейозе I.

Когда тетрада распадается и гомологичные хромосомы перемещаются к противоположным полюсам, уровень плоидности снижается с двух до одного. По этой причине мейоз I называют редукционным делением. Такого снижения уровня плоидности во время митоза нет.

Meiosis II намного больше похож на митотическое деление. В этом случае дублированные хромосомы (только один набор, поскольку гомологичные пары теперь разделены на две разные клетки) выстраиваются на метафазной пластинке с разделенными кинетохорами, прикрепленными к кинетохорным волокнам с противоположных полюсов.Во время анафазы II и митотической анафазы кинетохоры делятся, и сестринские хроматиды, теперь называемые хромосомами, притягиваются к противоположным полюсам. Однако две дочерние клетки митоза идентичны, в отличие от дочерних клеток, продуцируемых мейозом. Они разные, потому что на каждой хромосоме был хотя бы один кроссовер. Мейоз II не является редукционным делением, потому что, хотя в полученных клетках меньше копий генома, остается один набор хромосом, как это было в конце мейоза I.Поэтому Мейоз II называют экваториальным делением.

Процесс мейоза | Биология I

Половое размножение требует оплодотворения, объединения двух клеток двух отдельных организмов. Если каждая из этих двух ячеек содержит один набор хромосом, то результирующая ячейка содержит два набора хромосом. Гаплоидные клетки содержат один набор хромосом. Клетки, содержащие два набора хромосом, называются диплоидными. Количество наборов хромосом в клетке называется уровнем ее плоидности.Если репродуктивный цикл должен продолжаться, то диплоидная клетка должна каким-то образом уменьшить количество наборов хромосом, прежде чем оплодотворение может произойти снова, или будет постоянное удвоение количества наборов хромосом в каждом поколении. Итак, в дополнение к оплодотворению половое размножение включает ядерное деление, которое уменьшает количество хромосомных наборов.

Большинство животных и растений диплоидны и содержат два набора хромосом. В каждой соматической клетке организма (всех клетках многоклеточного организма, кроме гамет или репродуктивных клеток) ядро ​​содержит две копии каждой хромосомы, называемые гомологичными хромосомами.Соматические клетки иногда называют клетками «тела». Гомологичные хромосомы - это согласованные пары, содержащие одинаковые гены в идентичных местах по своей длине. Диплоидные организмы наследуют по одной копии каждой гомологичной хромосомы от каждого родителя; вместе они считаются полным набором хромосом. Гаплоидные клетки, содержащие по одной копии каждой гомологичной хромосомы, обнаруживаются только в структурах, которые дают начало гаметам или спорам. Споры - это гаплоидные клетки, которые могут продуцировать гаплоидный организм или могут сливаться с другой спорой с образованием диплоидной клетки.Все животные и большинство растений производят яйца и сперму или гаметы. Некоторые растения и все грибы производят споры.

Ядерное деление, которое формирует гаплоидные клетки, называемое мейозом , связано с митозом. Как вы узнали, митоз - это часть цикла размножения клетки, в результате которого образуются идентичные дочерние ядра, которые также генетически идентичны исходному родительскому ядру. В митозе и материнское, и дочернее ядра находятся на одном уровне плоидности - диплоидном для большинства растений и животных.Мейоз использует многие из тех же механизмов, что и митоз. Однако исходное ядро ​​всегда диплоидно, а ядра, образующиеся в конце мейотического деления клетки, являются гаплоидными. Чтобы добиться этого уменьшения числа хромосом, мейоз состоит из одного раунда дупликации хромосом и двух раундов деления ядра. Поскольку события, которые происходят во время каждой из стадий деления, аналогичны событиям митоза, назначаются те же названия стадий. Однако, поскольку существует два раунда разделения, основной процесс и этапы обозначаются буквами «I» или «II».Таким образом, мейоз I, является первым этапом деления мейоза и состоит из профазы I, прометафазы I и так далее. Мейоз II , в котором происходит второй раунд мейотического деления, включает профазу II, прометафазу II и так далее.

Мейозу предшествует интерфаза, состоящая из фаз G 1 , S и G 2 , которые почти идентичны фазам, предшествующим митозу. Фаза G 1 , которую также называют фазой первого промежутка, является первой фазой интерфазы и направлена ​​на рост клеток.S-фаза - это вторая фаза интерфазы, во время которой реплицируется ДНК хромосом. Наконец, фаза G 2 , также называемая второй фазой промежутка, является третьей и последней фазой межфазной границы; на этом этапе клетка проходит последние приготовления к мейозу.

