Хроматида представляет собой половину двух идентичных копий реплицированной хромосомы. Во время деления клеток идентичные копии объединяются в области хромосомы, называемой центромера. Объединенные хроматиды известны как сестринские хроматиды. Как только сестринские хроматиды отделяются друг от друга в анафазе митоза, каждая из них становится дочерней хромосомой. Хроматида образуются из волокон хроматина.

Хроматин представляет собой ДНК, которая обертывается вокруг белков и дополнительно свернута в оболочку с образованием волокон хроматина. Он позволяет упаковывать ДНК для того, чтобы оно поместилось в ядро клетки. Волокна хроматина конденсируются с образованием хромосом.

До репликации хромосома является одноцепочечной хроматидой. После репликации хромосома имеет привычную X-образную форму. Хромосомы должны быть реплицированы, а сестринские хроматиды разделены во время деления клеток, чтобы гарантировать, что каждая дочерняя клетка получит соответствующее количество хромосом. Каждая клетка человека содержит 23 хромосомных пары в общей сложности 46 хромосом. Пары хромосом называются гомологичными хромосомами. Одна хромосома из пары унаследована от матери, а другая от отца. Из 23 пар гомологичных хромосомных 22 являются аутосомами (неполовые хромосомы), а одна пара включает гоносомы, или половые хромосомы (XX — женщина или XY — мужчина).

Хроматиды в Митозе

При репликации клетки необходим переход в клеточный цикл. До стадии митоза, клетка проходит через период роста, где она реплицирует свою ДНК и органеллы.

Профаза

На первой стадии митоза, называемой профазой, реплицированные волокна хроматина образуют хромосомы. Каждая реплицированная хромосома состоит из двух хроматид (сестринских хроматид), связанных в центральной области. Хромосомные центромеры служат местом крепления волокон веретена во время деления клеток.

Метафаза

В метафазе хроматин становится еще более конденсированным, а сестринские хроматиды выстраиваются вдоль средней части клетки или метафазной пластины.

Анафаза

В анафазе сестринские хроматиды разделяются и выталкиваются к противоположным полюсам клетки с помощью волокон веретена.

Телофаза

В телофазе каждая разделенная хроматида известна как дочерняя хромосома. Каждая дочерняя хромосома окутана собственным ядром . После разделения цитоплазмы, известной как цитокинез, образуются две разные дочерние клетки. Обе клетки идентичны и содержат одинаковое количество хромосом .

Хроматиды в мейозе

Мейоз — это процесс деления клеток, проходящий в два этапа, которому подвергаются половые клетки. Он схож с митозом и также включает стадии профазны, метафазны, анафазны и телофазны. Однако в мейозе клетки проходят эти фазы дважды. В мейозе сестринские хроматиды не разделяются до анафазы II. После цитокинеза четыре дочерние клетки продуцируются с вдвое уменьшенным числом хромосом от исходной клетки.

Хроматиды и нерасхождение

Очень важно, чтобы хромосомы были равномерно разделены во время деления клеток. Нарушение процесса отделения гомологичных хромосом или хроматид приводит к тому, что известно как нерасхождение.

Нерасхождение во время митоза или мейоза II происходит, когда сестринские хроматиды не могут нормально отделяться во время анафазы или анафазы II соответственно. Одна половина полученных дочерних клеток будет иметь слишком много хромосом, а другая половина вовсе останется без хромосом. Несоответствие также может происходить в мейозе I, когда не могут разделиться гомологичные хромосомы. Последствия наличия слишком большого или недостаточного количества хромосом часто бывают серьезными или даже смертельными.

Источник: natworld.info

Рекомендации подготовлены методистами по биологии ГМЦ ДОгМ Миловзоровой А.М. и Кулягиной Г.П. по материалам пособий, рекомендованных ФИПИ для подготовки к ЕГЭ по биологии.

Биологическое значение мейоза: благодаря мейозу про­исходит редукция числа хромосом. Из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных.

Благодаря мейозу обра­зуются генетически различные клетки (в том числе гаметы), т. к. в процессе мей­оза трижды происходит перекомбинация генетического материала:

1) за счёт кроссинговера;

2) за счёт случайного и независимо­го расхождения гомологичных хромосом;

3) за счёт случайного и независимо­го расхождения кроссоверных  хроматид.

Первое и второе деление мейоза складываются из тех же фаз, что и митоз, но сущность изменений в наследственном аппарате другая.

Профаза 1. (2n4с) Самая продолжительная и сложная фаза мейоза. Состоит из ряда последовательных стадий. Гомо­логичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют.

Конъюгацией называют процесс тесного сближения гомологичных хромо­сом. Пару конъюгирующих хромосом называют бивален­том. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщать­ся. Каждый бивалент образован четырьмя хроматидами. Поэтому его называют тетрадой.

Важнейшим событием является кроссинговер – обмен участками хромосом. Кроссинговер приводит к первой во время мейоза реком­бинации генов.

В конце профазы 1 формируется веретено деления, исчезает ядерная оболочка. Биваленты перемещаются в экватори­альную плоскость.

