Жизненный цикл клетки (клеточный цикл)

С момента появления клетки и до ее смерти в результате апоптоза (программируемой клеточной гибели) непрерывно продолжается жизненный цикл клетки.

Здесь и в дальнейшем мы будем пользоваться генетической формулой клетки, где «n» — число хромосом, а «c» — число ДНК (хроматид). Напомню, что в состав каждой хромосомы может входить как одна молекула ДНК (одна хроматида) (nc), либо две (n2c).

Клеточный цикл включает в себя несколько этапов: деление (митоз), постмитотический (пресинтетический), синтетический, постсинтетический (премитотический) период. Три последних периода составляют интерфазу — подготовку к делению клетки.

Разберем периоды интерфазы более подробно:

  • Постмитотический период G1 — 2n2c
  • Интенсивно образуются рибосомы, синтезируется АТФ и все виды РНК, ферменты, делятся митохондрии, клетка растет.

  • Синтетический период S — 2n4c

  • Длится 6-10 часов. Важнейшее событие этого периода — удвоение ДНК, вследствие которого к концу синтетического периода каждая хромосома состоит из двух хроматид. Активно синтезируются структурные белки ДНК — гистоны.

  • Премитотический период G2 — 2n4c
  • Короткий, длится 2-6 часов. Это время клетка тратит на подготовку к последующему процессу — делению клетки, синтезируются белки и АТФ, удваиваются центриоли.

Митоз (греч. μίτος — нить)

Митоз является непрямым способом деления клетки, наиболее распространенным среди эукариотических организмов. По продолжительности занимает около 1 часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в синтетическом периоде.

Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Напомню, что клетка вступает в митоз с уже удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК. Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором хромосом и ДНК 2n4c.

  • Профаза — 2n4c
    • Бесформенный хроматин в ядре начинает собираться в четкие оформленные структуры — хромосомы — происходит это за счет спирализации ДНК (вспомните мой пример ассоциации хромосомы с мотком ниток)
    • Оболочка ядра распадается, хромосомы оказываются в цитоплазме клетки
    • Центриоли перемещаются к полюсам клетки, образуются центры веретена деления

  • Метафаза — 2n4c
  • ДНК максимально спирализована в хромосомы, которые располагаются на экваторе клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой (кинетохором). Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (если точнее, прикрепляются к кинетохору центромеры).

  • Анафаза — 4n4c
  • Самая короткая фаза митоза. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, распадаются на отдельные хроматиды. Нити веретена деления тянут хроматиды (синоним — дочерние хромосомы) к полюсам клетки.

  • Телофаза — 2n2c
  • В этой фазе хроматиды (дочерние хромосомы) достигают полюсов клетки.

    • Начинается процесс деспирализации ДНК, хромосомы исчезают и становятся хроматином (вспомните ассоциацию про раскрученный моток ниток)
    • Появляется ядерная оболочка, формируется ядро
    • Разрушаются нити веретена деления

    В телофазе происходит деление цитоплазмы — цитокинез (цитотомия), в результате которого образуются две дочерние клетки с набором 2n2c. В клетках животных цитокинез осуществляется стягиванием цитоплазмы, в клетках растений — формированием плотной клеточной стенки (которая растет изнутри кнаружи).


Образовавшиеся в телофазе дочерние клетки 2n2c вступают в постмитотический период. Затем в синтетический период, где происходит удвоение ДНК, после чего каждая хромосома состоит из двух хроматид — 2n4c. Клетка с набором 2n4c и попадает в профазу митоза. Так замыкается клеточный цикл.

Биологическое значение митоза очень существенно:

  • Число хромосом в дочерних и материнских клетках совпадает, обеспечивается постоянство числа хромосом в поколениях.
  • В результате митоза образуются дочерние клетки — генетические копии (клоны) материнской.
  • Митоз является универсальным способом бесполого размножения, регенерации и протекает одинаково у всех эукариот (ядерных организмов).
  • Универсальность митоза служит очередным доказательством единства всего органического мира.

