4. Мейоз и гаметогенез.

Организмы, которые размножаются половым путем, образуют гаметы (половые клетки). Для их образования существует особый способ деления клеток – мейоз.

Такой тип деления впервые был описан в 1888г. Основная задача мейоза – из диплоидных клеток получить гаплоидные.

В процесс мейоза вступают незрелые половые клетки, достигшие определенного уровня дифференцировки. Мейоз включает два последовательных деления, которые обычно быстро следуют одно за другим. Особенность состоит в том, что удвоение ДНК происходит только перед первым делением. На начало мейоза каждая хромосома состоит из двух хроматид.

Первое деление мейоза – редукционное.

Профаза 1.

Гомологичные хромосомы объединяются, появляются парные образования. Это длительная и сложная фаза и делится на ряд стадий в зависимости от состояния хромосом.

Лептонема – хромосомы становятся заметны в виде тонких ниток; 2п.

Зигонема – гомологичные хромосомы образуют биваленты, идет коньюгация хромосом (очень точное кольцами или по всей длине).

Пахинема – коньюгация полностью завершена, нитки настолько сближены, что их можно принять за одну хромосому. Биваленты, или тетрады. Идет кроссинговер – обмен идентичными участками хромосом.

Диплонема – хромосомы в бивалентах постепенно отталкиваются друг от друга.

Диакинез – биваленты укорочены, утолщены дочерние хроматиды, разрушается ядерная оболочка, формируется ахроматиновое веретено.

Метафаза 1. Число бивалентов вдвое меньше диплоидного набора хромосом при митозе. Расположены в экваториальной плоскости. Можно подсчитать число хромосом.

Анафаза 1. К противоположным полюсам расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух дочерних хроматид, соединенных своими центромерами.

Телофаза 1 – образование двух дочерних клеток аналогично митозу; п2с.

Интерфаза – обычно очень короткая, отсутствует репликация хромосом.

Профаза 2 – короткая, хромосомы хорошо видны.

Метафаза 2 – хорошо видна двойная структура хромосом и их значительная спирализация. Образование метафазной пластинки.

Анафаза 2 – дочерние хроматиды расходятся к разным полюсам.

Телофаза 2 – завершается образование четырех клеток. 1п1с.

Биологическое значение мейоза:

- одна материнская клетка дает начало четырем гаплоидным (редукционным) клеткам.

- поддерживает видовое постоянство хромосом;

- обеспечивает комбинаторную из0менчивость;

- обеспечивает разнообразие гамет по генетическому составу.

Гаметогенез

Различают сперматогенез и овогенез.

Сперматогенез

Сперматогонии – округлые клетки с относительно крупным ядром и большим количеством цитоплазмы. До полового созревания сперматогонии делятся митотически. После достижения половой зрелости часть сперматогониев продолжает митотическое деление, а часть переходит из зоны размножения в зону роста. Здесь клетки увеличиваются за счет увеличения количества цитоплазмы. Образуются первичные сперматоциты. Они перемещаются в зону дозревания. Происходит первое деление мейоза и образуются два вторичных сперматоцита. Второе деление мейоза – четыре сперматиды (овальные, маленькие клетки). Сперматиды перемещаются ближе к просвету семенных канальцев и превращаются в сперматозооны (сперматозоиды).

Овогенез.

В целом подобен сперматогенезу. Но овогонии делятся, образуя первичные овоциты. И эта стадия заканчивается еще до рождения девочки. Первичные овоциты хранятся в течение многих месяцев и лет. При наступлении половой зрелости начинается период роста. Клетки увеличиваются и накапливают жир и пигменты. Ооцит окружен мелкими фолликулярными клетками, которые его кормят. Попадая в зону дозревания ооцит проходит первое деление мейоза и образуется вторичный овоцит (забирает почти всю цитоплазму) и первичный полоцит (мелкая клетка) – второе деление мейоза. В итоге образуется 1 вторичный овоцит и три вторичных полоцита (редукционных тельца). Из вторичного овоцита формируется яйцеклетка, а полоциты рассасываются.