Краткое описание стадий и схемы деления клеток посредством мейоза

Мейоз

Мейоз – это процесс деления клетки, при котором число хромосом уменьшается вдвое, происходит образование гаплоидных клеток. 

Данный процесс проходит в  двух последовательных деления, первое из которых принято называть редукционным (мейоз I), а второе эквационным (мейоз II). Эквационное деление также можно назвать уравнительным, оно позволяет сохранить гаплоидный набор хромосом. Второе деление по механизму протекания схоже с митозом, однако здесь к полюсам расходятся сестринские хроматиды.

Так же, как и митоз, мейоз начинается после интерфазы.  Количество ДНК перед первым делением составляет 2n4c, где n – хромосомы, с – молекулы ДНК. Это обозначает, что каждая хромосома состоит из двух хроматид и имеет гомологичную пару. После первого деления, перед вторым, количество ДНК в каждой дочерней клетке уменьшается до 1n2c. Результатом мейоза после второго деления является образование четырёх гаплоидных клеток. Мейоз представлен такими же четырьмя фазами, как и митоз, однако протекающие процессы в двух этих делениях существенно отличаются. 

Мейоз I

  • Профаза I. 2n4c. Это самая длительная и сложная фаза мейоза. Здесь гомологичные хромосомы сближаются, образуя так называемые биваленты, между ними происходит обмен участками ДНК. Связь бивалента сохраняется до анафазы I. Сближение хромосом называют конъюгацией, обмен участками наследственной информации – кроссинговером. Гомологичные хромосомы соединены между собой. Ядерная оболочка растворяется. Начинает своё формирование мейотическое веретено деления. Центриоли расходятся к полюсам клетки.  
  • Метафаза I. 2n4c. На этом этапе веретено деления окончательно сформировано. Биваленты расположены в области экватора, при этом они выстроены друг напротив друга по экватору  так, что экваториальная плоскость оказывается между парами гомологичных хромосом. 
  • Анафаза I. 2n4c. Биваленты разъединяются и хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки. Вследствие кроссинговера, прошедшего в профазе, хроматиды этих хромосом не идентичны друг другу. 
  • Телофаза I. n2c×2. Хромосомы деспирализуются в хроматин. Происходит формирование ядерной оболочки, клетки делится на две части. У растений образуется клеточная стенка, у животных же происходит впячивание мембраны. 

Рис. 2 Мейоз I

Мейоз II

Перед эквационным делением интерфаза называется интеркинезом, так как удвоения наследственного материала (ДНК) не происходит. 

  • Профаза II. 1n2c×2. Короткая по продолжительности фаза. На этом этапе разрушается ядерная оболочка, снова исчезают ядра и ядрышки,  происходит конденсация хромосом, формируется веретено деления.
  • Метафаза II. 1n2c×2. К каждой из двухроматидных хромосом прикрепляются нити веретена деления с разных полюсов. В плоскости перпендикулярной экватору метафазы первого деления образуется метафазная пластинка. 
  • Анафаза II. 2n2c×2. Центромеры делятся. Однохроматидные хромосомы расходятся к разным полюсам. Теперь сестринские хроматиды являются сестринскими хромосомами. 
  • Телофаза II. 1n1c×4. В эту фазу происходит деспирализация хромосом, исчезает веретено деления, формируется ядерная оболочка, образуются ядра и ядрышки. Далее следует цитокинез, вследствие которого формируется 4 гаплоидные клетки с одинарным набором хромосом (1n1c). 

Рис. 3 Мейоз II

Источники изображений:

Рис 2,  рис. 3 —  ЯКласс

Смотри также:

  • Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Соматические и половые клетки
  • Развитие половых клеток у растений и животных. Деление клетки – основа роста, развития и размножения организмов. Роль мейоза и митоза
  • Современная клеточная теория, ее основные положения

Первый этап

Краткое описание стадий и схемы деления клеток посредством мейоза

В мейоз вступают определённые соматические клетки после интерфазы. У каждой из них диплоидный набор хромосом. Присутствуют гомологичные пары хромосом, которые несут одинаковые гены, но в разных вариациях, например, кодирующие группы крови А и В. Каждая из гомологичных хромосом состоит из 2 хроматид, в которых гены представлены в одинаковых вариациях.

