Мейоз Подготовила студентка 1 курса 2 гр 5

Мейоз Подготовила студентка 1 курса 2 гр, 5 пгр. Патенко Дарья

Что такое мейоз? Мейоз – это особый тип клеточного деления, в результате которого из одной материнской клетки образуется 4 дочерних, а хромосомный набор уменьшается с диплоидного (2 n) до гаплоидного (n).

С чем связано возникновение мейоза? При половом размножении 2 родителя – отец и мать дают начало новому организму. При оплодотворении сливаются ядра половых клеток родителей, что увеличивает вдвое количество хромосом в зиготе. Следовательно, образование половых клеток должно быть связано с уменьшением кол-ва хромосом в 2 раза, но таким образом, чтобы совокупность генетического материала обеспечивала преемственность поколений.

Строение хромосомы Гомологичные хромосомы – парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и характеру наследованной информации.

Основная функция хромосом: перенос генетической информации из материнской клетки в 2 дочерние таким образом, чтобы те получили идентичную, одинаковую наследственную информацию.

ИНТЕРФАЗА Пресинтетический (G 1) период Синтетический (S) период. Постсинтетический (G 2) период

Таким образом, в клетках, вступивших в мейоз, хромосомы состоят из 2 -х сестринских хроматид и имеется набор 2 n 4 c.

Отличительные особенности мейоза - Рекомбинация генетического материала и обмен участками между гомологичными хромосомами (кроссинговер); - активация транскрипции в профазе первого деления; - отсутствие S – периода между первым и вторым делениями.

МЕЙОЗ Мейоз 1 Мейоз 2 Профаза II Метафаза II Анафаза II Телофаза II

Профаза I Лептолена Зиготена Пахитена Диплотена Диакинез

Лептолена - Вместо хроматина здесь выявляются очень тонкие и длинные нитевидные хромосомы - На тонких хромосомах появляются особые структуры – хромомеры, напоминающие бусины. Это участки более конденсированного хроматина. Число, размер и расположение хромомерных участков специфичны для каждой хромосомы. У тритона – на 12 хромосомах их 2, 5 тыс. У сверчка – около 200 У риса – на 24 хромосомы - 645 - каждая хромосома состоит из 2 -х сестринских хроматид - хромосомы сохраняют связь с ядерной оболочкой; - каждая двойная хромосома вдоль своей поверхности связана со специальной структурой – тяжем белковой природы, который позднее примет участие в образовании синаптонемального комплекса (СК).

Зиготена - происходит синапсис – конъюгация гомологичных хромосом, т. е. временное их сближение; - образуются биваленты - - хромосомы остаются достаточно тонкими и сохраняют связь с ядерной оболочкой

Биваленты Это стабильная структура из 2 -х гомологичных хромосом. Стабильность этой структуры поддерживается с помощью специфических белков синаптонемального комплекса. Эти белки как бы «сшивают» хроматиды гомологичных хромосом между собой, и объединение гомологов чаще всего начинается на концах хромосом. Позднее, по длине соединяющихся хромосом внутри бивалента между хромосомами формируются белковые тяжи СК, которые сближают хромосомы.

Биваленты A. Хроматиды гомологичных хромосом (голубой цвет) в фазе синапсиса. В этом задействованы поперечные филаменты (чёрные линии) и продольные филаменты (тёмно-синий). Хроматин (красные петли) прикреплён к соответствующей хромосоме и выступает у двух сестринских хроматид. B. СК в клетке помидора. Возле каждого СК виден окружающий хроматин.

Пахитена - хромосомы утрачивают связь с ядерной оболочкой - выявляются в виде толстых нитей, т. к. они сильно спирализованы и представлены бивалентами - в бивалентах происходит кроссинговер – взаимный обмен идентичными участками по длине гомологичных хромосом. - было обнаружено что в пахитене происходит синтез небольшого кол-ва ДНК (0, 1% от генома), содержащий повторяющиеся последовательности нуклеотида и служащие для восполнения утраченных ДНК по той или иной причине

ЭТАПЫ КРОССИНГОВЕРА: - По длине хромосомы разбросаны участки повторяющихся последовательностей ДНК - С помощью специальных ферментов целостность их может легко нарушаться - Однонитевые участки молекул ДНК соседних несестринских хроматид могут образовывать короткие двунитевые гибриды - Другие специальные ферменты (репарирующие) могут восстанавливать целостность поврежденных участков

Диплотена - расхождение гомологичных хромосом в бивалентах - Хиазмы - это места длительного соединения гомологичных хромосом во время разрушения бивалентов. В зоне хиазм в перекрест вовлекаются только 2 хроматиды из 4 -х, по одной от каждого гомолога). -хромосомы могут приобретать вид «ламповых щеток» .

