Мейоз и его значение.
Мейоз (греч. мейозис – уменьшение) – способ деления диплоидных клеток с образованием из одной материнской диплоидной клетки четырех дочерних гаплоидных клеток. Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра и короткой интерфазы между ними (рис. 17).
Рис.17. Схема основных этапов мейоза
Рис.18. Схематическое изображение последовательных стадий мейоза. А. Лептонема, предшествующая коньюгации хромосом. Б. Начало коньюгации на стадии зигонемы. В. Пахинема. Г. Диплонема. Д. Метафаза I. Е. Анафаза I. Ж. Телофаза I. 3. Интерфаза между двумя делениями мейоза. И. Профаза II. К. Метафаза II. Л. Телофаза II. Для простоты на схеме изображена только одна пара гомологов.
Первое деление состоит из профазы I, метафазы I, анафазы I и телофазы I. В профазе I парные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, подходят друг к другу (этот процесс называется конъюгацией гомологичных хромосом), перекрещиваются (кроссинговер), образуя мостики (хиазмы), затем обмениваются участками. При кроссинговере осуществляется перекомбинация генов. После кроссинговера хромосомы разъединяются. В метафазе I парные хромосомы располагаются по экватору клетки; к каждой из хромосом прикрепляются нити веретена деления. В анафазе I к полюсам клетки расходятся двухроматидные хромосомы; при этом число хромосом у каждого полюса становится вдвое меньше, чем в материнской клетке. Затем наступает телофаза I – образуются две клетки с гаплоидным числом двухроматидных хромосом; поэтому первое деление мейоза называют редукционным. После телофазы I следует короткая интерфаза (в некоторых случаях телофаза I и интерфаза отсутствуют). В интерфазе между двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, т.к. каждая хромосома уже состоит из двух хроматид. Второе деление мейоза отличается от митоза только тем, что его проходят клетки с гаплоидным набором хромосом; во втором делении иногда отсутствует профаза II. В метафазе II двухроматидные хромосомы располагаются по экватору; процесс идет сразу в двух дочерних клетках. В анафазе II к полюсам отходят уже однохроматидные хромосомы. В телофазе II в четырех дочерних клетках формируются ядра и перегородки (в растительных клетках) или перетяжки (в животных клетках). В результате второго деления мейоза образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом (1n1c); второе деление называют эквационным (уравнительным) (рис. 18). Это – гаметы у животных и человека или споры у растений. Значение мейоза состоит в том, что создается гаплоидный набор хромосом и условия для наследственной изменчивости за счет кроссинговера и вероятностного расхождения хромосом
Профаза редукционного деления мейоза.
Профаза I состоит из пяти последовательных стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез.
Лептотена - стадия тонких нитей, характеризуется началом спирализации ДНК, хромомсомы заметны в ней в виде длинных и тонких нитей с утолщениями - хромомерами.
Зиготена - стадия соединенных нитей. Продолжается конденсация хромосом и происходит сближение и соединение - конъюгация - гомологичных хромосом.
Пахитена - стадия толстых нитей, характеризуется завершением конъюгации по всей длине гомологичных хромосом, которые спирализуются и приобретают вид толстых нитей. Одновременно происходит обмен участками между хромосомами - кроссинговер, в результате которого осуществляется наследственная изменчивость.
Диплотена - стадия двойных нитей, в которую завершается кроссинговер, гомологичные хромосомы начинают отходить друг от друга.
Диакинез - последняя стадия профазы I. Хромосомы резко сокращаются в размерах, ДНК полностью конденсируется. В отличие от митоза в профазе мейоза сохраняется оболочка ядра, продолжается синтез всех видов РНК, увеличиваются размеры клеток. Это особенно выражено при развитии женских половых клеток.