Попробуйте самостоятельно вспомнить фазы митоза и описать события, которые в них происходят. Особенное внимание уделите состоянию хромосом, подчеркните сколько в них содержится молекул ДНК (хроматид).

Мейоз

Мейоз (от греч. μείωσις — уменьшение), или редукционное деление клетки — способ деления клетки, при котором наследственный материал в них (число хромосом) уменьшается вдвое. Мейоз происходит в ходе образования половых клеток (гамет) у животных и спор у растений.

iv>

В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений, между которыми практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы (как и при митозе).

Как уже было сказано, мейоз состоит из двух делений: мейоза I (редукционного) и мейоза II (эквационного). Первое деление называют редукционным (лат. reductio — уменьшение), так как к его окончанию число хромосом уменьшается вдвое. Второе деление — эквационное (лат. aequatio — уравнивание) очень похоже на митоз.

Приступим к изучению первого деления мейоза. За основу возьмем клетку с двумя хромосомами и удвоенным (в синтетическом периоде интерфазы) количеством ДНК — 2n4c.

  • Профаза мейоза I
  • Помимо типичных для профазы процессов (спирализация ДНК в хромосомы, разрушение ядерной оболочки, движение центриолей к полюсам клетки) в профазе мейоза I происходят два важнейших процесса: конъюгация и кроссинговер.

    Конъюгация (лат. conjugatio — соединение) — сближение гомологичных хромосом друг с другом. Гомологичными хромосомами называются такие, которые соответствуют друг другу по размерам, форме и строению. В результате конъюгации образуются комплексы, состоящие из двух хромосом — биваленты (лат. bi — двойной и valens — сильный).


    После конъюгации становится возможен следующий процесс — кроссинговер (от англ. crossing over — пересечение), в ходе которого происходит обмен участками между гомологичными хромосомами.

    Кроссинговер является важнейшим процессом, в ходе которого возникают рекомбинации генов, что создает уникальный материал для эволюции, последующего естественного отбора. Кроссинговер приводит к генетическому разнообразию потомства.

  • Метафаза мейоза I
  • Биваленты (комплексы из двух хромосом) выстраиваются по экватору клетки. Формируется веретено деления, нити которого крепятся к центромере (кинетохору) каждой хромосомы, составляющей бивалент.

  • Анафаза мейоза I
  • Нити веретена деления сокращаются, вследствие чего биваленты распадаются на отдельные хромосомы, которые и притягиваются к полюсам клетки. В результате у каждого полюса формируется гаплоидный набор будущей клетки — n2c, за счет чего мейоз I и называется редукционным делением.

  • Телофаза мейоза I
  • Происходит цитокинез — деление цитоплазмы. Формируются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Очень короткая интерфаза после мейоза I сменяется новым делением — мейозом II.

Мейоз II весьма напоминает митоз по всем фазам, поэтому если вы что-то подзабыли: поищите в теме про митоз. Главное отличие мейоза II от мейоза I в том, что в анафазе мейоза II к полюсам клетки расходятся не хромосомы, а хроматиды (дочерние хромосомы).

>

В результате мейоза I и мейоза II мы получили из диплоидной клетки 2n4c гаплоидную клетку — nc. В этом и состоит сущность мейоза — образование гаплоидных (половых) клеток. Вспомнить набор хромосом и ДНК в различных фазах мейоза нам еще предстоит, когда будем изучать гаметогенез, в результате которого образуются сперматозоиды и яйцеклетки — половые клетки (гаметы).

Сейчас мы возьмем клетку, в которой 4 хромосомы. Попытайтесь самостоятельно описать фазы и этапы, через которые она пройдет в ходе мейоза. Проговорите и осмыслите набор хромосом в каждой фазе.

