Мейоз Мейоз Способ деления эукариот,

Мейоз

Мейоз • Способ деления эукариот, при котором образуются клетки с гаплоидным набором хромосом, называется редукционным делением, или мейозом. • В отличие от митоза, в мейозе два деления – первое (редукционное) и второе (обычный митоз без репликации). Первому делению мейоза предшествует интерфаза, перед вторым делением интерфаза не выражена. Оба деления мейоза состоят из тех же стадий, что и митоз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Первое деление мейоза

Мейоз — первое деление • Интерфаза 1. • Происходят процессы, аналогичные процессам в интерфазе митоза: активный синтез и накопление белков, РНК и других, необходимых для деления, компонентов. В конце интерфазы происходит удвоение хромосом и начинается их спирализация. • Удвоенные хромосомы при мейозе принято обозначать как 2 n 4 с , где 2 n показывает степень плоидности клетки, а 4 с указывает на количество хромосомного материала (нитей ДНК).

Мейоз — первое деление • Профаза 1. • Занимает 90% всего времени мейоза. • Гомологичные хромосомы подходят друг к другу и «слипаются» по всей длине пары. • Процесс соединения гомологичных хромосом называется конъюгация. • Этот комплекс, состоящий из 4 -х хроматид, называется бивалентом или тетрадой. Бивалент

Профаза I • Несестринские хроматиды гомологичных хромосом бивалента тесно соединяются между собой и обмениваются генами или более длинными участками. Этот процесс называется кроссинговер. • Благодаря кроссинговеру происходит перекомбинация генов, и образовавшиеся в результате этого процесса хромосомы отличаются от исходных родительских.

Мейоз • Не для каждой хромосомы можно обнаружить пару. Например, в кариотипе мужских особей человека парами можно расположить только 44 хромосомы, после чего останутся две хромосомы, непохожие друг на друга: одна короткая, с плечами, сильно различающимися по длине, другая равноплечая, средних размеров. У женских особей такой гетероморфной пары нет. • Эту пару назвали парой половых хромосом (короткую — Y-хромосомой, а среднюю — Х-хромосомой) в противоположность 22 парам аутосом. Аутосомы одинаковы у представителей обоих полов, половые хромосомы у одного пола — одинаковые, у другого — разные. • Тем не менее половые хромосомы также образуют бивалент и в первом делении мейоза расходятся в разные клетки.

Профаза I • В первой профазе мейоза принято выделять отдельные стадии: • В лептотене (стадия тонких нитей) происходит конденсация хромосом, и они становятся видны в световой микроскоп; • В зиготене (стадия сливающихся нитей) гомологичные хромосомы соединяются в биваленты; • В пахитене (стадия толстых нитей) происходит кроссинговер. • Диплотена (стадия двойных нитей) начинается взаимным отталкиванием гомологов и образованием хиазм (точка, в которой две гомологичные несестринские хроматиды обмениваются генетическим материалом). Целостность бивалента в это время сохраняется, в частности благодаря связи между сестринскими хроматидами в районе хиазм. У подавляющего большинства организмов в диплотене происходит дальнейшая конденсация хромосом. Лишь в ооцитах животных, накапливающих много желтка (некоторые рыбы, земноводные, птицы, млекопитающие), хромосомы, наоборот, деконденсируются и приобретают вид «ламповых щёток» . Это наиболее длительный период профазы I, у человека может длиться 12 -50 лет. • Для диакинеза (стадия обособленных двойных нитей) характерно уменьшение числа хиазм и значительная компактность бивалентов, конденсация хромосом завершается.

Мейоз — первое деление • Характерной особенностью профазы 1 мейоза, в отличие от митоза, является то, что несмотря на частичную конденсацию, хромосомы не перестают синтезировать и-РНК, особенно интенсивно процесс транскрипции идет при овогенезе. • В ядрах созревающих женских половых клеток можно отчетливо видеть хромосомы с отходящими от них деконденсированными петлями хроматина, на которых идет транскрипция. Это хромосомы типа « ламповых щеток » .