Диакинез - число хиазм уменьшается - биваленты укорачиваются - разрушается ядро - начинает формироваться веретено деления - в конце все синтетические процессы затухают - хромосомы опять спирализуются по всей длине, они остаются в бивалентах, но связаны между собой только в концевых участках, напоминая по форме букву «О» 2 n, 4 c

Мейоз I Профаза I Метафаза I 1. Биваленты выстраиваются по экватору в цитоплазме клетки; 2. К каждой хромосоме присоединяется по одной нити веретена деления (2 n, 4 c) Анафаза I Расхождение гомологичных хромосом к противоположным полюсам клетки ( каждая хромосома состоит из 2 -х хроматид) (n, 2 c) Телофаза I Образование 2 -х дочерних ядер с гаплоидным числом хромосом (каждая хромосома состоит из 2 -х сестринских хроматид) (n, 2 c)

Мейоз II Профаза II В каждом из 2 -х образовавшихся ядер хромосомный набор гаплоидный, хромосомы состоят из 2 -х сестринских хроматид (n, 2 c) Метафаза II 1. По экватору выстраиваются двухроматидные хромосомы 2. Нити веретена деления прикрепляются к центромере каждой хроматиды, т. е. к каждой хромосоме присоединяется по 2 нити (n, 2 c) Анафаза II 1. Хромосомы разъединяются на хроматиды 2. Сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к полюсам, после чего становятся самостоятельными хромосомами (n, c) Телофаза II 1. образуются 4 гаплоидные клетки 2. Хромосомы однохроматидные 3. Половина образовавшихся клеток является некроссоверами (т. е. содержит хромосомы, сходные с родительскими) а половина – кроссоверами (по каждой конкретной хромосоме) (n, c)

Значение мейоза Поддержание постоянного числа хромосом вида из поколения в поколение (диплоидный набор восстанавливается в ходе оплодотворения в результате слияния двух гаплоидных гамет). Один из механизмов возникновения изменчивости в результате: перекомбинации генов в профазе 1 в ходе конъюгации и кроссинговера (рекомбинации); независимого расхождения хромосом в анафазе ; возникновение различных комбинаций генов в зиготах в результате оплодотворения (комбинативная изменчивость)

Фазы мейоза: Хромосомы ДНК Профаза I 2 n 4 c Метафаза I 2 n 4 c Анафаза I n 2 c Телофаза I n 2 c Профаза II n 2 c Метафаза II n 2 c Анафаза II n с Телофаза II n c

1. Какие генетические рекомбинации происходят в мейозе? (кроссинговер, случайное распределение хромосом каждого бивалента по отношению к полюсам в анафазе I) 2. Назовите отличия интерфазного периода между 1 -м и 2 -м мейотическими делениями. (в интерфазе перед 2 -м делением отсутствует синтетический период, она короткая или вообще не происходит) 3. Объясните различия анафаз 1 -го и 2 -го мейотического деления. (анафаза I: расходятся к полюсам двухроматидные хромосомы анафаза II: расходятся к полюсам хроматиды, которые становятся самостоятельными хромосомами)

Проверка на внимательность В какой фазе мейоза происходит расхождение сестринских хроматид? a) Профаза I b) Анафаза I c) Метафаза II d) Анафаза II Как называется стабильная структура из 2 гомологичных хромосом? a) Дивергенты b) Конвергенты c) Биваленты d) Консументы a) b) c) d) В какой подфазе профазы I происходит кроссинговер? Диакинез Зиготена Пахитена Диплотена Как называются участки более конденсированного хроматина на хромосомах, напоминающие бусины? a) Хиазмы b) Хромомеры c) Гистоны