Метафаза 1. (2n; 4с) Заканчивается формирование веретена деления. Спирализация хромосом максимальна. Биваленты располагаются в плоскости экватора. Причем центромеры гомологичных хромосом обращены к разным полюсам клетки. Расположение бивалентов в экваториаль­ной плоскости равновероятное и случайное, то есть каждая из отцовских и материнских хромосом может быть повер­нута в сторону того или другого полюса. Это создает пред­посылки для второй за время мейоза рекомбинации генов.

Анафаза 1. (2n; 4с) К полюсам расходятся целые хро­мосомы, а не хроматиды, как при митозе. У каждого полюса оказывается половина хромосомного набора. Причем пары хромосом расходятся так, как они располагались в плоскости экватора во время метафазы. В результате возникают самые разнообразные сочетания от­цовских и материнских хромосом, происходит вторая рекомбинация генетического материала.

Телофаза 1. (1n; 2с) У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются, вокруг них формируется ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы (у животных) или образуется разделяющая клеточная стен­ка (у растений). У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе деление мейоза

Интерфаза 2. (1n; 2с) Харак­терна только для животных клеток. Репликация ДНК не происходит. Вторая стадия мейоза включает также профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Профаза 2. (1n; 2с) Хромосомы спирализуются, ядер­ная мембрана и ядрышки разрушаются, центриоли, если они есть, перемещаются к полюсам клетки, формируется веретено деления.

Метафаза 2. (1n; 2с) Формируются метафазная пластинка и веретено деления, нити веретена деления прикреп­ляются к центромерам.

Анафаза 2. (2n; 2с) Центромеры хромосом делятся, хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и нити веретена деления растягивают их к полюсам клетки. Число хромосом в клетке становится диплоидным, но на каждом полюсе формируется гаплоидный набор. Поскольку в метафазе 2 хроматиды хромосом располагаются в плоскости экватора случайно, в анафазе происходит третья рекомбинация генетического материала клетки.

Телофаза 2. (1n; 1с) Нити веретена деления исчезают, хромосомы деспирализуются, вокруг них восстанавливается ядерная оболочка, делится цитоплазма.

Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диплоидная клетка дает начало четырём дочерним, генетически различным клеткам с гаплоидным набором хромосом.

Задача 1.

Хромосомный набор соматических клеток цветкового растения N равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в метафазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.

Решение: В соматических клетках 28 хромосом, что соответствует 28 ДНК.

Фазы мейоза	Число хромосом	Количество ДНК
Ин­терфаза 1 (2п4с)	28	56
Профаза 1 (2n4с)	28	56
Метафаза 1 (2n4с)	28	56
Анафаза 1 (2n4с)	28	56
Телофаза 1 (1n2с)	14	28
Интерфаза 2 (1n2с)	14	28
Профаза 2 (1n2с)	14	28
Метафаза 2 (1n2с)	14	28
Анафаза 2 (2n2с)	28	28
Телофаза 2 (1n1с)	14	14

1. Перед началом мейоза количество ДНК – 56, так как оно удвоилось, а число хромосом не изменилось – их 28.
2. В метафазе мейоза I количество ДНК – 56, число хромосом – 28, гомологичные хромосомы попарно располагаются над и под плоскостью экватора, веретено деления сформировано.
3. В метафазе мейоза II количество ДНК – 28, хромосом – 14, так как после редукционного деления мейоза I число хромосом и ДНК уменьшилось в 2 раза, хромосомы располагаются в плоскости экватора, веретено деления сформировано.

Задача 2.

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.

Задача 3.

Для соматической клетки животного характерен диплоидный набор хромосом. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (с) в клетке в профазе мейоза I и метафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Задача 4.

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетке семязачатка в конце мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Задача 5.

Хромосомный набор соматических клеток крыжовника равен 16. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в телофазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Задача 6.

В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза I.

Задача 7.

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Задача 8.

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и в метафазе мейоза I. Объясните результаты в каждом случае.

Задача 9.

В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите, какое число хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе в ядрах перед делением в интерфазу и в конце телофазы мейоза I. Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.

1.  Перед началом деления число хромосом = 8, число молекул ДНК = 16 (2n4с); в конце телофазы мейоза I число хромосом = 4, число молекул ДНК = 8.

2. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, но число хромосом не изменяется, потому что каждая хромосома становится двухроматидной (состоит из двух сестринских хроматид).

3.  Мейоз – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается вдвое.

Задача 10.

У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Каково будет число хромосом и молекул ДНК в клетках семенников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I?

1. В интерфазе перед началом деления: хромосом – 60, молекул ДНК – 120; после мейоза I: хромосом – 30, ДНК – 60.

2. Перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, их число увеличивается, а число хромосом не изменяется – 60, каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

3) Мейоз I – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.

Задача 11.

Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

1. Клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют гаплоидный набор хромосом – n.

2. Клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор МИТОЗОМ.

3. Спермии сосны развиваются из пыльцевого зерна (генеративной клетки) МИТОЗОМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: mosmetod.ru