Профаза I

Первый этап самый сложный, поскольку отвечает за перераспределение генетического материала. У человека его продолжительность составляет 22,5 суток. В этой фазе происходит кроссинговер – спаренные хромосомы обмениваются короткими последовательностями ДНК, гомологичными участками. Эта фаза состоит из 5 этапов:

Краткое описание стадий и схемы деления клеток посредством мейоза

  1. Лептотена. Хромосомы укорачиваются, спирализируются и конденсируются, становятся видимыми в световой микроскоп. В ядре они расположены беспорядочно.
  2. Зиготена. Гомологичные хромосомы скрепляются друг с другом с помощью белковых субъединиц – происходит конъюгация. Такие структуры, состоящие из 4 хроматид, называются тетрадами или бивалентами.
  3. Пахитена. Гомологичные хромосомы тесно связываются друг с другом, в некоторых местах происходит сближение, перекрещивание (образуются хиазмы) и обмен небольшими параллельными участками.
  4. Диплотена. Генетический материал частично деконденсируется, раскручивается и используется – происходит синтез РНК и белка. Такие деконденсированные биваленты получили название хромосом типа ламповых щеток.
  5. Диакинез. Хромосомы снова конденсируются. Клетка готовится к делению: растворяется ядерная оболочка, центриоли передислоцируются к разным полюсам клетки.

Метафаза I

В профазе к делению готовится генетический материал, в метафазе – другие клеточные структуры. Ядро лишено оболочки, биваленты располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку. К каждой хромосоме прикреплено веретено деления.

https://youtube.com/watch?v=bpgiI1Up0qM

Анафаза I

При участии веретена деления к полюсам клетки подтягивается по одной хромосоме из каждой тетрады. В клетке сформированы два гаплоидных генома – у каждого из двух полюсов. Но клетку продолжают считать диплоидной до разделения цитоплазмы.

Краткое описание стадий и схемы деления клеток посредством мейоза

Телофаза I

Цитоплазма клетки делится на 2 части. У растений — путём достраивания поперечной клеточной стенки, у животных цитоплазматическая мембрана инвагинируется и перешнуровывается. Формируются ядра. Образуется 2 клетки с неудвоенным набором хромосом, состоящих из 2 хроматид. Эти клетки имеют только по одной вариации каждого гена.

Характеристика овогенеза и сперматогенеза

Гаметогенез имеет несколько стадий. Сходство сперматогенеза и овогенеза как раз и заключается в том, что три стадии у них одинаковы.

1. Стадия размножения. Первичные клетки на этой стадии называются сперматогониями и овогониями, из них в последующем образуются мужские и женские половые клетки. Половые клетки несколько раз делятся путем митоза, и количество их значительно возрастает. Сперматогонии размножаются у мужчины в течение всего репродуктивного периода, а размножение овогоний происходит в эмбриональном периоде и наиболее интенсивно происходит во 2 — 5 месяц внутриутробного развития.

2. Стадия роста. В этот период клетки значительно увеличиваются в размерах. Сперматогонии и овогонии превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка. Овоциты I порядка достигают больших размеров, поскольку накапливают питательные вещества.

3. Стадия созревания. На этой стадии происходят два следующих друг за другом деления — мейоз I и мейоз II. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка, а после второго деления — сперматиды и зрелые яйцеклетки с тремя полярными тельцами, которые в процессе размножения не участвуют и погибают. При созревании один сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, а один овоцит I порядка образует одну яйцеклетку и три полярных тельца.

Эти особенности сперматогенеза и овогенеза имеют биологический смысл, который связан с разным назначением мужских и женских гамет. Неравномерное деление клеток при овогенезе (меньше) обеспечивает формирование крупной яйцеклетки, в ней накапливается большее количество питательных веществ, так как из оплодотворенного яйца будет развиваться новый организм.

При сравнительной характеристике овогенеза и сперматогенеза можно заметить, что сперматозоидов образуется значительно больше, и это также имеет биологический смысл.
Яйцеклетку достигает только один сперматозоид, проникает в нее и доставляет свой набор хромосом. Остальные же в процессе поиска яйцеклетки массово погибают.
При сравнении овогенеза и сперматогенеза становится понятным, почему сперматозоидам нет необходимости в запасании питательных веществ — их существование кратковременно, а подвижность должна быть высокой.

