Другий поділ мейозу. Біологічне значення мітозу і мейозу
Профаза ІІ значно коротша ніж профаза І. На цій стадії хромосоми добре розрізняються і мають х-подібну форму, тому що сестринські хроматиди утримуються разом лише в ділянці центромери. На стадії профази ІІ швидко формується веретено поділу, зникають ядерце та ядерна оболонка.
В метафазі ІІ хромосоми переміщуються в екваторіальну площину клітини, центромери хромосом з’єднуються з нитками веретена поділу.
Анафаза ІІ розпочинається розщепленням центромери, остаточним відокремленням сестринських хроматид і їхнім розходженням до полюсів. Після розходження сестринські хроматиди називають дочірніми хромосомами. Якщо в мітозі сестринські хроматиди несуть ідентичну генетичну інформацію, то в мейозі вони розрізняються внаслідок кросинговеру між гомологічними хромосомами.
Телофаза ІІ є останньою фазою мейозу. В цей період повністю деспіралізуються хромосоми. Формується ядерна оболонка і ядерце. Подвоюється центріоля. Відбувається цитокінез – тобто утворюються клітинні перегородки, які відокремлюють цитоплазму дочірніх клітин. Кожне ядро дочірньої клітини містить гаплоїдний набір хромосом.
Пригадаємо, що біологічне значення мітозу полягає у повному відтворенні кількості хромосом і генетичної інформації клітин у наступній генерації. Дочірні клітини ідентичні материнській і можуть розглядатися як клони.
Біологічне значення мейозу полягає у:
Підтриманні сталої кількості хромосом під час статевого розмноження. Так, зливаючись, гаплоїдні гамети у зиготі відновлюють диплоїдний набір хромосом.
Мейоз індукує генетичну (комбінативну) мінливість в наступному поколінні за рахунок:
а) випадкового злиття двох гамет;
б) перекомбінації цілих хромосом.
Число різноманітних сполучень хромосом дорівнює 2n, де n – гаплоїдний набір хромосом. Так, у дрозофіли гаплоїдний набір хромосом дорівнює 4, і кількість різних сполучень хромосом дорівнює 2n =16. У людини n = 23 і 223 = 8 388 608.
в) кросинговеру – обміну гомологічних хромосом своїми ідентичними ділянками.
Під час мейозу відбувається репарація генетичного матеріалу. Організм, перш ніж передати генетичну інформацію наступному поколінню, виправляє пошкодження ДНК – мутації, які виникли протягом онтогенезу.
Генетичний контроль мейозу
Мейоз, як і інші процеси, знаходиться під генетичним контролем. За нормальний перебіг мейозу відповідають багато генів. Знання генетичного контролю мейозу надасть змогу як лікувати репродуктивні хвороби людини, так і контролювати процеси вивільнення генетичної мінливості в селекційному процесі.
Значну інформацію щодо генетичного контролю мейозу надає вивчення мейотичних мутантів різних організмів. Мейотичні мутації виділяють за порушенням нормального перебігу мейозу і стерильністю продуктів мейозу.
Відомі мутації, які контролюють вступ клітин у мейоз – мутація am у кукурудзи, мутації, які порушують формування СК, викликають гетерологічну кон’югацію хромосом (спарюються негомологічні хромосоми). Це так звані асинаптичні мутації.
Відомі мутації, що порушують збереження хіазм, які в нормі зберігаються до метафази І і забезпечують регулярне розходження гомологічних хромосом в анафазі І. Внаслідок таких мутацій, які носять назву десинаптичних, гомологічні хромосоми розподіляються нерегулярно, спостерігаються забігання і відставання хромосом, інколи утворюються мости.
Відома мутація afd у кукурудзи, яка запобігає першому поділу мейозу, мутація dy, яка викликає зупинку мейозу після першого поділу мейозу – другий не відбувається. Нарешті, відомі мутації у деяких видів рослин, в тому числі і в томата, які викликають додатковий другий поділ мейозу. У томата ця мутація носить назву amd – додатковий мейотичний поділ. Мейоз у таких мутантів перебігає нормально, але, після завершення другого поділу мейозу, замість нормальної інтерфази спостерігається інтеркінез і відбувається додатковий поділ чотирьох гаплоїдних ядер. Внаслідок того, що розходяться ядра з гаплоїдним набором хромосом, цей поділ дуже нерегулярний. В спорадах утворюються до 8 мікроспор, пилок дрібний і стерильний.