Помните, что до мейоза происходит удвоение ДНК в синтетическом периоде. Из-за этого уже в начале мейоза вы видите их увеличенное число — 2n4c (4 хромосомы, 8 молекул ДНК). Я понимаю, что хочется написать 4n8c, однако это неправильная запись!) Ведь наша исходная клетка диплоидна (2n), а не тетраплоидна (4n) 😉

Итак, самое время обсудить биологическое значение мейоза:

  • Поддерживает постоянное число хромосом во всех поколениях, предотвращает удвоение числа хромосом
  • Благодаря кроссинговеру возникают новые комбинации генов, обеспечивается генетическое разнообразие состава гамет
  • Потомство с новыми признаками — материал для эволюции, который проходит естественный отбор

Бинарное деление надвое

Митоз и мейоз возможен только у эукариот, а как же быть прокариотам — бактериям? Они изобрели несколько другой способ и делятся бинарным делением надвое. Оно встречается не только у бактерий, но и у ряда ядерных организмов: амебы, инфузории, эвглены зеленой.

При благоприятных условиях бактерии делятся каждые 20 минут. В случае, если условия не столь благоприятны, то больше времени уходит на рост и развитие, накопление питательных веществ. Интервалы между делениями становятся длиннее.

Амитоз (от греч. ἀ — частица отрицания и μίτος — нить)

Способ прямого деления клетки, при котором не происходит образования веретена деления и равномерного распределения хромосом. Клетки делятся напрямую путем перетяжки, наследственный материал распределяется «как кому повезет» — случайным образом.

Амитоз встречается в раковых (опухолевых) клетках, воспалительно измененных, в старых клетках.

Источник: studarium.ru

МЕЙО́З (от греч. μείωσις – умень­ше­ние), спо­соб де­ле­ния кле­ток, при ко­то­ром про­ис­хо­дит умень­ше­ние (ре­дук­ция) чис­ла хро­мо­сом и пе­ре­ход кле­ток из ди­п­ло­ид­но­го со­стоя­ния (с двой­ным на­бо­ром хро­мо­сом) в га­п­ло­ид­ное (с оди­нар­ным на­бо­ром); обя­за­тель­ное ус­ло­вие фор­ми­ро­ва­ния по­ло­вых кле­ток.


­дук­ция чис­ла хро­мо­сом вдвое при М. со­став­ля­ет био­ло­гич. смысл это­го про­цес­са и оп­ре­де­ля­ет его важ­ную роль в ме­ха­низ­ме по­ло­во­го раз­мно­же­ния эу­ка­ри­от: раз­де­лён­ный в хо­де М. ге­не­тич. ма­те­ри­ал ро­ди­тель­ских кле­ток вновь объ­е­ди­ня­ет­ся в ре­зуль­та­те оп­ло­до­тво­ре­ния. Тем са­мым вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся пло­ид­ность и со­хра­ня­ет­ся по­сто­ян­ст­во чис­ла хро­мо­сом при сме­не по­ко­ле­ний. Впер­вые М. опи­сан у жи­вот­ных (1882) нем. ци­то­ло­гом В. Фле­мин­гом, у рас­те­ний – нем. бо­та­ни­ком Э. Страс­бур­ге­ром (1888). У раз­ных ор­га­низ­мов М. про­те­ка­ет на разл. эта­пах жиз­нен­но­го цик­ла. Напр., у мн. гри­бов и не­ко­то­рых во­до­рос­лей, в жиз­нен­ном цик­ле ко­то­рых пре­об­ла­да­ет га­п­ло­ид­ная фа­за, он про­ис­хо­дит сра­зу по­сле оп­ло­до­тво­ре­ния в зи­го­те (зи­гот­ный, или на­чаль­ный, М.). У го­ло­се­мен­ных и цвет­ко­вых рас­те­ний М. на­блю­да­ет­ся у ди­п­ло­ид­но­го по­ко­ле­ния (спо­ро­фи­та) в пе­ри­од об­ра­зо­ва­ния жен­ских и муж­ских спор (спо­ро­вый, или про­ме­жу­точ­ный, М.); про­рас­таю­щие га­п­ло­ид­ные спо­ры фор­ми­ру­ют га­п­ло­ид­ное по­ко­ле­ние – га­ме­то­фи­ты, про­ду­ци­рую­щие по­ло­вые клет­ки. У мно­го­кле­точ­ных жи­вот­ных, в т. ч. у че­ло­ве­ка, М. про­те­ка­ет в по­ло­вых же­ле­зах и со­про­во­ж­да­ет га­ме­то­ге­нез (га­мет­ный, или ко­неч­ный, М.).