Популярные статьи  Рогаткоподобные

4. Стадия формирования. Она характерна только для сперматогенеза. Незрелая сперматида превращается в сперматозоид, приобретая свойственный ему вид. Образование сперматозоидов у мужчин начинается только в период полового созревания и происходит в течение всего года. Период развития сперматогоний в зрелые сперматозоиды составляет 74 дня.

Что происходит в результате мейоза

С помощью этого процесса происходит:

  1. Появление гамет ( или половых клеток), или гаметогенез.
  2. Образование спор у растения.
  3. Конъюгация (половой процесс) у инфузории. Две инфузории сближаются и осуществляют обмен генетической информации. Между ними в ходе этого процесса образуется небольшой мостик из цитоплазмы, соединяющий двух одноклеточных. Из диплоидного ядра инфузории путем мейоза возникают четыре гаплоидных ядра, одно из них остается и делится митозом, а затем инфузории обмениваются получившимися ядрами.
  4. Происходит изменение наследуемой генетической информации (наследственная изменчивость)

Фазы мейоза

Мейотичекое деление включает два этапа, состоящие из четырех фаз каждое.

Первое деление

Включает профазу I, метафазу I, анафазу I и телофазу I.

Краткое описание стадий и схемы деления клеток посредством мейоза

Профаза I

На данном этапе образуются две клетки с половинным набором генетической информации. Профаза первого деления включает несколько стадий. Ей предшествует предмейотическая интерфаза, во время которой идет репликация ДНК.

Затем происходит конденсация, образование длинных тонких нитей с протеиновой осью во время лептотены. Данная нить прикрепляется к мембране ядра с помощью концевых расширений – прикрепительных дисков. Половинки удвоенных хромосом (хроматиды) еще не различимы. При исследовании имеют вид монолитных структур.

Далее наступает стадия зиготены. Гомологи сливаются с образованием бивалентов, число которых соответствует одинарному числу хромосом. Процесс конъюгации (соединения) осуществляется между парными, сходными в генетическом и морфологическом аспекте. Причем взаимодействие начинается с концов, распространяясь вдоль тел хромосом. Комплекс из гомологов, связанных белковым компонентом – бивалент или тетрада.

Спирализация происходит во время стадии толстых нитей – пахитены. Здесь уже удвоение ДНК выполнено полностью, начинается кроссинговер. Это обмен участками гомологов. В результате формируются сцепленные гены с новой генетической информацией. Параллельно протекает транскрипция. Плотные участки ДНК – хромомеры активируются, что приводит к изменению структуры хромосом по типу «ламповых щеток».

Гомологичные хромосомы конденсируются, укорачиваются, расходятся (исключая точки соединения хиазмы). Это стадия в биологии диплотена или диктиотена. Хромосомы на данном этапе богаты РНК, которая синтезируется на этих же участках. По свойствам последняя близка к информационной.

Наконец, биваленты расходятся к периферии ядра. Последние укорачиваются, теряют ядрышки, становятся компактными, не связанными с ядерной оболочкой. Это процесс носит название диакинеза (перехода к делению клетки).

Метафаза I

Далее биваленты перемещаются к центральной оси клетки. От каждой центромеры отходят веретена деления, каждая центромера равноудалена от обоих полюсов. Небольшие по амплитуде движения нитей удерживают их в данном положении.

Анафаза I

Хромосомы, построенные из двух хроматид, расходятся. Происходит перекомбинация с уменьшением генетического разнообразия (в связи с отсутствием в наборе генов, расположенных в локусах (участках) гомологов).

Телофаза I

Суть фазы состоит в расхождении хроматид с их центромерами к противоположным участкам клетки. В животной клетке происходит цитоплазматическое деление, в растительной – образование клеточной стенки.

Второе деление

После интерфазы первого деления клетка готова ко второму этапу.

Краткое описание стадий и схемы деления клеток посредством мейоза

Профаза II

Чем длиннее телофаза, тем короче длительность профазы. Хроматиды выстраиваются вдоль клетки, образуя своими осями прямой угол относительно нитей первого мейотического деления. В эту стадию они укорачиваются и утолщаются, ядрышки подвергаются распаду.

Телофаза II

Деспирализация, растяжение образованных хромосом, исчезновение веретена деления, удвоение центриолей. Гаплоидное ядро окружается ядерной мембраной. Формируются четыре новые клетки.