Мейоз — первое деление • Метафаза 1. Биваленты располагаются в экваториальной части клетки (2 n 4 с). Центромерные районы каждой удвоенной хромосомы в биваленте способны взаимодействовать с нитями веретена деления, отходящими только от одного полюса клетки. Гомологи оказываются соединенными с разными полюсами. • Анафаза 1. Гомологичные хромосомы (а не хроматиды, как при митозе!), каждая из которых все еще состоит из 2 -х хроматид, разъединяются и расходятся к полюсам клетки (2 n 4 с). • Телофаза 1. Происходит образование 2 -х дочерних клеток с гаплоидным набором хромосом , хотя каждая хромосома остается удвоенной, т. е. состоящей из 2 -х хроматид. Такую клетку можно обозначить как 1 n 2 с.

Второе деление мейоза

Мейоз — второе деление • Интерфаза 2. • Эта стадия обычно непродолжительна по времени и не всегда выражена. Ядро приобретает вид интерфазного, образуются ядрышки и ядерная оболочка, но удвоения хромосом не происходит. У некоторых видов интерфаза 2 вообще отсутствует. В таком случае клетки сразу после телофазы 1 вступают в профазу 2.

Мейоз — второе деление • Профаза 2. • Ядрышки и ядерные мембраны вновь разрушаются, появляются нити веретена деления, удвоенные хромосомы своей центромерой прикрепляются к нитям веретена. Хромосомы начинают движение к экватору клетки (1 n 2 с). • Метафаза 2. • Удвоенные хромосомы выстраиваются на экваторе (1 n 2 с). • Анафаза 2. • Хроматиды разъединяются и движутся к полюсам клетки (2 n 2 с). • Телофаза 2. • Вокруг хромосом на полюсах клетки образуется ядерная оболочка, и начинается цитокинез. • В результате 2 -х делений мейоза образуются 4 дочерних клетки-гаметы с гаплоидным набором хромосом ( 1 n 1 с ).

Мейоз • В зависимости от места в жизненном цикле организма различают три типа мейоза : • — зиготный (у многих грибов и водорослей) – происходит в зиготе сразу после оплодотворения и приводит к образованию гаплоидного мицелия или таллома, а затем спор и гамет; • — гаметный (у всех многоклеточных животных и ряда низших растений) – происходит в половых органах и приводит к образованию гамет; • — споровый (у высших растений) – происходит при образовании спор, из которых прорастает гаплоидный гаметофит, в котором позднее образуются гаметы.

Механизм определение пола

Варианты определения пола • Еще Мендель обратил внимание на то, что соотношение 1: 1 по половой принадлежности напоминает расщепление, которое получается при анализирующем скрещивании, если исследуемая особь имела гетерозиготный генотип ( Аа × аа ). Логично было предположить, что один пол гетерозиготен, а второй гомозиготен по гену, который определяет пол организма. Но все оказалось гораздо сложнее. • Однако, существуют некоторые виды покрытосеменных растений , у которых пол действительно определяется одним геном, который наследуется по законам Менделя. • У растения, известного, как «бешеный огурец» , серия множественных аллелей определяет пол цветков: а м – мужской пол, а ж – женский пол, а г — обоеполые цветки, способные к самоопылению (а м > а г > а ж ). • Таким образом, пол растения зависит от одного гена.

Варианты определения пола • 1. При помощи одного гена (бешеный огурец). • 2. До оплодотворения в зависимости от величины яиц (коловратки, тли). • 3. После оплодотворения (у морского кольчатого червя Bonellia viridis, крокодила, мидии) в зависимости от условий среды. • 4. В зависимости от факта оплодотворения (пчелы, муравьи — особи женского пола развиваются из диплоидных оплодотворенных яйцеклеток, а мужские особи из неоплодотворенных (партеногенез). • 5. У большинства живых организмов пол формируется в момент оплодотворения и зависит от баланса хромосом. Это хромосомное определение пола.

Хромосомное определение пола • 1. ХY — тип. У мухи-дрозофилы и некоторых других насекомых, ракообразных, земноводных, рыб, млекопитающих и растений гетерогаметный пол – мужской, а гомогаметный – женский. • 2. ZW – тип. У птиц, пресмыкающихся и некоторых насекомых (чешуекрылые) женский пол – гетерогаметен (ZW), а мужской – гомогаметен (ZZ). • 3. ХО – тип. У некоторых мух, клопов, жуков, пауков и кузнечиков у самцов только одна половая хромосома (ХО), самки гомогаметны (ХХ). • 4. ZО – тип. У моли, наоборот, самцы гомогаметны (ZZ), а самки имеют только одну половую хромосому (ZО). • 5. 2 n — 1 n – тип. У пчел и муравьев самки диплоидны, самцы гаплоидны.

• Домашнее задание: §