Мейоз редукционное деление клетки Организация хроматина Молекулы

Мейоз (редукционное деление клетки)

Организация хроматина Молекулы ДНК, соединяясь с гистонами, формируют структуры различной компактности. Чем компактнее хроматин, тем он менее активен. В процессе подготовки к делению компактность хроматина увеличивается, достигая максимума хромосомный уровень В молодых клетках происходит деконденсация хроматина до самого активного - нуклеосомного.

Совокупность хромосом (число, форма и размер) в соматической клетке называется кариотипом. Кариотип содержит двойной (диплоидный) набор хромосом (2 n), постоянный для каждого вида организмов. Диплоидный набор хромосом человека

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ n n Половое размножение имеет преимущество по сравнению с бесполым, так как принимают участие два родителя. ♂ спермий (n) + ♀ яйцеклетка (n) = зигота (2 n) Половое размножение дает основу для генетического разнообразия - в свою очередь, основы эволюции и выживания видов. Каждый организм получает половину генов от одного родителя и половину - от другого Половое размножение связано с образованием специализированных клеток – гамет, которые обычно образуются в результате особого типа деления клеток – мейоза.

Мейозом называется особый способ деления эукариотических клеток, при котором исходное число хромосом уменьшается в 2 раза (от древнегреч. «мейон» – меньше – и от «мейозис» – уменьшение). В результате такого деления образуются гаплоидные (n) половые клетки (гаметы) и споры. Часто уменьшение числа хромосом называется редукцией.

Мейоз делает две важные вещи - 1) Из клетки с двумя копиями каждой хромосомы (диплоидным набором) делает клетки с одной копией каждой хромосомы (гаплоидным набором). Одна диплоидная клетка дает четыре гаплоидные 2) Позволяет «перемешать» специфические формы каждого гена. Это достигается за счет независимого распределения и кроссинговера.

Мейоз в клетках семенников мыши Родительск ая клетка 1 деление 2 деление 4 гаметы

МЕЙОЗ Мейоз состоит из двух последовательных делений – мейоза 1 и мейоза 2. Удвоение ДНК происходит только перед мейозом 1. При первом делении расходятся гомологичные хромосомы и их число уменьшается вдвое, а во втором – хроматиды и образуются зрелые гаметы.

Первое деление мейоза (редукционное деление, или мейоз I)

ПРОФАЗА 1 Профаза 1 самая продолжительная Спирализация хроматина в двухроматидные хромосомы; центриоли расходятся к полюсам; сближение (конъюгация) и укорочение гомологичных хромосом с последующим перекрестом и обменом (кроссинговер); растворение ядерной оболочки.

Конъюгация и кроссинговер Кроссинговер - Crossing-over – обмен гомологичными участками хромосом. Результат - рекомбинация – появление новых сочетаний наследственных задатков в хромосомах

МЕТАФАЗА 1 Гомологичные удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору парами (бивалентами). Образуется веретено деления. Нити веретена прикрепляются к бивалентам.

АНАФАЗА 1 К полюсам расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид. Таким образом происходит уменьшение (редукция) хромосом у полюсов клетки. .

ТЕЛОФАЗА 1 В телофазе из каждой пары гомологичных хромосом в дочерних клетках оказывается по одной, а хромосомный набор становится гаплоидным. Однако каждая хромосома состоит из двух хроматид, клетка сразу же приступает ко второму делению.

Figure 13. 7 The stages of meiotic cell division: Meiosis I

Второе деление мейоза, или мейоз II

Профаза II ► Центриоли расходятся к разным полюсам клетки, формируются нити веретена деления, растворение ядерной оболочки

Метафаза II ► Хромосомы располагаются по экватору как в митозе

Анафаза II ► Центромеры сестринских хроматид наконец разделяются ► Сестринские хроматиды расходятся к разным полюсам § Теперь это нормальные отдельные хромосомы

Телофаза II и Цитокинез ► После завершения деления получается 4 дочерние клетки § Все гаплоидны (n)

МЕЙОЗ 2 Второе мейотическое деление идет по типу митоза.

Figure 13. 7 The stages of meiotic cell division: Meiosis II

Мейоз в клетках семенников мыши Родительск ая клетка 1 деление 2 деление 4 гаметы

Первый способ получения разнообразных гамет– независимое расхождение разных хромосом Механизм дает 2 n разных гамет, где n = число хромосом. Для человека, n = 23 и 223 = 6, 0000.

Второй способ получения разнообразных гамет – создание новых сочетаний генов в хромосоме - обеспечивают конъюгация и кроссинговер

Значение мейоза o Происходит поддержание числа хромосом из поколения в поколение. Зрелые гаметы получают гаплоидное число (n) хромосом, а при оплодотворении восстанавливается характерное для данного вида диплоидное число хромосом. o Образуется большое количество новых комбинаций генов при кроссинговере и слиянии гамет (комбинативная изменчивость), что дает новый материал для эволюции (потомки отличаются от родителей). o ♂ (n) + ♀ (n) = зигота (2 n) → новый организм (2 n)

Ключевое различие митоза и мейоза - то, как выстраиваются и расходятся хромосомы Митоз Первое деление мейоза

Фаза митоза, набор хромосом (n-хромосомы, с - ДНК) Фаза мейоза II, набор Фаза мейоза I, набор хромосом (n - хромосомы, с - ДНК) Профаза 2 n 4 c Профаза 1 2 n 4 c Профаза 2 1 n 2 c Метафаза 2 n 4 c Метафаза 1 2 n 4 c Метафаза 2 1 n 2 c Анафаза 4 n 4 c Анафаза 1 2 n 4 c Анафаза 2 2 n 2 c Телофаза 1 в обеих клетках по 1 n 2 c Телофаза 2 в обеих клетках по 1 n 1 c Всего 4 по 1 n 1 c Телофаза 2 n 2 c