Как происходит мейоз клетки, этапы

Мейоз представляет собой последовательность из двух этапов деления:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

  1. Редукционный — это непосредственный этап уменьшения. Именно так переводится с греческого языка его название. Когда этот период заканчивается, в клетке остается ровно в два раза меньше наследственных хромосом.
  2. Эквационный («уравнивающий»). Протекает сходно с митозом.

Оба происходят в половых клетках и связаны с образованием гамет (у животных) или спор (у растений).

Мейоз как цитологическая основа образования гамет. Стадии мейоза. Значение мейоза.

Мейоз лежит в
основе комбинированной изменчивости
организма. В результате мейоза из 1
исходной диплоидной (2п)
клетки возникает 4 гаплоидных неидентичных
материнской клетки.

ЗНАЧЕНИЕ МЕЙОЗА.

  1. Происходит редукция
    числа хромосом до гаплоидного.

  2. Происходит
    кроссинговер (обмен идентичными
    участками гомологичных хромосом).

  3. Происходит
    перекомбинация негомологичных хромосом
    при расхождении их в гаметы (число
    вариантов 2п
    п-
    гаплоидный
    набор хромосом)

Т.е. мейоз – одна
из главных причин комбинативной
изменчивости организма.

Мейоз включает 2
последовательных деления:

  • Первое деление
    (редукционное или уменьшительное);

  • Второе (эквационное
    или уравнительное)

Период между этими
делениями называется ИНТЕРКИНЕЗ

От интерфазы он
отличается кратковременностью и тем,
что не происходит удвоения ДНК.

ПРОФАЗА I

Хроматин спирализуется
– возникают хромосомы, которые коньюгируют
(биваленты) и происходит КРОССИНГОВЕР.
Затем хромосома далее спирализуется,
разрушается ядерная мембрана ядрышка
и образуются нити веретена деления.

МЕТАФАЗАI

Биваленты
выстраиваются в экваториальной плоскости,
образуя метафазную пластину. Их центромеры
ведут себя как единые структуры (хотя
часто выглядят двойными) и организуют
прикрепленные к ним нити веретена,
каждая из которых направлена только к
одному из полюсов. В результате слабо
тянущего усилия этих нитей каждый
бивалент располагается в области
экватора, причем обе его центромеры
оказываются на одинаковом расстоянии
от него — одна снизу, а другая сверху.

АНАФАЗАI

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.

ТЕЛОФАЗАI

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 при
образовании хиазм эти хроматиды
генетически неидентичны, и при втором
делении мейоза им предстоит разойтись.

У животных и у
некоторых растений хроматиды
деспирализуются, вокруг них на каждом
полюсе формируется ядерная мембрана и
образовавшееся ядро вступает в интерфазу.
Затем начинается деление цитоплазмы
(у животных) или формирование разделяющей
клеточной стенки (у растений), как при
митозе. У многих растений не наблюдается
ни телофазы, ни образования клеточной
стенки, ни интерфаза, и клетка прямо
переходит из анафазы 1 в профaзу
2.

ИНТЕРФАЗАII

Эта стадия обычно
наблюдается только в животных клетках;
продолжительность ее варьирует. Фаза
S
отсутствует, и дальнейшей репликации
ДНК не происходит. Процессы, участвующие
во втором делении мейоза, по своему
механизму сходны с происходящими в
митозе. Они включают разделение хроматид
в обеих дочерних клетках, получившихся
в результате первого деления мейоза.

Второе
деление мейоза отличается от митоза
главным образом двумя особенностями:

1) в метафазе 2
мейоза сестринские хроматиды часто
сильно обособляются друг от друга;

2) число хромосом
гаплоидно.

ПРОФАЗАII

В клетках, у которых
выпадает интерфаза 2, это стадия тоже
отсутствует. Продолжительность профазы
2 обратно пропорциональна продолжительности
телофазы 1. Ядрышки и яд ерные мембраны
разрушаются, а хроматиды укорачиваются
и утолщаются. Центриоли, если они есть,
перемещаются к противоположным полюсам
клеток; появляются нити веретена.
Хроматиды располагаются таким образом,
что их длинные оси перпендикулярны оси
веретена первого деления мейоза.

Популярные статьи  Летучая собака

МЕТАФАЗАII

При втором делении
центромеры ведут себя как двойные
структуры. Они организуют нити веретена,
направленные к обоим полюсам, и таким
образом выстраиваются по экватору
веретена.

