Мейоз и его биологическое значение

Мейоз – особый способ деления клеток, в результате которого уменьшается число хромосом вдвое, и клетки переходят из диплоидного состояния в гаплоидное.

Мейоз состоит из двух последовательных делений: первого и второго, причем удвоение ДНК происходит только в синтетический период интерфазы перед первым делением. Основные события, происходящие в интерфазе, те же, что происходят в интерфазе митоза. В мейоз так же, как и в митоз, вступают клетки с хромосомами, состоящими из двух хроматид (2n4с). В каждом делении мейоза клетки проходят такие же фазы, что и при митозе: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.

В профазе 1 мейоза происходит спирализация хромосом; гомологичные хромосомы попарно соединяются, образуя биваленты (структуры, состоящие из двух хромосом, четырех хроматид). Тесное соединение двух гомологичных хромосом по всей длине называется конъюгацией; образуются перекресты конъюгирующих хромосом, что приводит к обмену участками между ними, это явление называется кроссинговер. Исчезает ядрышко; растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам клетки, формируется веретено деления (2n4с).

Схема мейоза

В метафазе 1 мейоза хромосомы максимально спирализованы и располагаются попарно (бивалентами) в плоскости экватора (2n4с).

В анафазе 1 мейоза биваленты делятся надвое и за счет сокращения нитей веретена деления к полюсам клетки отходят целые хромосомы, состоящие из двух хроматид. Содержание генетического материала в клетке – 2n4с (по n2с у каждого полюса).

В телофазе 1 мейоза при формировании ядер и делении цитоплазмы в каждую дочернюю клетку попадает только по одной из каждой пары гомологичных хромосом. Хромосомы полностью не деспирализуются. Содержание генетического материала в каждой образовавшейся клетке – n2с (содержание хромосом уже гаплоидное, но каждая из них содержит двойное количество ДНК, т.е. хромосомы двухроматидные).

После первого деления интерфаза очень короткая (в ней не происходит синтез ДНК), и быстро наступает второе деление. Второе мейотическое деление протекает по типу митоза. В профазе 2 мейозарастворяется ядерная оболочка, и спирализованные хромосомы оказываются в цитоплазме; формируется веретено деления (n2с). В метафазе 2 хромосомы располагаются в плоскости экватора; каждая хромосома состоит из двух хроматид (n2с). В анафазе 2 хромосомы делятся в области центромеры на две хроматиды, которые расходятся к полюсам (2n2с) (по nс у каждого полюса). В телофазе 2 образуются 4 гаплоидные клетки, содержание генетического материала в каждой образовавшейся клетке – nс (гаплоидный набор хромосом, каждая из них состоит из одной хроматиды).

Биологическое значение мейоза:

1. Мейоз обеспечивает поддержание постоянства числа хромосом во всех поколениях организмов, размножающихся половым путем.
2. Мейоз обеспечивает комбинативную изменчивость организмов:

а) в метафазе 1 образуется большое число различных новых комбинаций негомологичных хромосом; б) в профазе 1 происходит кроссинговер, который также приводит перекомбинация генетического материала.