Как и в слу­чае др. ти­па де­ле­ния кле­ток – ми­то­за, обес­пе­чи­ваю­ще­го по­сто­ян­ст­во хро­мо­сом­но­го со­ста­ва, М. пред­ше­ст­ву­ет ин­тер­фа­за кле­точ­но­го цик­ла, в хо­де ко­то­рой про­ис­хо­дит уд­вое­ние мо­ле­кул ДНК. По­это­му, ис­хо­дя из ко­ли­че­ст­ва ДНК, клет­ка всту­па­ет в М. тет­ра­п­ло­ид­ной. При этом се­ст­рин­ские мо­ле­ку­лы ДНК об­ра­зу­ют свя­зан­ные ме­ж­ду со­бой по всей дли­не се­ст­рин­ские хро­ма­ти­ды.

М. пред­став­ля­ет со­бой 2 по­сле­до­ва­тель­ных де­ле­ния клет­ки. В ре­зуль­та­те 1-го де­ле­ния па­ры го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом (од­на по­лу­че­на от от­ца, дру­гая – от ма­те­ри) разъ­е­ди­ня­ют­ся и чле­ны пар рас­хо­дят­ся в 2 клет­ки (ре­дук­ция чис­ла хро­мо­сом). От­ли­чит. осо­бен­но­стью 1-го де­ле­ния яв­ля­ет­ся слож­ная и силь­но рас­тя­ну­тая во вре­ме­ни (от су­ток до не­сколь­ких лет) про­фа­за I, в ко­то­рой вы­де­ля­ют 5 ста­дий. Всту­пив в про­фа­зу I М., хро­мо­со­мы на­чи­на­ют кон­ден­си­ро­вать­ся (уп­лот­нять­ся) и ста­но­вят­ся раз­ли­чи­мы­ми в све­то­вом мик­ро­ско­пе. Од­на­ко хро­ма­ти­ды в них так тес­но сбли­же­ны, что ка­ж­дая хро­мо­со­ма ка­жет­ся оди­ноч­ной. Это т. н. ста­дия тон­ких ни­тей – леп­то­те­на. Для неё ха­рак­тер­но так­же по­яв­ле­ние на хро­мо­со­мах мел­ких гра­нул хро­ма­ти­на – хро­мо­ме­ров, раз­мер и чис­ло ко­то­рых спе­ци­фич­ны для ка­ж­дой хро­мо­со­мы.