АНАФАЗА II

Центромеры делятся,
и нити веретена растаскивают их к
противоположным полюсам. Центромеры
тянут за собой отделившиеся друг от
друга хроматиды, которые теперь называ
ются хромосомами.

ТЕЛОФАЗАII

Эта стадия очень
сходна с телофазой митоза. Хромосомы
деспирализуются, растягиваются и после
этого плохо различимы. Нити веретена
исчезают, а центриоли реплицируются.
Вокруг каждого ядра, которое содержит
теперь половинное (гаплоидное) число
хромосом исходной родительской клетки,
вновь образуется ядерная мембрана. В
результате последующего деления
цитоплазмы (у животных) или образование
клеточной стенки (у растений) из одной
исходной родительской клетки получается
четыре дочерних клетки.

Фазы Мейоза

До мейоза ДНК реплицируется, как в митоз, Мейоз состоит из двух клеточных делений, известных как мейоз I и мейоз II. В первом разделе, который состоит из разных фаз, дублированная ДНК разделяется на дочерние клетки, В следующем разделе, который следует сразу за первым, два аллеля каждого гена разделяются на отдельные клетки. Ниже приведены описания двух отделов и различных фаз или стадий каждого мейоза. Помните, что до начала мейоза обычно диплоидная ДНК была продублирована. Это означает, что имеется 4 копии каждого гена, представленные в 2 полных наборах ДНК, каждый из которых имеет 2 аллеля. На диаграмме ниже красные хромосомы – это те, которые унаследованы от матери, а синие от отца. В начале следующей диаграммы ДНК уже реплицирована, поэтому красные и синие хромосомы выглядят как буква «Х». Каждая из этих «Х» хромосом состоит из двух сестринские хроматиды или клонированная ДНК из репликации. Они связаны на центромера для хранения, но можно разделить на отдельные хромосомы.

Хромосомные аномалии

В мейозе правильное разделение хроматид должно происходить по направлению к полюсам во время анафазы, что известно как мейотическое разъединение ; Когда этого не происходит или происходит задержка первого или второго мейотического деления, это приводит к проблемам в конфигурации хромосом, изменяя их правильное количество, то есть они перестают быть кратными исходному гаплоидному числу. вида, который известен как анеуплоидия . Среди проблем с генетическим материалом мы находим:

У животных жизнеспособны только моносомии и трисомии. Нуллисомные особи обычно не проявляются, так как это смертельное состояние для диплоидов.

Аномалии у человека:

Моносомия

  • Аутосомная моносомия : вызывает смерть в утробе матери.
  • Синдром Тернера : присутствует только одна Х-хромосома. Это бесплодные женщины, невысокого роста с перепончатой ​​складкой между шеей и плечами. У них щитообразная грудь и широко расставленные соски, а также рудиментарные яичники и коричневые пятна на ногах.

Трисомия

  • Синдром Дауна — трисомия хромосомы 21 : это наиболее жизнеспособная анеуплоидия, встречающаяся у 0,15% людей в популяции. Он включает в себя умственную отсталость (C.I. 20-50), широкое и уплощенное лицо, низкий рост, глаза с апикантической складкой и большой морщинистый язык.
  • Синдром Патау — Трисомия хромосомы 13 . Это наименее распространенная трисомия. Обычно это связано с материнской, а не с отцовской мейотической проблемой, и, как и при синдроме Дауна, риск увеличивается с возрастом матери. Пострадавшие умирают вскоре после рождения, чаще всего до трех месяцев, самое большее — через год. Считается, что от 80 до 90% плодов с синдромом не доживают до срока.
  • Синдром Эдвардса — Трисомия 18 хромосомы . Это редкое заболевание, клинически характеризующееся низкой массой тела при рождении, низким ростом, умственной отсталостью и психомоторным развитием (координация мышечной и умственной деятельности) и гипертонусом (аномально высоким мышечным тонусом). Он сопровождается различными висцеральными аномалиями.
  • Синдром Клайнфельтерадополнительная X-хромосома у мужчин (XXY). Он производит высоких людей со слегка феминизированным телосложением, несколько пониженным IQ, женским характером волос на лобке, атрофией яичек и развитием молочных желез.
  • Синдром супермужскоголишняя Y-хромосома у мужчин (XYY). Нет никаких различий по сравнению с нормальными мужчинами, и на самом деле есть сомнения в использовании термина «синдром» для этого состояния.
  • Супер женский синдром — лишняя Х-хромосома у женщин (XXX). Он не представляет повышенного риска проблем со здоровьем. Женщины с этим заболеванием высоки, имеют недостаточный вес, имеют нерегулярные менструации и редко имеют психическую слабость.

