От­ли­чия мей­о­за от ми­то­за

Можно вы­де­лить три ос­нов­ных от­ли­чия мей­о­за от ми­то­за:

1. Ге­не­ти­че­ский ма­те­ри­ал удва­и­ва­ет­ся толь­ко один раз, но про­ис­хо­дит два де­ле­ния, при­во­дя­щие к об­ра­зо­ва­нию че­ты­рех ядер.

2. Каж­дое из че­ты­рех ядер га­п­ло­ид­но (со­дер­жат по­ло­ви­ну на­бо­ра хро­мо­сом ма­те­рин­ской клет­ки).

3. Га­п­ло­ид­ные ядра со­дер­жат новые ком­би­на­ции ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла.

По­ве­де­ние хро­мо­сом в мей­о­зе имеют глу­бо­кие ге­не­ти­че­ские и эво­лю­ци­он­ные по­след­ствия. Бла­го­да­ря мей­о­зу, по­пу­ля­ции ди­пло­ид­ных ор­га­низ­мов неод­но­род­ны. Особи от­ли­ча­ют­ся друг от друга по мно­гим при­зна­кам, и это при­да­ет по­пу­ля­ции боль­шую устой­чи­вость и при­спо­соб­лен­ность.

Первое деление мейоза

Первое деление мейоза (профаза I, метафаза I, анафаза I и телофаза I) — редукционное.

Профаза I. Профаза I последовательно проходит несколько стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез.

•Лептотена. Хроматин конденсируется, каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединённых центромерой.

•Зиготена. Гомологичные парные хромосомы сближаются и вступают в физический контакт (синапсис) в виде синаптонемального комплекса, обеспечивающего конъюгацию хромосом. Контакт позволяет хромосомам обмениваться генетическим материалом (кроссинговер). На этой стадии две лежащие рядом пары хромосом образуют бивалент.

•Пахитена. Хромосомы утолщаются вследствие спирализации. Отдельные участки конъюгировавших хромосом перекрещиваются друг с другом и образуют хиазмы. Здесь происходит кроссинговер — обмен участками между отцовскими и материнскими гомологичными хромосомами, что определяет генетические различия между индивидуумами.

•Диплотена. Происходит разделение конъюгировавших хромосом в каждой паре в результате продольного расщепления синаптонемального комплекса. Хромосомы расщепляются по всей длине комплекса, за исключением хиазм. В составе бивалента чётко различимы 4 хроматиды. Такой бивалент называют тетрадой. В хроматидах появляются участки раскручивания, где синтезируется РНК.

•Диакинез. Продолжаются процессы укорочения хромосом и расщепления хромосомных пар. Хиазмы перемещаются к концам хромосом (терминализация). Разрушается ядерная мембрана, исчезает ядрышко. Появляется митотическое веретено.

Метафаза I. В метафазе I тетрады образуют метафазную пластинку. В целом отцовские и материнские хромосомы распределяются случайным образом по ту или другую сторону экватора митотического веретена. Подобный характер распределения хромосом лежит в основе второго закона Менделя, что (наряду с кроссинговером) обеспечивает генетические различия между индивидуумами.

Анафаза I. Анафаза I отличается от анафазы митоза тем, что при митозе к полюсам расходятся сестринские хроматиды. В эту фазу мейоза к полюсам отходят целостные хромосомы.

Телофаза I. Телофаза I не отличается от телофазы митоза. Формируются ядра, имеющие 23 конъюгированных (удвоенных) хромосомы, происходит цитокинез, образуются дочерние клетки.

Второе деление мейоза

Второе деление мейоза — эквационное — протекает так же, как митоз (профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II), но значительно быстрее. Дочерние клетки получают гаплоидный набор хромосом (22 аутосомы и одну половую хромосому).

Про­фа­за мей­о­за

Про­фа­за пер­во­го мей­о­ти­че­ско­го де­ле­ния со­сто­ит из пяти ста­дий и вклю­ча­ет: леп­то­те­ну, зи­го­те­ну, пла­хи­те­ну, ди­пло­те­ну и диа­ки­нез.

Леп­то­те­на – это ста­дия тон­ких нитей (рис. 1). Про­ис­хо­дит кон­ден­са­ция хро­мо­сом, ко­то­рые ста­но­вят­ся видны в све­то­вой мик­ро­скоп.

Рис. 1. Про­фа­за 1. Ста­дия леп­то­те­ны

Зи­го­те­на – ста­дия сли­ва­ю­щих­ся нитей (рис. 2). Про­ис­хо­дит конъ­юга­ция го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом.

Рис. 2. Про­фа­за 1.Ста­дия зи­го­те­ны

Па­хи­те­на – ста­дия тол­стых нитей (рис. 3). Хро­мо­со­мы спи­ра­ли­зу­ют­ся, и хо­ро­шо видна их про­доль­ная неод­но­род­ность. За­вер­ша­ет­ся крос­син­го­вер, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го хро­мо­со­мы об­ме­ни­ва­ют­ся участ­ка­ми хро­ма­тид.

Рис. 3. Про­фа­за 1.Ста­дия па­хи­те­ны

Ди­пло­те­на – ста­дия двой­ных нитей (рис. 4). Про­дол­жа­ет­ся кон­ден­са­ция хро­мо­сом, но при этом на­чи­на­ет­ся про­цесс рас­хож­де­ния го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом, ко­то­рые удер­жи­ва­ют­ся в точ­ках об­ме­на участ­ка­ми, воз­ник­ши­ми при крос­син­го­ве­ре, они по­лу­чи­ли на­зва­ние хиазм.

Рис. 4. Про­фа­за 1.Ста­дия ди­пло­те­ны

Диа­ки­нез – ста­дия рас­хож­де­ния би­ва­лен­тов (рис. 5). Ис­че­за­ют яд­рыш­ки, от­дель­ные би­ва­лен­ты рас­по­ла­га­ют­ся на пе­ри­фе­рии ядра, и затем на­сту­па­ют все про­цес­сы, ко­то­рые так ха­рак­тер­ны для этой фазы.

Рис. 5. Про­фа­за 1.Ста­дия диа­ки­не­за

Биологическое значение мейоза:

1) является основным этапом гаметогенеза;

2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;

3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.