Во время дупликации ДНК в S-фазе каждая хромосома реплицируется с образованием двух идентичных копий, называемых сестринскими хроматидами, которые удерживаются вместе в центромере с помощью белков cohesin .Cohesin удерживает хроматиды вместе до анафазы II. Центросомы, которые представляют собой структуры, которые организуют микротрубочки мейотического веретена, также реплицируются. Это подготавливает клетку к переходу в профазу I, первую фазу мейоза.

Профаза I

Рис. 1. В начале профазы I гомологичные хромосомы объединяются, чтобы сформировать синапс. Хромосомы тесно связаны друг с другом и идеально выровнены белковой решеткой, называемой синаптонемным комплексом, и белками когезина в центромере.

В начале профазы I, до того, как хромосомы можно будет отчетливо увидеть под микроскопом, гомологичные хромосомы прикрепляются на своих концах к ядерной оболочке белками. Когда ядерная оболочка начинает разрушаться, белки, связанные с гомологичными хромосомами, сближают пару. Напомним, что при митозе гомологичные хромосомы не образуют пары. В митозе гомологичные хромосомы выстраиваются встык, так что при делении каждая дочерняя клетка получает сестринскую хроматиду от обоих членов гомологичной пары.Синаптонемный комплекс , решетка белков между гомологичными хромосомами, сначала формируется в определенных местах, а затем распространяется по всей длине хромосом. Плотное спаривание гомологичных хромосом называется синапсис . В синапсах гены хроматид гомологичных хромосом точно выровнены друг с другом. Синаптонемный комплекс поддерживает обмен хромосомными сегментами между несестринскими гомологичными хроматидами, процесс, называемый кроссинговером.Кроссинговер можно наблюдать визуально после обмена как хиазмы (единичное число = хиазма) (Рисунок 1).

У таких видов, как человек, даже несмотря на то, что половые хромосомы X и Y не гомологичны (большинство их генов различаются), они имеют небольшую область гомологии, которая позволяет хромосомам X и Y объединяться в пары во время профазы I. Частичная синаптонема комплекс развивается только между областями гомологии.

Рис. 2. Кроссовер происходит между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом.В результате происходит обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.

Через определенные промежутки вдоль синаптонемного комплекса расположены большие белковые сборки, называемые рекомбинационными узелками . Эти сборки отмечают точки более поздних хиазм и опосредуют многоступенчатый процесс кроссовера - или генетической рекомбинации - между несестринскими хроматидами. Рядом с узелком рекомбинации на каждой хроматиде двухцепочечная ДНК расщепляется, обрезанные концы модифицируются, и между несестринскими хроматидами устанавливается новое соединение.По мере прогрессирования профазы I синаптонемный комплекс начинает разрушаться, и хромосомы начинают конденсироваться. Когда синаптонемный комплекс отсутствует, гомологичные хромосомы остаются прикрепленными друг к другу в центромере и хиазме. Хиазмы сохраняются до анафазы I. Число хиазм варьируется в зависимости от вида и длины хромосомы. Для правильного разделения гомологичных хромосом во время мейоза I на каждой хромосоме должна быть по крайней мере одна хиазма, но их может быть до 25.После кроссовера синаптонемный комплекс разрушается, и когезиновая связь между гомологичными парами также удаляется. В конце профазы I пары удерживаются вместе только в хиазмах (рис. 2) и называются тетрадами , потому что теперь видны четыре сестринские хроматиды каждой пары гомологичных хромосом.

События кроссовера являются первым источником генетической изменчивости ядер, продуцируемых мейозом. Единственное событие кроссовера между гомологичными несестринскими хроматидами приводит к взаимному обмену эквивалентной ДНК между материнской хромосомой и отцовской хромосомой.Теперь, когда эта сестринская хроматида перемещается в гаметную клетку, она будет нести часть ДНК от одного родителя индивидуума и часть ДНК от другого родителя. Сестринская рекомбинантная хроматида имеет комбинацию материнских и отцовских генов, которые не существовали до кроссовера. Множественные кроссоверы в плече хромосомы имеют тот же эффект, обменивая сегменты ДНК для создания рекомбинантных хромосом.