Мейоз I

Профаза I

Обычно это самая длинная и сложная фаза мейоза. Протекает намного дольше, чем при митозе. Связано это с тем, что в это время гомологичные хромосомы сближаются и обмениваются участками ДНК (происходят конъюгация и кроссинговер).

Конъюгация — процесс сцепления гомологичных хромосом. Кроссинговер — обмен идентичными участками между гомологичными хромосомами. Несестринские хроматиды гомологичных хромосом могут обменяться равнозначными участками. В местах, где происходит такой обмен формируется так называемая хиазма.

Спаренные гомологичные хромосомы называются бивалентами, или тетрадами. Связь сохраняется до анафазы I и обеспечивается центромерами между сестринскими хроматидами и хиазмами между несестринскими.

В профазе происходит спирализация хромосом, так что к концу фазы хромосомы приобретают характерную для них форму и размеры.

На более поздних этапах профазы I ядерная оболочка распадается на везикулы, ядрышки исчезают. Начинает формироваться мейотическое веретено деления. Образуются три вида микротрубочек веретена. Одни прикрепляются к кинетохорам, другие — к трубочкам, нарастающим с противоположного полюса (конструкция выполняет функцию распорок). Третьи формируют звезчатую структуру и прикрепляются к мембранному скелету, выполняя функцию опоры.

Центросомы с центриолями расходятся к полюсам. Микротрубочки внедряются в область бывшего ядра, прикрепляются к кинетохорам, находящимся в области центромер хромосом. При этом кинетохоры сестринских хроматид сливаются и действуют единым целым, что позволяет хроматидам одной хромосомы не разъединяться и в дальнейшем вместе отойти к одному из полюсов клетки.

Метафаза I

Окончательно формируется веретено деления. Пары гомологичных хромосом располагаются в плоскости экватора. Они выстраиваются друг против друга по экватору клетки так, что экваториальная плоскость оказывается между парами гомологичных хромосом.

Анафаза I

Гомологичные хромосомы разъединяются и расходятся к разным полюсам клетки. Из-за произошедшего в профазу кроссинговера их хроматиды уже не идентичны друг другу.

Телофаза I

Восстанавливаются ядра. Хромосомы деспирализуются в тонкий хроматин. Клетка делится надвое. У животных впячиванием мембраны. У растений образуется клеточная стенка.

Мейоз

Основные события мейоза
Продолжительность мейоза
Премейотическая интерфаза
Профаза I
Лептотена
Зиготена
Пахитена
Диплотена
Диакинез
Метафаза I
Анафаза
Телофаза
Интеркинез
Второе деление мейоза
Гаметогенез

Основные события мейоза
Мейоз – тип митоза, или редукционное деление, при котором из одной клетки образуется четыре, каждая из которых имеет вдвое меньше хромосом чем исходная; т.е. число хромосом уменьшается с диплоидного (2n) до гаплоидного (n). Мейоз происходит при образовании гамет — гаметный, при образовании спор — споровый и мейоз может быть зиготным. Смысл гаметного мейоза сводится к образованию половых клеток, при слиянии которых, восстанавливается число хромосом (до диплоидного) характерное для соматических клеток данного вида. Споровый тип мейоза происходит у растений для которых характерно чередование поколений — гаплоидного, размножающегося бесполым путем и диплоидного, размножающегося половым путем (см. обзор Размножение).