­лее го­мо­ло­гич­ные хро­мо­со­мы на­чи­на­ют сбли­жать­ся и объ­е­ди­нять­ся – конъ­ю­ги­ро­вать (ста­дия зи­го­те­ны), об­ра­зуя плот­ные спе­ци­фич. струк­ту­ры 2 го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом – би­ва­лен­ты. Ка­ж­дый би­ва­лент со­сто­ит из 4 хро­ма­тид; по всей дли­не они свя­зы­ва­ют­ся с по­мо­щью бел­ко­во­го си­нап­то­нем­но­го ком­п­лек­са. Про­дол­жи­тель­ность зи­го­те­ны у раз­ных ор­га­низ­мов раз­лич­на – от не­сколь­ких ча­сов до не­сколь­ких су­ток. За­тем клет­ки всту­па­ют в ста­дию па­хи­те­ны (тол­стых ни­тей), при ко­то­рой про­ис­хо­дит ха­рак­тер­ное для М. со­бы­тие – крос­син­го­вер, ко­гда го­мо­ло­гич­ные хро­мо­со­мы мо­гут об­ме­ни­вать­ся иден­тич­ны­ми уча­ст­ка­ми хро­ма­тид в би­ва­лен­тах бла­го­да­ря раз­ры­вам, по­яв­ляю­щим­ся в це­поч­ках ДНК од­но­вре­мен­но в 2 хро­ма­ти­дах. Вза­им­ный об­мен при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию но­вых ком­би­на­ций ге­нов. Эта ста­дия мо­жет длить­ся неск. су­ток (напр., в про­цес­се спер­мио­ге­не­за че­ло­ве­ка 15 сут). На ста­дии ди­п­ло­те­ны (т. н. двой­ных ни­тей) про­ис­хо­дит от­тал­ки­ва­ние свя­зан­ных по­сле крос­син­го­ве­ра го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом друг от дру­га, час­то на­чи­наю­щее­ся в рай­оне цен­тро­мер. У боль­шин­ст­ва ор­га­низ­мов по ме­ре от­хо­ж­де­ния го­мо­ло­гов в би­ва­лен­тах про­яв­ля­ют­ся хи­аз­мы – мес­та пе­ре­крё­ста и сце­п­ле­ния хро­мо­сом. При этом па­ры се­ст­рин­ских хро­ма­тид ос­та­ют­ся плот­но со­еди­нён­ны­ми друг с дру­гом по всей дли­не. Лишь в ооци­тах, на­ка­п­ли­ваю­щих мно­го желт­ка (не­ко­то­рые ры­бы, зем­но­вод­ные, пти­цы, мле­ко­пи­таю­щие), а так­же в спер­ма­то­ци­тах не­ко­то­рых на­се­ко­мых хро­мо­со­мы раз­рых­ля­ют­ся и при­об­ре­та­ют вид «лам­по­вых щё­ток», пет­ли их хро­ма­ти­на ак­тив­ны и на них син­те­зи­ру­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ст­во мат­рич­ной РНК. Ди­п­ло­те­на в та­ких хро­мо­со­мах у на­се­ко­мых мо­жет рас­тя­ги­вать­ся на год и бо­лее, у че­ло­ве­ка на 12–50 лет. По­сте­пен­но ди­п­ло­те­на пе­ре­хо­дит в ста­дию диа­ки­не­за, на ко­то­рой хро­мо­со­мы ещё несколько уко­ра­чи­ва­ют­ся, па­ра се­ст­рин­ских хро­ма­тид со­еди­не­на цен­тро­ме­рой, ко­ли­че­ст­во хи­азм умень­ша­ет­ся, при­чём они ока­зы­ва­ют­ся рас­по­ло­жен­ны­ми на кон­цах хро­мо­сом, син­тез РНК, ха­рак­тер­ный для всей про­фа­зы I, пре­кра­ща­ет­ся, пол­но­стью раз­ру­ша­ет­ся си­нап­то­нем­ный ком­плекс. На этом диа­ки­нез за­вер­ша­ет­ся и де­ля­щие­ся клет­ки всту­па­ют в ме­та­фа­зу I де­ле­ния М.

В ме­та­фа­зе I с ис­чез­но­ве­ни­ем ядер­ной обо­лоч­ки и яд­рыш­ка би­ва­лен­ты вы­страи­ва­ют­ся в эк­ва­то­ри­аль­ной плос­ко­сти, фор­ми­ру­ет­ся т. н. ве­ре­те­но де­ле­ния: к цен­тро­ме­рам ка­ж­до­го го­мо­ло­га кре­пят­ся мик­ро­тру­боч­ки, ко­то­рые в ана­фа­зе I рас­тас­ки­ва­ют го­мо­ло­гич­ные хро­мо­со­мы (при ми­то­зе рас­хо­дят­ся се­ст­рин­ские хро­ма­ти­ды). В свя­зи с тем, что рас­пре­де­ле­ние го­мо­ло­гов по клет­кам со­вер­шен­но слу­чай­ное, про­ис­хо­дит пе­ре­ком­би­на­ция хро­мо­сом из раз­ных пар. За­тем сле­ду­ет телофазa I, ко­гда хро­мо­со­мы де­кон­ден­си­руют­ся и ок­ру­жа­ют­ся ядер­ной обо­лоч­кой. По­сле не­про­дол­жи­тель­ной пау­зы, на­зы­вае­мой ин­тер­ки­не­зом, клет­ки пе­ре­хо­дят ко 2-му де­ле­нию, ко­то­рое по по­сле­до­ва­тель­но­сти со­бы­тий пред­став­ля­ет со­бой ми­тоз в клет­ках с га­п­ло­ид­ным чис­лом хро­мо­сом. По­след­ние вы­страи­ва­ют­ся на эк­ва­то­ре но­во­го ве­ре­те­на де­ле­ния (ме­та­фа­за II), по­сле че­го се­ст­рин­ские хро­ма­ти­ды рас­хо­дят­ся (ана­фа­за II), фор­ми­ру­ют­ся яд­ра (те­ло­фа­за II), а за­тем и клет­ки с оди­нар­ным на­бо­ром хро­мо­сом. Т. о. в хо­де М. из од­ной со­ма­ти­че­ской (не­по­ло­вой) ди­п­ло­ид­ной клет­ки об­ра­зу­ют­ся 4 га­п­ло­ид­ные по­ло­вые клет­ки, ка­ж­дая из ко­то­рых от­ли­ча­ет­ся от дру­гих по сво­им ге­не­тич. за­дат­кам.

Ус­та­нов­ле­но, что под стро­гим ге­не­тич. кон­тро­лем на­хо­дят­ся клю­че­вые ци­то­ге­не­тич. со­бы­тия М.: всту­п­ле­ние в М., конъ­ю­га­ция го­мо­ло­гич­ных хро­мо­сом, мей­о­тич. ре­ком­би­на­ция, об­ра­зо­ва­ние хи­азм, рас­хо­ж­де­ние го­мо­ло­гов, 1-е и 2-е де­ле­ние М. Ка­ж­дый этап кон­тро­ли­ру­ет­ся се­ри­ей ге­нов, ко­то­рые дей­ст­ву­ют от­но­си­тель­но не­за­ви­си­мо друг от дру­га, при­чём наи­боль­шей сте­пе­нью ав­то­ном­но­сти об­ла­да­ют ге­ны, от­вет­ст­вен­ные за 1-е и 2-е де­ле­ние мейоза.

На­ру­ше­ния рас­хо­ж­де­ния хро­мо­сом в М., как пра­ви­ло, при­во­дят к хро­мо­сом­ным бо­лез­ням че­ло­ве­ка. Напр., при син­дро­ме Дау­на в клет­ках эм­брио­на ока­зы­ва­ет­ся лиш­няя ко­пия 21-й хро­мо­со­мы, по­яв­ляю­щая­ся в ре­зуль­та­те не­рас­хо­ж­де­ния в про­цес­се 1-го или 2-го де­ле­ния М. В по­дав­ляю­щем боль­шин­ст­ве слу­ча­ев та­кие ошиб­ки рас­хо­ж­де­ния на­блю­да­ют­ся при М. у жен­щин, и час­то­та их воз­рас­та­ет с уве­ли­че­ни­ем воз­рас­та ма­те­ри.

Источник: bigenc.ru

Интерфаза

  • Фаза G1: этап развития клетки перед синтезом ДНК. На этой стадии клетка подготавливаясь к делению увеличивается в массе.
  • S-фаза: период, в течение которого синтезируется ДНК. Для большинства клеток эта фаза занимает короткий промежуток времени.
  • Фаза G2: период после синтеза ДНК, но до начала профазы. Клетка продолжает синтезировать дополнительные белки и увеличиваться в размерах.

В последней фазе интерфазы клетка все еще имеет нуклеолы. Ядро окружено ядерной мембраной, а клеточное хромосомы дублируются, но находятся в форме хроматина. В клетках животных две пары центриолей, образованных из репликации одной пары, расположены за пределами ядра. В конце интерфазы клетка переходит в первый этап мейоза.

Читайте также: Основные сходства и различия между митозом от мейозом.

Мейоз I:

Профаза I

Все про мейозВ профазе I мейоза происходят следующие изменения:

  • Хромосомы конденсируются и присоединяются к ядерной оболочке.
  • Возникает синапсис (попарное сближение гомологичных хромосом) и образуется тетрада. Каждая тетрада состоит из четырех хроматид.
  • Может произойти генетическая рекомбинация.
  • Хромосомы сгущаются и отсоединяются от ядерной оболочки.
  • Подобно митозу, центриоли мигрируют друг от друга, а ядерная оболочка и ядрышки разрушаются.
  • Хромосомы начинают миграцию к метафазной (экваториальной) пластине.

В конце профазы I клетка входит в метафазу I.

Метафаза I

Все про мейозВ метафазе I мейоза происходят следующие изменения:

  • Тетрады выравниваются на метафазной пластине.
  • Центромеры гомологичных хромосом ориентированы на противоположные полюса клетки.

В конце метафазы I клетка входит в анафазу I.

Анафаза I

Все про мейозВ анафазе I мейоза происходят происходят следующие изменения:

  • Хромосомы перемещаются в противоположные концы клетки. Подобно митозу, кинетохоры взаимодействуют с микротрубочками, чтобы переместить хромосомы к полюсам клетки.
  • В отличие от митоза, сестринские хроматиды остаются вместе после того, как гомологичные хромосомы перемещаются в противоположные полюса.

В конце анафазы I клетка входит в телофазу I.

Телофаза I

Все про мейозВ телофазе I мейоза происходят следующие изменения:

  • Волокна веретена продолжают перемещать гомологичные хромосомы на полюса.
  • Как только движение завершено, каждый полюс клетки имеет гаплоидное количество хромосом.
  • В большинстве случаев цитокинез (деление цитоплазмы) происходит одновременно с телофазой I.
  • В конце телофазы I и цитокинеза образуются две дочерние клетки, каждая из которых имеет половину числа хромосом исходной родительской клетки.
  • В зависимости от типа клетки могут возникать различные процессы при подготовке к мейозу II. Однако генетический материал не реплицируется снова.

В конце телофазы I клетка входит в профазу II.

Мейоз II:

Профаза II

Все про мейозВ профазе II мейоза происходят следующие изменения:

  • Ядерная мембрана и ядра разрушаются, пока появляется веретено деления.
  • Хромосомы больше не реплицируются в этой фазе.
  • Хромосомы начинают мигрировать к метафазной пластинке II (на экваторе клеток).

В конце профазы II клетки входят в метафазу II.

Метафаза II

Все про мейозВ метафазе II мейоза происходят следующие изменения:

  • Хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке II в центре клеток.
  • Кинетохорные нити сестринских хроматид расходятся к противоположным полюсам.

В конце метафазы II клетки входят в анафазу II.

Анафаза II

Все про мейозВ анафазе II мейоза происходят следующие изменения:

  • Сестринские хроматиды разделяются и начинают перемещаться к противоположным концам (полюсам) клетки. Волокна веретена деления, не связанные с хроматидами, вытягиваются и удлиняют клетки.
  • Как только парные сестринские хроматиды отделены друг от друга, каждая из них считается полной хромосомой, называемые дочерними хромосомами.
  • При подготовке к следующему этапу мейоза два полюса клеток также отдаляются друг от друга во время анафазы II. В конце анафазы II каждый полюс содержит полную компиляцию хромосом.

После анафазы II клетки входят в телофазу II.

