Мейоз. его особенности и значение.

Мейоз - деление созревания половых клеток, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом, т.е. переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное.

Мейоз впервые был описан в конце XIX века Е. ван-Бенаденом, Е. Страсбургером, В. Флеммингом.

Мейоз состоит из двух последовательных делений клетки: I - редукционного, которое уменьшает число хромосом в два раза и II - эквационного (уравнительного) деления.

Первому делению мейоза предшествует точно такая же интерфаза, как и митозу, где происходит редупликация ДНК и удвоение хромосом (см. описание интерфазы в митотическом цикле).

Iделение мейоза.

В нем выделяют 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Профаза I - сложна и длительна по времени. В ней выделяют 5 стадий: лептотена, зиготена. пахитена, диплотена, диакинез.

Лептотена (стадия тонких нитей) - начало спирализации хромосом.

Зиготена (стадия сливающихся нитей) - сближение и коньюгация гомологичных хромосом. Две коньюгированные гомологичные хромосомы называются «бивалентом», число бивалентов – n.

Пахитена (стадия толстых нитей) - спирализация и конденсация хромосом продолжается, за счет чего они становятся короче и толще. В середине пахитены в каждой хромосоме обособляются две хроматиды, образуя тетрады, число которых - п. Происходит кроссинговер -перекрест хромосом и обмен аллельными генами между гомологичными хромосомами (на уровне хроматид).

Диплотена - начинается отталкивание гомологичных хромосом, особенно сильное в области центромер. Но есть места перекреста хромосом - хиазмы, которые напоминают греческую букву х. Хиазмы "сползают" к концам хромосом.

Диакинез - происходит уменьшение числа хиазм, кроссинговер заканчивается. Хромосомы максимально спирализованы. Растворяется ядерная оболочка, начинает формироваться веретено деления.

Метафаза I - биваленты (пары гомологичных хромосом) выстраиваются в экваториальной плоскости, число их" - n. Заканчивает формироваться веретено деления. Но центромеры хромосом не делятся!

Анафаза I - к разным полюсам клетки расходятся целые гомологичные хромосомы (!).

Телофаза I- происходит частичная деспирализация хромосом у полюсов, формирование ядра, деление цитоплазмы. В результате образуются две дочерние клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом, но ещё удвоенное количество ДНК (n, 2с).

После первого деления мейоза, перед вторым следует интерфаза II - она или короткая, или может отсутствовать. Удвоение ДНК в интерфазу II не происходит!

IIделение мейоза- по схеме напоминает митоз, но идет на гаплоидном урозне.

В нем также выделяют 4 фазы:

Профаза II- хромосомы спирализуются, образуется веретено деления; в конце исчезает ядерная оболочка.

Метафаза II- в экваториальной плоскости располагается гаплоидное число хромосом, каждая состоит из двух хроматид. В конце метафазы делится центромера, и каждая хроматида получает собственную центромеру.

Анафаза II - к противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды каждой хромосомы ! На каждом полюсе концентрируется гаплоидное число хроматид ( хромосом будущей клетки).

Телофаза II - в результате второго деления из каждой клетки образуется две, т.е. всего четыре клетки - nс (гаплоидные по числу хромосом и количеству ДНК).

Особенности мейоза:

1. Состоит из 2-х делений: первое - редукционное; второе - эквационное (уравнительное).

2. Удвоение ДНК происходит только в интерфазу I, интерфаза II - короткая, или отсутствует.

3. Профаза I - очень длительная (происходит коньюгация гомологичных хромосом, образуются биваленты, затем тетрады; идет кроссинговер - обмен аллельными генами между гомологичными хромосомами).

4. В анафазу I - к разным полюсам расходятся гомологичные хромосомы. В анафазу II -к разным полюсам клетки расходятся хроматиды.

5. В результате 2-х делений мейоза образуется 4 гаплоидные клетки (по хромосомам и по ДНК).

6. Мейоз имеет место во время гэметогенеза (в зоне созревания).

Биологическое значение мейоза

Благодаря мейозу поддерживается постоянство числа хромосом в ряду поколений за счет уменьшения диплоидного числа хромосом (46 у человека) наполовину до гаплоидного (23 у человека) в гаметах. (Восстановление диплоидного набора будет происходить при оплодотворении).

 Мейоз является источником комбинативной изменчивости и разнообразия особей внутри вида за счет кроссинговера, приводящего к рекомбинации генов и случайного расхождения гомологичных хромосом в половые клетки.