рис.1 Принципиальная схема мейоза. В соматических диплоидных клетках содержат две гомологичные хромосомы, одна отцовская и одна материнская. Они удваиваются в S-фазе клеточного цикла, образуя две пары сестринских хроматид. Хромосомы сближаются и между ними происходит кроссинговер — обмен участками между материнской и отцовской парами хроматид с образованием хроматид содержащих отцовские и материнские гены. Хромосомы конденсируются, выстраиваются и расходятся. Затем происходит второе деление мейоза.Стадии мейоза 2n—>S—>4n—>2x2n—>4x1n
Мультипликация, демонстрирующая основные события мейоза: meiosis.mpg

Популярные статьи  Кошка Темминка

Мейоз разделяют на ряд стадий, которые можно различить в световой микроскоп.
Первое деление мейоза
Профаза I мейоза разделяетя на ряд стадий.
лептотена (стадия тонких нитей) начинается спирализация х-м
зиготена (стадия сливающихся нитей),сближение и начало конъюгации гомологичных х-м, кот объединяются в бивалент
пахитена (стадия толстых нитей) м-у гомологичными х-мами осуществляется кроссинговер
диплотена (стадия двойных нитей) отталкивание гомологичных х-м, кот отделяются др от др в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера – хиазмах
диакинез (стадия обособления двойных нитей) гомологичные х-мы удерживаются в месте лишь в отдельных точках хиазм – уменьшение числа хиазм, компактность бивалентов
Метафаза I — завершается формирование веретена деления, его нити прикрепляются к центромерам хромосом, в результате чего биваленты устанавливаются в плоскости экватора веретена деления, образуя экваториальную пластинку.
Анафаза I — связи в бивалентах ослабляются и гомологичные хромосомы отходят друг от друга, направляясь к противоположным полюсам веретена деления. К каждому полюсу подходит гаплоидный набор хромосом, состоящий из двух хроматид.
Телофаза I — у полюсов веретена деления собирается одинарный гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК (n2c).
Интеркинез — временной промежуток между первым и вторым делениями мейоза. Не всегда обязателен.
Второе мейотическое отделение (эквационное) протекает как митоз, только клетки, вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ МЕЙОЗА
Продолжительность мейоза напрямую зависит от количества ДНК в ядре. Также продолжительность мейоза зависит от структуры хромосомной организации и особенностей данного вида.

Вид 2n Время, ч ДНК на клетку (пг)
Antirrhinum majus 16 24.0 5.5
Haploppapus gracilis 4 36.0 5.5
Secale cereale 14 51.2 28.7
Allium cepa 16 96.0 54.0
Tradescantia paludosa 12 126.0 59.0
Tulbaghia violacea 12 130.0 58.5
Lilium henryi 24 170.0 100.0
Lilium longiflorum 24 192.0 106.0
Trillium erectum 10 274.0 120.0

ПРЕМЕЙОТИЧЕСКАЯ ИНТЕРФАЗА

ПРОФАЗА I

Лептотена
(стадия тонких нитей) начинается спирализация х-м

Зиготена
Происходит начало синапсисиса — спаривание гомологичных хромосмом с образованием бивалента, или синаптонемального комплекса, в котором хромосомы выровнены и соединены.
Во время зиготены образуется zDNA составляющая 0,3, 0,4% от всей ДНК. zDNA GC-обогащена и находится в блоках длиной 104 пн разбросанных вдоль хромосом. Добавление ингибиторов синтеза ДНК в зиготене, предотвращают синапсис.

Пахитена
Хромосомы конденсируются
Синаптонемальный комплекс
Мейоз проходит и в отсутствии синаптонемального комплекса, но без рекомбинации.

Диплотена

Диакинез

МЕТАФАЗА I

АНАФАЗА I

ТЕЛОФАЗА I

ИНТЕРКИНЕЗ

ПРОФАЗА II
МЕТАФАЗА II
АНАФАЗА II
ТЕЛОФАЗА II

ГАМЕТОГЕНЕЗ

СИНАПСИС

КРОССИНГОВЕР

Alberts, 2003

Alberts, 2003

Alberts,2003

Задания на мейоз в ЕГЭ по биологии

В экзамене достаточно много вопросов о делении клетки, они встречаются и в первой, и во второй части. Каждое из них может принести от одного до трех первичных баллов.

Пример 1

В ядрах клеток слизистой оболочки кишечника позвоночного животного 36 хромосом. Определите число молекул ДНК в анафазе второго деления мейоза при образовании гамет? В ответ запишите только соответствующее число.

Решение. В анафазе второго деления клетки диплоидный набор  хромосом и ДНК – 2n2c, так как к полюсам расходятся двухроматидные хромосомы. В клетках слизистой оболочки набор тоже диплоидный, клетка соматическая. Число молекул ДНК совпадает с диплоидным набором и равняется 36.

Ответ: 36.

Пример 2

Установите последовательность процессов, происходящих в ходе мейоза.

