Мейоз. Визначення, сутність, значення мейозу. Мейоз - процес редукції хромосом, який лежить в основі гаметогенеза і складається з 2-х послідовних поділів, в результаті яких утворюються гаплоїдні клітини.
Біологічне значення мейозу.
1. Стабілізація видового кариотипа.
2. Джерело комбинативной мінливості (профази I)
3. Генореабілітаціонная або репарационная функція. Під час мейозу активуються всі системи репарації ДНК і відбувається «заліковування» хромосом, завдяки чому хромосоми відновлюються.
4. Геномозавісімий або відоізолірующій бар'єр. Мейоз блокує міжвидові схрещування.
5. мейотіческіх маргінопродукція. Мейоз відновлює нормальну довжину теломер у хромосом. У соматичних клітинах йде безперервне вкорочення теломер (маргінотомія) за рахунок недорозвинення, недореплікаціі ДНК в інтерфазі перед митозом. Скорочення - своєрідний біологічний годинник, провідні рахунок числу поділок, що здійснюються кліткою. Поки це йде за рахунок теломерна ділянок, клітина існує нормально, але як тільки недореплікація теломер припиниться, це призведе до втрати структурних генів і загибелі клітин. Якби теломери не відновлюється в мейозі, то клітинна загибель відбувалася б вже в ембріогенезі.
6. Геночастотний регулятор - Мене частоту генів в популяції.
Процеси, що становлять мейоз (загальний план).
Типовий мейоз складається з двох послідовних клітинних поділів, які відповідно називаються мейоз I та мейозII. У першому розподілі відбувається зменшення числа хромосом в два рази, тому перше мейотическое розподіл називають редукційним, рідше - гетеротіпним. У другому розподілі число хромосом не змінюється; такий розподіл називають екваціонним (зрівнював), рідше - гомеотіпним.
Число хромосом і кількість ДНК, що утворюються в процесах мейозу.
Зрілі статеві клітини мають лише одинарний, гаплоїдний, набір хромосом і відповідно вдвічі меншу кількість ДНК.
Мейоз I- редукційний розподіл, його фази і періоди.
1ое розподіл - редукционное. Йому передує повноцінна интерфаза I (накопичення білків, енергії, подвоєння ДНК), в результаті якої спостерігається зменшення хромосом вдвічі і підготовка до мейозу I.
Профаза I - є найважливішим етапом мейозу. Складається з 5 стадій:
1. Лектонема (починається спирализация хромосом)
2. зігонеми (гомологічні хромосоми коньюгіруются. При кон'югації утворюються біваленти. Інакше біваленти називаються тетради, так як до складу кожного бивалента входить 4 хроматиди.)
3. пахінема (Хромосоми спирализуются, добре видно їх поздовжня неоднорідність. Завершується реплікація ДНК (утворюється особлива пахітене ДНК). Завершується кроссинговер - перехрещення хромосом, в результаті якого вони обмінюються ділянками хроматид.)
4. Діплонема (Гомологічні хромосоми в бівалентах відштовхуються одна від одної. Вони з'єднані в окремих точках, які називаються хіазми.)
5. Діктіонема (в овогенезі, хромосоми типу «лампова щітка» розкручується, з них зчитується інформація і назад закручуються)
6. Діокінез (Окремі біваленти розташовуються на периферії ядра.)
Висновок: Відбувається сінапсіс хромосом, коньюгація і кросинговер. Забезпечується рекомбінація генетичного матеріалу.
Метафаза I (В прометафазеIядерная оболонка руйнується (фрагментируется). Формується веретено поділу. Далі відбувається метакинез - біваленти переміщаються в екваторіальну площину клітини.)
Анафаза I (Гомологічні хромосоми, що входять до складу кожного бивалента, роз'єднуються, і кожна хромосома рухається в бік найближчого полюса клітини. Роз'єднання хромосом на хроматиди не відбувається. Процес розподілу хромосом по дочірнім клітинам називається сегрегація хромосом.)
Мейоз II - екваціонное розподіл, його фази.
2ое розподіл - екваціонное. В ході другого поділу мейозу зменшення числа хромосом не відбувається. Сутність екваціонного поділу полягає в освіті чотирьох гаплоїдних клітин з однохроматіднимі хромосомами (до складу кожної хромосоми входить одна хроматида). Интерфаза практично відсутня. Інтеркінез - це короткий проміжок між двома мейотичного поділу. Відрізняється від інтерфази тим, що не відбувається реплікації ДНК, подвоєння хромосом і подвоєння центріолей: ці процеси відбулися в предмейотіческой интерфазе і, частково, в профазі I.
профазаII - коротка. Чи не відрізняється істотно від профази мітозу. Хромосоми видно в світловий мікроскоп у вигляді тонких ниток. У кожній з дочірніх клітин формується веретено поділу.
метафаза II. Хромосоми розташовуються в екваторіальних площинах гаплоїдних клітин незалежно один від одного. Ці екваторіальні площині можуть лежати в одній площині, можуть бути паралельні один одному або взаємно перпендикулярні.
анафаза II - бивалент ділиться на 2 частини. Хромосоми поділяються на хроматиди (як при мітозі). Утворені однохроматідние хромосоми в складі анафазного груп переміщаються до полюсів клітин.
Особливості інтерфази між мейозом I і II.
Інтеркінез - це короткий проміжок між двома мейотичного поділу. Відрізняється від інтерфази тим, що не відбувається реплікації ДНК, подвоєння хромосом і подвоєння центріолей: ці процеси відбулися в предмейотіческой интерфазе і, частково, в профазі I.
Характеристика профази мейозу I.
Профаза I - є найважливішим етапом мейозу. Складається з 5 стадій:
Лектонема (починається спирализация хромосом)
Зігонеми (гомологічні хромосоми коньюгіруются. При кон'югації утворюються біваленти. Інакше біваленти називаються тетради, так як до складу кожного бивалента входить 4 хроматиди.)
Пахінема (Хромосоми спирализуются, добре видно їх поздовжня неоднорідність. Завершується реплікація ДНК (утворюється особлива пахітене ДНК). Завершується кроссинговер - перехрещення хромосом, в результаті якого вони обмінюються ділянками хроматид.)
Діплонема (Гомологічні хромосоми в бівалентах відштовхуються одна від одної. Вони з'єднані в окремих точках, які називаються хіазми.)
Діктіонема (в овогенезі, хромосоми типу «лампова щітка» розкручується, з них зчитується інформація і назад закручуються)
Діокінез (Окремі біваленти розташовуються на периферії ядра.)
Висновок: Відбувається сінапсіс хромосом, коньюгація і кросинговер. Забезпечується рекомбінація генетичного матеріалу.