Прометафаза I

Ключевым событием в прометафазе I является прикрепление микротрубочек волокон веретена к белкам кинетохор на центромерах.Белки кинетохор представляют собой мультибелковые комплексы, которые связывают центромеры хромосомы с микротрубочками митотического веретена. Микротрубочки растут из центросом, расположенных на противоположных полюсах клетки. Микротрубочки перемещаются к середине клетки и прикрепляются к одной из двух слитых гомологичных хромосом. Микротрубочки прикрепляются к кинетохорам каждой хромосомы. Когда каждый член гомологичной пары прикреплен к противоположным полюсам клетки, на следующей фазе микротрубочки могут развести гомологичную пару.Волокно веретена, которое прикрепилось к кинетохоре, называется микротрубочкой кинетохоры. В конце прометафазы I каждая тетрада прикрепляется к микротрубочкам с обоих полюсов, причем одна гомологичная хромосома обращена к каждому полюсу. Гомологичные хромосомы все еще удерживаются вместе в хиазмах. Кроме того, полностью разрушена ядерная мембрана.

Метафаза I

Во время метафазы I гомологичные хромосомы располагаются в центре клетки с кинетохорами, обращенными к противоположным полюсам.Гомологические пары случайным образом ориентируются на экваторе. Например, если два гомологичных члена хромосомы 1 помечены как a и b, то хромосомы могут выстроиться в линию a-b или b-a. Это важно для определения генов, содержащихся в гамете, поскольку каждый из них получит только одну из двух гомологичных хромосом. Напомним, что гомологичные хромосомы не идентичны. Они содержат небольшие различия в своей генетической информации, из-за чего каждая гамета имеет уникальный генетический состав.

Эта случайность является физической основой для создания второй формы генетической изменчивости потомства.Учтите, что гомологичные хромосомы воспроизводящегося половым путем организма изначально наследуются как два отдельных набора, по одному от каждого родителя. На примере людей один набор из 23 хромосом присутствует в яйцеклетке, подаренной матерью. Отец обеспечивает другой набор из 23 хромосом в сперме, которая оплодотворяет яйцеклетку. Каждая клетка многоклеточного потомства имеет копии двух исходных наборов гомологичных хромосом. В профазе I мейоза гомологичные хромосомы образуют тетрады.В метафазе I эти пары выстраиваются в средней точке между двумя полюсами клетки, образуя метафазную пластинку. Поскольку существует равная вероятность того, что волокно микротрубочек встретит хромосому, наследуемую по материнской или отцовской линии, расположение тетрад на метафазной пластинке является случайным. Любая наследуемая по материнской линии хромосома может быть обращена к любому полюсу. Любая отцовская хромосома также может быть обращена к любому полюсу. Ориентация каждой тетрады не зависит от ориентации других 22 тетрад.

Это событие - случайный (или независимый) набор гомологичных хромосом на метафазной пластинке - является вторым механизмом, который вносит изменения в гаметы или споры. В каждой клетке, которая претерпевает мейоз, расположение тетрад разное. Количество вариаций зависит от количества хромосом, составляющих набор. Есть две возможности для ориентации на метафазной пластине; возможное количество выравниваний, таким образом, равно 2 n , где n - количество хромосом в наборе.У человека 23 пары хромосом, что дает более восьми миллионов (2 23 ) возможных генетически различных гамет. Это число не включает изменчивость, которая была ранее создана в сестринских хроматидах в результате кроссовера. Учитывая эти два механизма, очень маловероятно, что любые две гаплоидные клетки, возникшие в результате мейоза, будут иметь одинаковый генетический состав (Рисунок 3).

Подводя итог генетическим последствиям мейоза I, материнские и отцовские гены рекомбинируются посредством событий кроссовера, которые происходят между каждой гомологичной парой во время профазы I.Вдобавок случайный набор тетрад на метафазной пластине создает уникальную комбинацию материнских и отцовских хромосом, которые проникают в гаметы.

Рис. 3. Случайный, независимый ассортимент во время метафазы I можно продемонстрировать, рассматривая клетку с набором из двух хромосом ( n = 2). В этом случае есть два возможных расположения в экваториальной плоскости в метафазе I. Общее возможное количество различных гамет равно 2 n , где n равно количеству хромосом в наборе.В этом примере есть четыре возможных генетических комбинации гамет. При n = 23 в клетках человека существует более 8 миллионов возможных комбинаций отцовских и материнских хромосом.

