Мейоз PDF Печать E-mail

Генетическая информация о каждом признаке может быть представлена в клетке в виде одной последовательности нуклеотидов, в этом случае клетка называется гаплоидной (греч. haploos — одиночный и eidos — вид).
Клетки прокариот гаплоидны. У эукариот две гаплоидные клетки могут сливаться с образованием диплоидной клетки.

Так возникает зигота при слиянии мужской и женской гамет (греч. gamete — жена, gametes — муж).
В диплоидных клетках каждая хромосома имеет парную себе, или гомологичную хромосому. Гомологичные хромосомы содержат информацию об одних и тех же признаках, но аллели могут различаться. Число хромосом в гаплоидном наборе принято обозначать буквой n. У человека n=23, у плодовой мушки — n=4 и т.д.

Гаплоидные клетки образуются из диплоидных в ходе специального клеточного    деления — мейоза (греч. meiosis уменьшение).
В мейоз вступают клетки после репликации ДНК. Главным событием мейоза является объединение, или синапсис (греч. synapsis соединение) гомологичных хромосом. Они образуют бивалент (лат. bi -двойной и valens — сильный). Затем следует два деления: в первом — делятся биваленты и к полюсам отходят гомологичные хромосомы, во втором — происходит разделение удвоенных хромосом. Таким образом образуются четыре гаплоидных клетки — происходит редукция числа хромосом (лат. reductio — возвращение). Редукция хромосом сопровождается их перекомбинированием, или рекомбинацией (лат. приставка re — повторение), так как во время деления каждый бивалент ориентируется по отношению к полюсам случайным образом. Количество возможных вариантов ориентации зависит от количества хромосом в гаплоидном наборе. При слиянии различных гаплоидных клеток число комбинаций возрастает.

Обмен генетической информацией может происходить и у прокариот. Он не связан с делением и называется половым процессом: две бактерии сближаются, и из одной в другую перемещается часть молекулы ДНК. Затем эта ДНК встраивается в ДНК клетки-реципиента, замещая собой гомологичный участок ДНК. Замещенная ДНК сразу же разрушается внутриклеточными нуклеазами.

У эукариот во время мейоза происходит конденсация хромосом, образуется веретено деления, и поэтому по аналогии с митозом в мейозе выделяют профазу, метафазу, анафазу и телофазу первого деления (или профазу I, метафазу I, анафазу I и телофазу I) и профазу, метафазу, анафазу и телофазу второго деления (или профазу II, метафазу II, анафазу II и телофазу II). Профаза первого деления мейоза — очень длительный процесс: у млекопитающих она продолжается больше двух недель. В ней происходят события, которых нет при митотическом делении, прежде всего — это синапсис гомологичных хромосом.

Если второе деление мейоза можно отличить от митоза у данного организма только по количеству хромосом (во втором мейотическом делении хромосомы присутствуют в гаплоидном числе), то в первом делении мейоза хромосомы ведут себя совершенно особым образом. Кроме того, что гомологичные хромосомы объединяются, они могут обменяться отдельными участками. Это происходит в результате разрыва цепочек ДНК и их репарации. Если разорвутся две цепочки ДНК, принадлежащие разным гомологам, то при репарации иногда может получиться так, что ДНК одного гомолога окажется соединенной с ДНК гомологичной хромосомы. Этот процесс носит название кроссинговера (англ. crossing-over — перекрест). Он приводит к тому, что участки хромосом обмениваются и благодаря этому разнообразие гамет, образующихся у данного организма, увеличивается в огромное число раз.

Характерной особенностью профазы I мейоза в отличие от митоза является то, что. несмотря на конденсацию хромосомы многие петли остаются неконденсированными и на них происходит транскрипция. Особенно интенсивно синтез РНК идет при формировании женских половых клеток. У некоторых видов в ядрах созревающих женских половых клеток можно видеть хромосомы с отходящими от них деконденсированными петлями хроматина, на которых идет транскрипция РНК. Их называют “хромосомами типа ламповых щеток".

Первая метафаза мейоза также отличается от метафазы митоза, во-первых, тем, что в неё вступают не одиночные, а объединённые попарно хромосомы, т.е. биваленты. Количество бивалентов соответствует гаплоидному числу хромосом. Во-вторых, центромерные районы каждой хромосомы в отличие от метафазы митоза способны взаимодействовать с нитями веретена только от одного полюса. Таким образом, центромерные районы составляющих бивалент хромосом оказываются соединенными с разными полюсами.

Для того чтобы произошло правильное разъединение двух гаплоидных наборов, вначале хромосомы попарно соединяются. В основе объединения лежит комплементарное взаимодействие отдельных участков цепей ДНК. Гомологичные хромосомы одинаковы по размерам, расположению центромерных районов и последовательности чередования генов, хотя аллели могут различаться.

Интересные статьи по биологии:

1) Транспортная РНК

2) Дочерние клетки