9. Типы мейоза и их особенности (гаметный, споровый, зиготный)

Мейоз (от греч. méiosis — уменьшение), редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения. Мейоз — обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток (гамет).

Биологическое значение Мейоз заключается в поддержании постоянства кариотипа в ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе. Мейоз — один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости. Поведение хромосом при Мейоз обеспечивает выполнение основных законов наследственности (см. Менделя законы).

В зависимости от места Мейоз в жизненном цикле организмов различают 3 типа Мейозф:

1. Гаметный, или терминальный, Мейоз (у всех многоклеточных животных и ряда низших растений), происходит в половых органах и приводит к образованию гамет.

2. Зиготный, или начальный, Мейоз (у многих грибов и водорослей), происходит в зиготе сразу после оплодотворения и приводит к образованию гаплоидного мицелия или таллома, а затем спор и гамет.

3. Споровый, или промежуточный, Мейоз (у высших растений), имеет место накануне цветения и приводит к образованию гаплоидного гаметофита, в котором позднее образуются гаметы.

15. Мейоз как цитологическая основа образования гамет. Стадии мейоза. Значение мейоза.

Мейоз лежит в основе комбинированной изменчивости организма. В результате мейоза из 1 исходной диплоидной (2п) клетки возникает 4 гаплоидных неидентичных материнской клетки.

ЗНАЧЕНИЕ МЕЙОЗА.

1. Происходит редукция числа хромосом до гаплоидного.

2. Происходит кроссинговер (обмен идентичными участками гомологичных хромосом).

3. Происходит перекомбинация негомологичных хромосом при расхождении их в гаметы (число вариантов 2^п- п-гаплоидный набор хромосом)

Т.е. мейоз – одна из главных причин комбинативной изменчивости организма.

Мейоз включает 2 последовательных деления:

• Первое деление (редукционное или уменьшительное);

• Второе (эквационное или уравнительное)

Период между этими делениями называется ИНТЕРКИНЕЗ

От интерфазы он отличается кратковременностью и тем, что не происходит удвоения ДНК.

ПРОФАЗА I

Хроматин спирализуется – возникают хромосомы, которые коньюгируют (биваленты) и происходит КРОССИНГОВЕР. Затем хромосома далее спирализуется, разрушается ядерная мембрана ядрышка и образуются нити веретена деления.

МЕТАФАЗА I

Биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластину. Их центромеры ведут себя как единые структуры (хотя часто выглядят двойными) и организуют прикрепленные к ним нити веретена, каждая из которых направлена только к одному из полюсов. В результате слабо тянущего усилия этих нитей каждый бивалент располагается в области экватора, причем обе его центромеры оказываются на одинаковом расстоянии от него - одна снизу, а другая сверху.

АНАФАЗА I

Имеющиеся у каждого бивалента две центромеры еще не делятся, но сестринские хроматиды уже не примыкают одна к другой. Нити веретена тянут центромеры, каждая из которых связана с двумя хроматидами, к противоположным полюсам веретена. В результате хромосомы разделяются на два гаплоидных набора, попадающих в дочерние клетки.

ТЕЛОФАЗА I

Расхождение гомологичных центромер и связанных с ними хроматид к противоположным полюсам означает завершение первого деления мейоза. Число хромосом в одном наборе стало вдвое меньше, но находящиеся на каждом полюсе хромосомы состоят из двух хроматид. Вследствие кроссинговера при образовании хиазм эти хроматиды генетически неидентичны, и при втором делении мейоза им предстоит разойтись.

У животных и у некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них на каждом полюсе формируется ядерная мембрана и образовавшееся ядро вступает в интерфазу. Затем начинается деление цитоплазмы (у животных) или формирование разделяющей клеточной стенки (у растений), как при митозе. У многих растений не наблюдается ни телофазы, ни образования клеточной стенки, ни интерфаза, и клетка прямо переходит из анафазы 1 в профaзу 2.

ИНТЕРФАЗА II

Эта стадия обычно наблюдается только в животных клетках; продолжительность ее варьирует. Фаза S отсутствует, и дальнейшей репликации ДНК не происходит. Процессы, участвующие во втором делении мейоза, по своему механизму сходны с происходящими в митозе. Они включают разделение хроматид в обеих дочерних клетках, получившихся в результате первого деления мейоза.

Второе деление мейоза отличается от митоза главным образом двумя особенностями:

1) в метафазе 2 мейоза сестринские хроматиды часто сильно обособляются друг от друга;

2) число хромосом гаплоидно.

ПРОФАЗА II

В клетках, у которых выпадает интерфаза 2, это стадия тоже отсутствует. Продолжительность профазы 2 обратно пропорциональна продолжительности телофазы 1. Ядрышки и яд ерные мембраны разрушаются, а хроматиды укорачиваются и утолщаются. Центриоли, если они есть, перемещаются к противоположным полюсам клеток; появляются нити веретена. Хроматиды располагаются таким образом, что их длинные оси перпендикулярны оси веретена первого деления мейоза.

МЕТАФАЗА II

При втором делении центромеры ведут себя как двойные структуры. Они организуют нити веретена, направленные к обоим полюсам, и таким образом выстраиваются по экватору веретена.

АНАФАЗА II

Центромеры делятся, и нити веретена растаскивают их к противоположным полюсам. Центромеры тянут за собой отделившиеся друг от друга хроматиды, которые теперь называ ются хромосомами.

ТЕЛОФАЗА II

Эта стадия очень сходна с телофазой митоза. Хромосомы деспирализуются, растягиваются и после этого плохо различимы. Нити веретена исчезают, а центриоли реплицируются. Вокруг каждого ядра, которое содержит теперь половинное (гаплоидное) число хромосом исходной родительской клетки, вновь образуется ядерная мембрана. В результате последующего деления цитоплазмы (у животных) или образование клеточной стенки (у растений) из одной исходной родительской клетки получается четыре дочерних клетки.