Мейоз (или редукционное деление) — особый вид деления эукариотических клеток, характерный только половым клеткам (Не соматическим), вследствие которого хромосомный набор уменьшается вдвое, клетки переходят из диплоидного состояния в гаплоидный.

Мейоз состоит из двух последовательных делений, аналогичных митотическим (с некоторыми отличиями), интерфаза между которыми укорочена, а в растительных клетках может быть вообще отсутствует.

История изучения мейоза

Мейоз был впервые изучен и описан в яйцах морских ежей немецким биологом Оскаром Гертвигом в 1876 году.

В 1883 году мейоз был вновь описанный, уже на хромосомном уровне, бельгийским ученым Эдуардом ван Бенеденом.

Однако важность мейоза в наследственности была описана только в 1890 году немецким биологом Августом Вайсманом.

Процесс мейоза

Интерфаза-И

Клетка увеличивается в размерах, активно синтезирует белки и аккумулирует энергию в молекулах АТФ, происходит репликация ДНК (самоудвоения) («копии» называются хроматидами и держатся вместе вроде буквы Х в зоне центромеры — первичной перетяжки).

Профаза-И

(Самая длительная по времени в мейозе) Во время этой фазы хромосомы начинают уплотняться и приобретают вид палочковидных структур (спирализуються). После этого гомологичные хромосомы (хромосомы одной пары) сближаются и конъюгируют (тесно прилегают друг к другу по всей длине, обвиваются, перекрещиваются). Так образуются комплексы с 4 хроматид, соединенных между собой в определенных местах, так называемые тетради или биваленты. В то же время продолжается сокращение и уплотнение хромосом. В это время складывается впечатление, что в ядре находится не диплоидный, а гаплоидный набор хромосом. Во время конъюгации может осуществляться и кроссинговер, когда гомологичные хромосомы обмениваются определенными участками. В результате кроссинговера образуются новые комбинации наследственного материала. Таким образом, кроссинговер является одним из источников наследственной изменчивости.

Через некоторое время гомологичные хромосомы начинают отходить друг от друга. При этом становится заметным, что каждая из них состоит из двух хроматид. В конце этой фазы гомологичные хромосомы расходятся, исчезает ядрышко, разрушается ядерная оболочка и начинает формироваться веретено деления.

Метафаза-И

Число бивалентов вдвое меньше диплоидного набора хромосом. Биваленты существенно меньше, чем хромосомы в метафазе соматического митоза, и размещаются в экваториальной плоскости. Центромеры хромосом соединяются с нитями фигуры веретена. В эту фазу мейоза можно подсчитать количество хромосом.

Анафаза-И

Нити веретена деления сокращаются, гомологичные хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки (при этом каждая из них состоит из двух хроматид).

В конце анафазы у каждого из полюсов клетки оказывается половинный набор хромосом.

Расхождения хромосом каждой пары является событием случайным, что является еще одним источником наследственной изменчивости.

Телофаза-И

В каждой из дочерних клеток формируется ядерная оболочка.

В клетках животных и некоторых растений хромосомы деспирализуються и делится цитоплазма материнской клетки. В клетках многих видов растений цитоплазма может не делиться.

Последствия мейоза-И

В результате первого мейотического цикла образуются клетки или только ядра с половинным по сравнению с материнской клеткой набором хромосом.

Интерфаза-II

Интерфаза между первым и вторыми мейотического деления укорочена (в клетках многих растений отсутствует вообще): молекулы ДНК в этот период не удваиваются, поэтому клетка почти сразу переходит ко второму разделу.

Профаза-II

Хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, уплотняются, исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка (если она была образована), хромосомы начинают передвигаться к центральной части клетки, снова формируется веретено деления.

Метафаза-II

Завершается уплотнения хромосом и формирование веретена деления. Как и во время митотического деления, центромеры хромосом расположены в одной плоскости в экваториальной части клетки и к ним прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза-II

(Короткая из цикла) Делятся центромеры хромосом, хроматиды каждой из хромосом расходятся к разным полюсам клетки и уже могут называться хромосомами.

Телофаза-II

Хромосомы вновь деспирализуються, исчезает веретено деления, формируются ядрышки и ядерная оболочка.

Завершается телофаза вторым делением клетки (происходят процессы, обратные к профазы-И).

Последствия мейоза-II

В результате второго мейотического деления количество хромосом остается такой же, как и после первого, но количество хроматид каждой из хромосом уменьшается вдвое.

Биологическое значение мейоза

Мейоз является совершенным механизмом, который обеспечивает постоянство кариотипа видов, размножающихся половым путем. Благодаря двум мейотического деления половые клетки имеют половинный, по сравнению с неполовыми, набор хромосом. А набор хромосом, характерный для организмов определенного вида, восстанавливается во время оплодотворения.

Мейоз также обеспечивает наследственную изменчивость организмов.

Изображения по теме

  • Мейоз