Анафаза I

В анафазе I микротрубочки разрывают сцепленные хромосомы. Сестринские хроматиды остаются тесно связанными на центромере. Хиазмы разрушаются в анафазе I, поскольку микротрубочки, прикрепленные к слитым кинетохорам, разрывают гомологичные хромосомы (рис. 4).

Телофаза I и цитокинез

В телофазе разделенные хромосомы достигают противоположных полюсов. Остальные типичные телофазные события могут произойти, а могут и не произойти, в зависимости от вида. У некоторых организмов хромосомы деконденсируются и ядерные оболочки образуются вокруг хроматид в телофазе I. У других организмов цитокинез - физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки - происходит без реформации ядер. Почти у всех видов животных и некоторых грибов цитокинез разделяет содержимое клетки через борозду расщепления (сужение актинового кольца, которое приводит к цитоплазматическому делению).У растений клеточная пластинка формируется во время клеточного цитокинеза за счет слияния везикул Гольджи в метафазной пластинке. Эта клеточная пластинка в конечном итоге приведет к образованию клеточных стенок, разделяющих две дочерние клетки.

Две гаплоидные клетки являются конечным результатом первого мейотического деления. Клетки гаплоидны, потому что на каждом полюсе есть только одна из каждой пары гомологичных хромосом. Следовательно, присутствует только один полный набор хромосом. Вот почему клетки считаются гаплоидными - существует только один набор хромосом, хотя каждый гомолог по-прежнему состоит из двух сестринских хроматид.Напомним, что сестринские хроматиды - это просто дубликаты одной из двух гомологичных хромосом (за исключением изменений, произошедших во время кроссинговера). В мейозе II эти две сестринские хроматиды разделятся, образуя четыре гаплоидных дочерних клетки.

Ссылка на обучение

Просмотрите процесс мейоза, наблюдая, как хромосомы выравниваются и мигрируют, в Meiosis: An Interactive Animation.

У некоторых видов клетки вступают в краткую интерфазу, или интеркинез , , прежде чем вступить в мейоз II.В интеркинезе отсутствует S-фаза, поэтому хромосомы не дублируются. Две клетки, образующиеся в мейозе I, синхронно проходят через события мейоза II. Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы. Механика мейоза II аналогична митозу, за исключением того, что каждая делящаяся клетка имеет только один набор гомологичных хромосом. Следовательно, каждая клетка имеет половину количества сестринских хроматид, которые необходимо выделить как диплоидная клетка, претерпевающая митоз.

Профаза II

Если хромосомы деконденсируются в телофазе I, они снова конденсируются. Если ядерные оболочки образовались, они фрагментируются на пузырьки. Центросомы, которые дублировались во время интеркинеза, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.

Прометафаза II

Оболочки ядер полностью разрушены, и веретено полностью сформировано. Каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.

Метафаза II

Сестринские хроматиды максимально конденсированы и выровнены на экваторе клетки.

Анафаза II

Сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам. Некинетохорные микротрубочки удлиняют клетку.

Рис. 4. Процесс выравнивания хромосом различается между мейозом I и мейозом II. В прометафазе I микротрубочки прикрепляются к слитым кинетохорам гомологичных хромосом, а гомологичные хромосомы располагаются в середине клетки в метафазе I.В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются. В прометафазе II микротрубочки прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, а сестринские хроматиды располагаются в середине клеток в метафазе II. В анафазе II сестринские хроматиды разделены.

Телофаза II и цитокинез

Хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом. Цитокинез разделяет две клетки на четыре уникальных гаплоидных клетки.На данный момент оба вновь образованных ядра гаплоидны. Полученные клетки являются генетически уникальными из-за случайного набора отцовских и материнских гомологов и из-за рекомбинации материнских и отцовских сегментов хромосом (с их наборами генов), которая происходит во время кроссовера. Весь процесс мейоза представлен на Рисунке 5.

Рис. 5. Животная клетка с диплоидным числом четыре (2 n = 4) проходит стадии мейоза с образованием четырех гаплоидных дочерних клеток.