  1. расположение пар гомологичных хромосом по экватору
  2. расхождение гомологичных хромосом
  3. расхождение сестринских хроматид
  4. образование гаплоидных ядер с однохроматидными хромосомами
  5. конъюгация

Решение. Один из вариантов решения, разобрать в какой из стадий происходит каждый из процессов, а потом расставить фазы деления по местам.

  • Гомологичные хромосомы располагаются парами по экватору в первую метафазу и образуют экваториальную пластинку.
  • Расхождение гомологичных, а значит двухроматидных хромосом, к полюсам происходит в анафазу первого деления.
  • Сестринские хроматиды, а значит однохроматидные, расходятся к полюсам в анафазу второго деления.
  • Гаплоидные ядра с однохроматидными хромосомами имеют набор nc, перед нами телофаза 2.
  • Последний вариант «конъюгация» — это сближение гомологичных хромосом с образованием бивалента и происходит этот процесс в профазе первого деления.

Дальше вспоминаем последовательность фаз, для этого можно использовать слово «ПРИМАТ». Буквы в нем расположены в том же порядке, как и названия фаз во время деления.

Ответ: 51234.

Пример 3

Соматические клетки козы содержат 60 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом деления и в конце телофазы мейоза I? Объясните результаты в каждом случае.

Решение. 

  1. В соматических клетках набор 2n2c- 60 хромосом и 60 молекул ДНК.
  2. В интерфазе, перед началом деления проходит репликация ДНК, набор 2n4с- 60 хромосом и 120 молекул ДНК
  3. В конце телофазы мейоза I набор 1n2c- 30 хромосом и 60 молекул ДНК, так как в анафазе I к полюсам расходятся двухроматидные хромосомы, а в телофазе I клетка делится на две клетки с гаплоидным набором двухроматидных хромосом.

Как видите, задания на мейоз в ЕГЭ по биологии вполне реально решить! Немного практики — и заветные баллы у вас в кармане

Если хотите разобраться в остальных темах, обязательно обратите внимание на курсы MAXIMUM. Приходите к нам на бесплатную консультацию по подготовке к ЕГЭ — чем раньше приступите к подготовке, тем больше будет времени, чтобы найти все слабые места и проработать их

Записывайтесь и начните путь к высоким баллам ЕГЭ уже сейчас!

Мейоз II

Мейоз II похож на митоз. Хроматиды на каждой хромосоме больше не идентичны из-за рекомбинации. Мейоз II разделяет хроматиды, производящие две дочерние клетки, каждая с n хромосомами (гаплоидными), и каждая хромосома имеет только одну хроматиду.

Profase II

Хромосомы продолжают укорачиваться и утолщаться. Веретено образуется между центриолями, которые переместились к полюсам клетки, в то время как кровеносные линии иммунной системы перерезаются.

Метафаза II

Волокна веретена прикреплены к центромерам хромосом. Последние выровнены по экваториальной плоскости ячейки. Первую и вторую метафазы можно легко различить, в метафазе I хроматиды расположены в пучки по четыре (тетрады), а в метафазе II они расположены группами по два (как в митотической метафазе).

Анафаза II

Хроматиды отделяются от центромер, и группа хромосом движется к каждому полюсу. Во время анафазы II хроматиды, прикрепленные к волокнам веретена в своих кинетохорах, разделяются и перемещаются к противоположным полюсам, как это происходит в митотической анафазе. Как и в митозе, каждая хроматида теперь называется хромосомой.

Файл: Oocyte Meiosis II Spindle Asymmetry.png
Ооцит во время мейоза II. Асимметрия митотического веретена.

Мейотические подразделения ооцитов млекопитающих сильно асимметричны и производят большую гаплоидную гамету и 2 маленьких полярных тельца . Это основано на способности ооцита нарушать симметрию и размещать свое веретено близко к коре клетки до того, как наступит анафаза II.

Телофаза II

Второе полярное тельце с желтыми хромосомами (вверху справа). Микрофотография с конфокального микроскопа. Схема показана наложенной в правом нижнем углу.

В телофазе II есть по одному члену каждой гомологичной пары на каждом полюсе. Каждая из них является недублированной хромосомой. Ядерные оболочки собираются заново, ахроматическое веретено исчезает, хромосомы постепенно удлиняются, образуя нити хроматина, и происходит цитокинез.

Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий