Гаметогенез

Гаметогенез – процесс образования гамет. Существует два процесса: сперматогенез – образование сперматозоидов и овогенез/оогенез – образование яйцеклеток.

Сперматогенез и овогенез проходят ряд стадий:

1. Стадия размножения – клетка делится митозом.

2. Стадия роста – рост клеток особенно сильно выражен при овогенезе. На этой стадии происходит удвоение ДНК, и после этого каждая хромосома состоит из двух хроматид.

3. Стадия созревания – происходит мейоз, при этом из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных. При сперматогенезе все получившиеся клетки превращаются в сперматозоиды, а при овогенезе только одна из четырех клеток становится яйцеклеткой, а три другие клетки (направительные тельца) редуцируются.

4. Стадия формирования (есть только при сперматогенезе), при которой окончательно формируются сперматозоиды.

Сперматозоид состоит из головки, шейки и жгутика. В головке находится ядро и акросома – видоизмененный аппарат Гольджи, который содержит набор гидролитических ферментов для растворения оболочки яйцеклетки. В шейке находятся центриоли. Микротрубочки одной из них, вытягиваются, образуя жгутик. В шейке также находятся митохондрии, которые обеспечивают энергию для движения жгутика.

Яйцеклетка содержит ядро, основные органоиды и желток – совокупность запасных питательных веществ.

Мейоз

Мейозом у растений образуются споры, а у животных – гаметы.

Мейоз у животных состоит из двух делений. Первое деление – редукционное, в результате которого набор хромосом становится гаплоидным. Второе деление – уравнительное: оно сохраняет гаплоидный набор хромосом.

Первое деление мейоза: мейоз I.

1. Профаза I – снижается функциональная активность клетки, центриоли расходятся к полюсам, образуются нити веретена деления. Хромосомы спирализуются, исчезают ядрышки, распадается ядерная оболочка. Гомологичные хромосомы конъюгируют, т.е. сливаются, и в местах перекреста может происходить обмен гомологичными участками, который называется кроссинговер, который приводит к рекомбинации генов. Пары гомологичных хромосом называются биваленты. В конце профазы к центромерам бивалентов присоединяются нити веретена деления от обоих полюсов.

2. Метафаза I. Биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости клетки.

3. Анафаза I – гомологичные хромосомы расходятся к полюсам.

4. Телофаза I – исчезают нити веретена деления, вокруг групп хромосом у каждого полюса образуются ядерные оболочки, происходит цитокинез.

Интерфаза короткая, и в интерфазе удвоение ДНК не происходит. Иногда интерфазы не бывает.

Мейоз II – второе деление мейоза.

1. Профаза II – центриоли расходятся к полюсам, образуются нити веретена деления, разрушается ядерная оболочка, и в конце профазы нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом.

2. Метафаза II – хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки.

3. Анафаза II – центромеры развиваются, и сестринские хроматиды расходятся к полюсам.

4. Телофаза II – исчезают нити веретена деления, вокруг групп хромосом у каждого полюса образуется ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются, образуются ядрышки, и происходит цитокинез.

Различия митоза и мейоза:

• Митозом делятся соматические клетки (у животных), мейозом – половые.

• При митозе образуется 2 клетки, при мейозе – 4.

• При митозе образуются диплоидные клетки, при мейозе – гаплоидные.

• Мейоз состоит из двух делений, митоз – из одного.

• В профазе I мейоза происходит конъюгация и кроссинговер, а в митозе – нет.

• В метафазе I выстраиваются биваленты, а при митозе – хромосомы

• В анафазе I расходятся гомологичные хромосомы, а в анафазе митоза расходятся хроматиды.

• В телофазе I хромосомы не деспирализуются, а при митозе деспирализуются.

• В интерфазе мейоза не происходит удвоение ДНК.