Митоз и мейоз являются формами деления ядра в эукариотических клетках. Они имеют некоторое сходство, но также демонстрируют явные различия, которые приводят к очень разным результатам (рис. 6). Митоз - это деление одного ядра, в результате которого образуются два ядра, которые обычно делятся на две новые клетки. Ядра, полученные в результате митотического деления, генетически идентичны исходному ядру. У них одинаковое количество наборов хромосом, один набор в случае гаплоидных клеток и два набора в случае диплоидных клеток.У большинства растений и всех видов животных, как правило, именно диплоидные клетки подвергаются митозу с образованием новых диплоидных клеток. Напротив, мейоз состоит из двух ядерных делений, в результате которых образуются четыре ядра, которые обычно делятся на четыре новых клетки. Ядра, полученные в результате мейоза, не являются генетически идентичными и содержат только один набор хромосом. Это половина количества хромосомных наборов в исходной клетке, которая является диплоидной.

Основные различия между митозом и мейозом происходят в мейозе I, который представляет собой совершенно иное деление ядра, чем митоз.В мейозе I гомологичные пары хромосом связываются друг с другом, связываются вместе синаптонемным комплексом, развиваются хиазмы и подвергаются кроссоверу между сестринскими хроматидами и выстраиваются вдоль метафазной пластинки в тетрады с кинетохорными волокнами с противоположных полюсов веретена, прикрепленными к каждой. кинетохора гомолога в тетраде. Все эти события происходят только в мейозе I.

Когда хиазмы разрешаются и тетрада распадается с перемещением гомологов на тот или иной полюс, уровень плоидности - количество наборов хромосом в каждом будущем ядре - сокращается с двух до одного.По этой причине мейоз I обозначается как редукционное деление . Такого снижения уровня плоидности во время митоза нет.

Мейоз II намного больше аналогичен митотическому делению. В этом случае дублированные хромосомы (только один их набор) выстраиваются на метафазной пластинке с разделенными кинетохорами, прикрепленными к кинетохорным волокнам с противоположных полюсов. Во время анафазы II, как и в митотической анафазе, кинетохоры делятся, и одна сестринская хроматида - теперь называемая хромосомой - притягивается к одному полюсу, тогда как другая сестринская хроматида притягивается к другому полюсу.Если бы не факт кроссовера, два продукта каждого индивидуального деления мейоза II были бы идентичны (как в митозе). Напротив, они разные, потому что всегда был хотя бы один кроссовер на хромосому. Мейоз II не является редукционным делением, потому что, хотя в полученных клетках меньше копий генома, остается один набор хромосом, как это было в конце мейоза I.

Рис. 6. Мейозу и митозу предшествует один раунд репликации ДНК; однако мейоз включает два ядерных подразделения.Четыре дочерние клетки, полученные в результате мейоза, гаплоидны и генетически различны. Дочерние клетки, полученные в результате митоза, диплоидны и идентичны родительской клетке.

Evolution Connection

Тайна эволюции мейоза

Некоторые характеристики организмов настолько широко распространены и фундаментальны, что иногда трудно вспомнить, что они развивались так же, как и другие более простые черты. Мейоз - это такая необычайно сложная серия клеточных событий, что биологам трудно предположить и проверить, как она могла развиваться.Хотя мейоз неразрывно связан с половым размножением, его преимуществами и недостатками, важно разделить вопросы эволюции мейоза и эволюции пола, потому что ранний мейоз мог быть выгодным по другим причинам, чем сейчас. Нестандартное мышление и представление возможных преимуществ мейоза на раннем этапе - это один из подходов к раскрытию того, как он мог развиваться.

Мейоз и митоз разделяют очевидные клеточные процессы, и логично предположить, что мейоз возник в результате митоза.Сложность заключается в четких различиях между мейозом I и митозом.

суммировал уникальные события, которые должны были произойти для эволюции мейоза из митоза. Эти шаги представляют собой гомологичное спаривание хромосом, перекрестные обмены, сестринские хроматиды, остающиеся прикрепленными во время анафазы, и подавление репликации ДНК в интерфазе. Они утверждают, что первый шаг - самый трудный и самый важный, и что понимание того, как он развивался, сделало бы эволюционный процесс более ясным.Они предлагают генетические эксперименты, которые могут пролить свет на эволюцию синапсов.