Телофаза II

Все про мейозВ телофазе II мейоза происходят следующие изменения:

  • Образуются отдельные ядра на противоположных полюсах.
  • Происходит цитокинез (деление цитоплазмы и образование новых клеток).
  • В конце мейоза II производятся четыре дочерние клетки. Каждая клетка имеет половину числа хромосом от исходной родительской клетки.

Результат мейоза

Конечным результатом мейоза является производство четырех дочерних клеток. Эти клетки имеют в двое меньше хромосом относительно родительской. При мейозе продуцируются только половые клетки. Другие типы клеток делятся посредством митоза. Когда половые гаплоидные клетки объединяются во время оплодотворения, они становятся диплоидной клеткой. Диплоидные клетки имеют полный набор гомологичных хромосом.

Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Источник: NatWorld.info

Что такое мейоз?

Редукционное деление клетки, другими словами – мейоз – это вид деления ядра, при котором число хромосом уменьшается в два раза.

Данный процесс происходит в два этапа:

  • Редукционный;

На этом этапе в процессе мейоза число хромосом в клетке уменьшается вдвое.

  • Эквационный;

В ходе второго деления гаплоидность клеток сохраняется.

Особенностью данного процесса является то, что протекает он только лишь в диплоидных, а также в чётных полиплоидных клетках. А всё потому, что в результате первого деления в профазе 1 в нечётных полиплоидах нет возможности обеспечить попарное слияние хромосом.

Фазы мейоза

В биологии деление происходит на протяжении четырёх фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Мейоз не является исключением, особенностью данного процесса является то, что происходит он в два этапа, между которыми имеется короткая интерфаза.

Первое деление:

Профаза 1 является достаточно сложным этапом всего процесса в целом, состоит она из пяти стадий, которые внесены в следующую таблицу:

Заканчивается профаза образованием веретена деления, разрушением ядерных мембран и самого ядрышка.

Метофаза первого деления знаменательна тем, что хромосомы выстраиваются вдоль экваториальной части веретена деления.

Во время анафазы 1 сокращаются микротрубочки, биваленты разделяются и хромосомы расходятся к разным полюсам.

На этапе телофазы деспирализуются хромосомы и образуется новая ядерная оболочка.

Все про мейоз

Рис. 1. Схема мейоза первого этапа деления

Второе деление имеет такие признаки:

  • Для профазы 2 характерна конденсация хромосом и разделение клеточного центра, продукты деления которого расходятся к противоположным полюсам ядра. Ядерная оболочка разрушается, образуется новое веретено деления, которое располагается перпендикулярно по отношению к первому веретену.
  • В ходе метафазы хромосомы вновь располагаются на экваторе веретена.
  • Во время анафазы хромосомы делятся и хроматиды располагаются по разным полюсам.
  • Телофаза обозначена деспирализацией хромосом и появлением новой ядерной оболочки.

Все про мейоз

Рис. 2. Схема мейоза второго этапа деления

В результате из одной диплоидной клетки путём такого деления получаем четыре гаплоидных клетки. Исходя из этого, делаем выводы, что мейоз – это форма митоза, в результате которого из диплоидных клеток половых желёз образуются гаметы.

Значение мейоза

В ходе мейоза на этапе профазы 1 происходит процесс кроссинговера – перекомбинация генетического материала. Помимо этого во время анафазы, как первого, так и второго деления, хромосомы и хроматиды расходятся к разным полюсам в случайном порядке. Это объясняет комбинативную изменчивость исходных клеток.

В природе мейоз имеет огромное значение, а именно:

  • Это один из основных этапов гаметогенеза;

Все про мейоз

Рис. 3. Схема гаметогенеза

  • Осуществляет передачу генетического кода при размножении;
  • Получаемые дочерние клетки не похожи на материнскую клетку, а также различаются между собой.

Мейоз очень важен для образования половых клеток, так как в результате оплодотворения гамет ядра сливаются. В противном случае в зиготе число хромосом было бы вдвое больше. Благодаря такому делению половые клетки гаплоидны, а при оплодотворении восстанавливается диплоидность хромосом.

Источник: obrazovaka.ru