Существуют и другие подходы к пониманию происходящей эволюции мейоза. У одноклеточных протистов существуют разные формы мейоза. Некоторые из них представляются более простыми или более «примитивными» формами мейоза. Сравнение мейотических делений разных протистов может пролить свет на эволюцию мейоза.

сравнил гены, участвующие в мейозе у протистов, чтобы понять, когда и где мог развиться мейоз.Хотя исследования все еще продолжаются, недавние исследования мейоза у протистов предполагают, что некоторые аспекты мейоза могли развиться позже, чем другие. Такое генетическое сравнение может сказать нам, какие аспекты мейоза являются самыми древними и от каких клеточных процессов они, возможно, позаимствовали у более ранних клеток.

Ссылка на обучение

Просмотрите этапы этой интерактивной анимации, чтобы сравнить мейотический процесс деления клеток с митозом: Как делятся клетки.

Сводка раздела

Половое размножение требует, чтобы диплоидные организмы производили гаплоидные клетки, которые могут сливаться во время оплодотворения с образованием диплоидного потомства.Как и в случае митоза, репликация ДНК происходит до мейоза во время S-фазы клеточного цикла. Мейоз - это серия событий, которые организуют и разделяют хромосомы и хроматиды на дочерние клетки. В интерфазах мейоза каждая хромосома дублируется. В мейозе происходит два раунда деления ядра, в результате чего образуются четыре ядра и обычно четыре дочерние клетки, каждая из которых имеет половину хромосом по сравнению с родительской клеткой. Первый разделяет гомологи, а второй, подобно митозу, разделяет хроматиды на отдельные хромосомы.Во время мейоза вносятся изменения в дочерние ядра из-за кроссовера в профазе I и случайного выравнивания тетрад в метафазе I. Клетки, которые продуцируются мейозом, генетически уникальны.

Мейоз и митоз имеют сходство, но имеют разные результаты. Митотические деления - это единичные ядерные деления, которые производят дочерние ядра, которые генетически идентичны и имеют такое же количество хромосомных наборов, что и исходная клетка. Мейотические деления включают два деления ядра, которые производят четыре дочерних ядра, которые генетически различны и имеют один набор хромосом вместо двух наборов хромосом в родительской клетке.Основные различия между процессами возникают в первом делении мейоза, при котором гомологичные хромосомы спарены и обмениваются несестринскими сегментами хроматид. Гомологичные хромосомы разделяются на разные ядра во время мейоза I, вызывая снижение уровня плоидности в первом делении. Второе деление мейоза больше похоже на митотическое деление, за исключением того, что дочерние клетки не содержат идентичных геномов из-за кроссовера.

Дополнительные вопросы для самопроверки

1.Опишите процесс, который приводит к образованию тетрады.

2. Объясните, как случайное выравнивание гомологичных хромосом во время метафазы I способствует изменению гамет, производимых мейозом.

3. Какова функция слитых кинетохор на сестринских хроматидах в прометафазе I?

4. При сравнении стадий мейоза со стадиями митоза, какие стадии уникальны для мейоза и какие стадии имеют одинаковые события как в мейозе, так и в митозе?

ответов

1.Во время мейотической интерфазы каждая хромосома дублируется. Сестринские хроматиды, которые образуются во время синтеза, удерживаются вместе в области центромеры с помощью белков когезина. Все хромосомы кончиками прикреплены к ядерной оболочке. Когда клетка входит в профазу I, ядерная оболочка начинает фрагментировать, и белки, содержащие гомологичные хромосомы, обнаруживают друг друга. Четыре сестринские хроматиды выстраиваются вдоль, и между ними образуется белковая решетка, называемая синаптонемным комплексом, чтобы связывать их вместе.Синаптонемный комплекс облегчает кроссовер между несестринскими хроматидами, который наблюдается как хиазмы по длине хромосомы. По мере прогрессирования профазы I синаптонемный комплекс разрушается, и сестринские хроматиды становятся свободными, за исключением тех мест, где они прикреплены хиазмами. На этой стадии четыре хроматиды видны в каждой гомологической паре и называются тетрадой.

2. Случайное мировоззрение приводит к новым комбинациям черт. Хромосомы, которые изначально были унаследованы продуцирующей гамет особью, в равной степени произошли от яйцеклетки и сперматозоидов.В метафазе I дублированные копии этих материнских и отцовских гомологичных хромосом выстраиваются в линию по центру клетки. Ориентация каждой тетрады случайна. Существует равная вероятность того, что материнские хромосомы будут обращены к обоим полюсам. То же самое и с хромосомами, полученными по отцовской линии. Выравнивание должно происходить по-разному почти в каждом мейозе. Когда гомологичные хромосомы разделены в анафазе I, любая комбинация материнских и отцовских хромосом будет двигаться к каждому полюсу.Гаметы, сформированные из этих двух групп хромосом, будут обладать смесью черт, характерных для родителей человека. Каждая гамета уникальна.

3. В метафазе I гомологичные хромосомы выстраиваются в линию метафазной пластинки. В анафазе I гомологичные хромосомы раздвигаются и перемещаются к противоположным полюсам. Сестринские хроматиды не разделяются до мейоза II. Слитые кинетохоры, образующиеся во время мейоза I, гарантируют, что каждая микротрубочка веретена, которая связывается с тетрадой, будет прикрепляться к обеим сестринским хроматидам.

4. Все стадии мейоза I, за исключением, возможно, телофазы I, уникальны, потому что разделены гомологичные хромосомы, а не сестринские хроматиды. У некоторых видов хромосомы не деконденсируются и ядерные оболочки не образуются в телофазе I. Все стадии мейоза II имеют те же события, что и стадии митоза, за возможным исключением профазы II. У некоторых видов хромосомы все еще конденсированы и ядерная оболочка отсутствует. В остальном все процессы одинаковы.

Митоз против мейоза | Факты

Клетки делятся и размножаются двумя способами: митозом и мейозом. Митоз приводит к образованию двух идентичных дочерних клеток, тогда как мейоз приводит к появлению четырех половых клеток. Ниже мы выделяем ключевые различия и сходства между двумя типами деления клеток.

Различия

  • Митоз
  • Включает одно деление клетки
  • Результаты в двух дочерних клетках
  • Результаты в диплоидных дочерних клетках (число хромосом остается таким же, как у родительской клетки)
  • Дочерние клетки генетически идентичны
  • Встречается у всех организмов, кроме вирусы
  • Создает все клетки тела (соматические), кроме половых клеток (яйцеклеток и сперматозоидов).
  • Профаза намного короче
  • В профазе не происходит рекомбинации / кроссинговера.
  • В метафазе отдельные хромосомы (пары хроматид) выстраиваются вдоль экватора.
  • В анафазе сестринские хроматиды разделяются на противоположные полюса.

  • Мейоз
  • Включает два последовательных деления клеток
  • Результаты в четырех дочерних клетках
  • Результаты в гаплоидных дочерних клетках (число хромосом уменьшается вдвое по сравнению с родительской клеткой)
  • Дочерние клетки отличаются генетически
  • Встречается только в животные, растения и грибы
  • Создает только зародышевые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды)
  • Профаза I занимает гораздо больше времени
  • Включает рекомбинацию / кроссинговер хромосом в профазе I
  • В метафазе I пары хромосом выстраиваются вдоль экватора.
  • Во время анафазы I сестринские хроматиды перемещаются вместе к одному полюсу.
  • Во время анафазы II сестринские хроматиды разделены на противоположные полюса.

Сходства

  • Митоз
  • Диплоидная родительская клетка
  • Состоит из интерфазы, профазы, метафазы, анафазы и телофазы
  • В метафазе отдельные хромосомы (пары хроматид) выстраиваются вдоль экватора.
  • В анафазе сестринские хроматиды разделяются на противоположные полюса.
  • Заканчивается цитокинезом.
  • Мейоз
  • Диплоидная родительская клетка
  • Состоит из интерфазы, профазы, метафазы, анафазы и телофазы (но дважды!)
  • В метафазе II отдельные хромосомы (пары хроматид) выстраиваются вдоль экватора.
  • Во время анафазы II сестринские хроматиды разделены на противоположные полюса.
  • Заканчивается цитокинезом.

Эта страница последний раз обновлялась 21.07.2021

Что такое мейоз? | Факты

Мейоз - это процесс, при котором одна клетка делится дважды, чтобы произвести четыре клетки, содержащие половину исходного количества генетической информации.Эти клетки - наши половые клетки - сперма у мужчин, яйцеклетки у женщин.

  • Во время мейоза одна клетка делит дважды с образованием четырех дочерних клеток .
  • Эти четыре дочерние клетки имеют только половину хромосом родительской клетки - они гаплоидны.
  • Мейоз производит наши половые клетки или гаметы (яйцеклетки у женщин и сперму у мужчин).

Мейоз можно разделить на девять стадий. Они делятся между первым делением клетки (мейоз I) и вторым делением (мейоз II):

Мейоз I

1.Интерфаза:

  • ДНК в клетке копируется, в результате чего образуются два идентичных полных набора хромосом.
  • За пределами ядра находятся две центросомы, каждая из которых содержит пару центриолей, эти структуры имеют решающее значение для процесса деления клеток.
  • Во время интерфазы микротрубочки отходят от этих центросом.

2. Профаза I:

  • Скопированные хромосомы конденсируются в X-образные структуры, которые можно легко увидеть под микроскопом.
  • Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, содержащих идентичную генетическую информацию.
  • Хромосомы объединяются в пары, так что обе копии хромосомы 1 находятся вместе, обе копии хромосомы 2 находятся вместе и так далее.
  • Пары хромосом могут затем обмениваться битами ДНК в процессе, называемом рекомбинацией или кроссинговером.
  • В конце профазы I мембрана вокруг ядра клетки растворяется, высвобождая хромосомы.
  • Мейотическое веретено, состоящее из микротрубочек и других белков, проходит через клетку между центриолями.

3. Метафаза I:

  • Пары хромосом выстраиваются рядом друг с другом по центру (экватору) клетки.
  • Центриоли теперь находятся на противоположных полюсах клетки, от них отходят мейотические веретена.
  • Волокна мейотического веретена прикрепляются к одной хромосоме каждой пары.

4.Анафаза I:

  • Затем пара хромосом разделяется мейотическим веретеном, которое тянет одну хромосому к одному полюсу клетки, а другую хромосому - к противоположному полюсу.
  • В мейозе I сестринские хроматиды держатся вместе. Это отличается от того, что происходит в митозе и мейозе II.

5. Телофаза I и цитокинез:

  • Хромосомы завершают свое движение к противоположным полюсам клетки.
  • На каждом полюсе клетки собирается полный набор хромосом.
  • Мембрана образуется вокруг каждого набора хромосом, чтобы создать два новых ядра.
  • Затем одиночная клетка зажимается посередине, образуя две отдельные дочерние клетки, каждая из которых содержит полный набор хромосом в ядре. Этот процесс известен как цитокинез.

Мейоз II

6. Профаза II:

  • Теперь есть две дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами (23 пары хроматид).
  • В каждой из двух дочерних клеток хромосомы снова конденсируются в видимые X-образные структуры, которые можно легко увидеть под микроскопом.
  • Мембрана вокруг ядра в каждой дочерней клетке растворяется, высвобождая хромосомы.
  • Центриоли дублируются.
  • Снова формируется мейотическое веретено.

7. Метафаза II:

  • В каждой из двух дочерних клеток хромосомы (пара сестринских хроматид) выстраиваются встык вдоль экватора клетки.
  • Центриоли теперь находятся на противоположных полюсах в каждой из дочерних клеток.
  • Волокна мейотического веретена на каждом полюсе клетки прикрепляются к каждой из сестринских хроматид.

8. Анафаза II:

  • Сестринские хроматиды затем притягиваются к противоположным полюсам из-за действия мейотического веретена.
  • Разделенные хроматиды теперь являются отдельными хромосомами.

9. Телофаза II и цитокинез:

  • Хромосомы завершают свое движение к противоположным полюсам клетки.
  • На каждом полюсе клетки собирается полный набор хромосом.
  • Мембрана образуется вокруг каждого набора хромосом, чтобы создать два новых ядра клетки.
  • Это последняя фаза мейоза, однако деление клеток не будет полным без еще одного цикла цитокинеза.
  • После завершения цитокинеза появляется четыре внучки, каждая из которых имеет половину набора хромосом (гаплоидных):
    • у мужчин, все эти четыре клетки являются сперматозоидами
    • у женщин, одна из клеток является яйцеклеткой, а другие три - полярные тельца (маленькие клетки, которые не развиваются в яйца).

Иллюстрация, показывающая девять стадий мейоза.
Изображение предоставлено: Genome Research Limited

Эта страница последний раз обновлялась 21.07.2021

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *