Анатомо-Лексикон

мейоз

визначення

Мейоз - це особлива форма поділу ядра, яка також відома як поділ зрілості. Він містить два відділи, які перетворюють диплоїдну батьківську клітину на чотири гаплоїдні дочірні клітини.

Ці дочірні клітини містять 1 хроматиду хромосоми і не є ідентичними. Ці статеві клітини необхідні для статевого розмноження.

вступ

У чоловіків статеві клітини - це сперматозоїди, що утворюються в яєчках. Еквівалентом у жінок є яйцеклітини, які вона має з народження.

Гаплоїдна статева клітина від кожного з батьків зливається у подвійний набір хромосом, які можна знайти у всіх інших клітинах організму.

Якщо під час мейозу один з двох відділів несправний, числові хромосомні аберації, такі як трисомія 21 (відомий як синдром Дауна).

Яка функція мейозу?

Функція мейозу полягає у виробленні статевих клітин як у жіночих, так і у чоловічих живих істотах. Вони необхідні для статевого розмноження і, відповідно, містяться у ссавців та людей.

Після мейозу клітина з подвійним (диплоїдний) Набір хромосом з чотирьох клітин з простим (гаплоїдний) Набір хромосом.

Це зменшення набору хромосом є дуже важливим, оскільки в іншому випадку дві статеві клітини з подвійним набором хромосом злиються між собою під час запліднення. Результатом буде жива істота з чотири рази (тетраплоїдний) Набір хромосом. Ця аномалія хромосоми становить приблизно 5% усіх викиднів.

Окрім зменшення кількості хромосом і продукування статевих клітин, мейоз виконує ще одну функцію. Випадково розподіляючи хроматиди між чотирма дочірніми клітинами, мейоз забезпечує генетичне різноманіття.

Окрім випадкового розподілу геному, відбувається також обмін генетичною інформацією між материнською та батьківською хромосомами. Цей процес відомий як схрещування та ще більше збільшує генетичну рекомбінацію та різноманітність.

Ця тема також може вас зацікавити: Функції клітинного ядра

Який перебіг мейозу?

Процес мейозу завжди однаковий і його можна приблизно розділити на дві частини. Вони, в свою чергу, складаються з декількох фаз, які, проте, однакові в обох підрозділах.

Перший поділ мейозу

Мейоз починається з подвоєння двох хроматид, завдяки чому клітина має подвійний набір хромосом з чотирма хроматидами.Після цього відбувається перший поділ мейозу, при якому дві пари хромосом відокремлюються одна від одної.

Отримані в результаті дві клітини мають хромосому з двома хроматидами. Цей поділ називається редукційним, оскільки подвійний набір хромосом зменшується вдвічі. Він протікає у кілька фаз, які мають ті самі назви, що і при мітозі:

Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза.

Крім того, в цій частині мейозу генетичний матеріал все ще рекомбінується в хромосомах. Це обмін певними ділянками ДНК між двома хромосомами, який відомий як кросинговер.

Другий відділ мейозу

Друга частина мейозу складається з так званого розподілу рівнянь. Тут дві сестринські хроматиди відокремлені одна від одної. Всього створено чотири статеві клітини, які як генетичний матеріал містять лише одну хроматиду.

Як і в першому мейотичному поділі, чотири фази (Профаза, метафаза, анафаза, телофаза) знайти знову.

Поділ сестринських хроматид у другій частині мейозу можна порівняти з мітозом, оскільки там хроматиди відокремлюються і тягнуться до протилежних клітинних полюсів.

Які фази мейозу?

Мейоз важливий для розвитку статевих клітин і може бути розділений на різні стадії. Перш за все, слід розрізнити мейоз I та мейоз II. Ця класифікація має сенс, оскільки під час мейозу відбуваються два відділи клітин.

Перший поділ називається редукційним, оскільки дві гомологічні хромосоми відокремлені одна від одної. Таким чином, єдиний набір хромосом створюється з подвійного набору хромосом.

Цей перший мейоз можна розділити на чотири фази:

Профаза i
Метафаза I.
Анафаза І.
Телофаза I.

Вихідна клітина має дві хромосоми, які дублюються шляхом реплікації. В результаті виходить клітина з чотирма хроматидами.

У профазі хромосоми стискаються і наближаються одна до одної. Ця просторова близькість обох хромосом важлива для наступного схрещування. Обидві хромосоми обмінюються генетичним матеріалом, що збільшує генетичне різноманіття.

Далі йде метафаза, в якій дві гомологічні хромосоми розташовані в екваторіальній площині. Одночасно формується шпиндельний апарат.

В анафазі пари хромосом відокремлюються одна від одної і тягнуться до протилежних полюсів клітин.

В останню фазу, телофазу, клітинна мембрана звужується так, що створюються дві дочірні клітини. Вони мають простий набір хромосом, але він складається з двох хроматид.

Далі йде другий поділ мейозу. Це називається поділом рівняння і впливає на обидві гаплоїдні дочірні клітини. Під час цього поділу сестринські хроматиди відокремлюються одна від одної, так що в результаті отримують чотири клітини з однією хроматидою.

Мейоз II дуже схожий на мітоз, і його також можна розділити на одні й ті ж фази:

Профаза II
Метафаза II
Анафаза II
Телофаза II

У профазі сестринські хроматиди конденсуються і веретеновий апарат починає формуватися.

У метафазі хроматиди розташовані в екваторіальній площині так, що обидві хроматиди знаходяться приблизно на однаковій відстані від полюса клітини.

В анафазі сестринські хроматиди відокремлюються одна від одної і мігрують у бік клітинного полюса.

У телофазі клітинна мембрана знову звужується і утворюються нові ядерні оболонки.

Це призвело до загальної кількості чотирьох дочірніх клітин, які містять простий набір хромосом у вигляді хроматиди як генетичного матеріалу.

Ці статеві клітини, статеві клітини або гамети, по-різному створюються в обох статей.

У жінок яйцеклітини присутні з народження, але перебувають у своєрідному режимі спокою до статевого дозрівання. З настанням статевої зрілості щомісяця дозріває яйцеклітина, яку потім можна запліднювати.

У чоловіків вироблення сперми в яєчках починається лише до настання статевого дозрівання. На відміну від жінок, чоловіки все ще здатні формувати статеві клітини до глибокої старості.

Яка різниця від мітозу?

Що стосується другого мейотичного поділу, мейоз дуже схожий на мітоз, але між двома відділами ядра клітини існують певні відмінності.

Результат

Результатом мейозу є статеві клітини з простим набором хромосом, придатних для статевого розмноження. Мітоз створює дочірні клітини, які ідентичні одна одній і мають подвійний набір хромосом. Ці клітини не мають функції розмноження, але замінюють старі, мертві або вже не повністю функціональні клітини організму.

Кількість підрозділів

Ще одна відмінність мейозу від мітозу полягає в різній кількості поділів. При мейозі необхідні два відділи. У першому редукційному поділі дві пари хромосом розділяються; у наступному рівнянні поділ дві сестринські хроматиди відокремлюються одна від одної.

На відміну від цього, при мітозі достатньо одного поділу. У цьому єдиному поділі сестринські хроматиди розділені так, що виникають дві генетично однакові дочірні клітини.

Тривалість

Однак мейози та мітози відрізняються не тільки за своєю функцією та кількістю поділів, але й за тривалістю. Мітоз - це відносно швидкий процес, який триває близько години. З іншого боку, мейоз займає набагато більше часу і може застоюватися в одній фазі протягом декількох років або навіть десятиліть.

Це стосується яйцеклітин, які вже створюються при народженні, але всі вони перебувають у режимі сну, поки не досягнуть статевої зрілості.

Розвиток чоловічих статевих клітин, сперми, також займає близько 64 днів. З них близько 24 днів припадають на мейоз.

Ви можете знайти більше інформації з цієї теми за адресою: Мітоз - Пояснення просто!

Що таке перехід?

Кросинговер описує обмін генетичним матеріалом між двома хроматидами. При цьому вони наближаються, перетинаються, а потім обмінюються певними фрагментами ДНК.

Цей процес відбувається під час поділу статевих клітин (мейоз) замість. Кросинговер може бути призначений профазі I, яку можна розділити на п’ять фаз.

Перед початком першого поділу мейозу ДНК подвоюється, так що в клітині є чотири хроматиди. Перша фаза профази I - це Лептотен, в якому хромосоми конденсуються і стають видимими під світловим мікроскопом.

Це наступне Зиготен, в якому хромосоми наближаються одна до одної і створюється гомологічне спарювання хромосом. Ця просторова близькість обох хромосом є необхідною умовою для можливості обміну генетичним матеріалом. Одночасно формується синаптонемний комплекс. Це комплекс з кількох білків, який утворюється між хромосомами і забезпечує їх точне положення.

Надалі Пачітан зараз відбувається фактичний перехід. У двох попередніх фазах у ДНК вже були розриви. Тепер дві хроматиди перетинають одна одну і точки розриву відремонтовані. Хромосоми матері та батька обмінюються невеликими сегментами ДНК. Ці кросовери видно під світловим мікроскопом як хіасмати.

в Диплом синаптонемальний комплекс розчиняється, і хромосоми з’єднуються лише в хіасматах.

В останній фазі профази I, Діакінез, ядерна мембрана розчиняється, мітотичне веретено починає нарощуватись і мейоз може проходити у звичайній послідовності.

Кросинговер використовується для внутрішньохромосомної рекомбінації і разом із випадковим віднесенням генетичного матеріалу до статевих клітин відіграє важливу роль у різноманітності характеристик.

Як виникає трисомія 21?

Трисомія 21 - це захворювання, яке викликане потрійною присутністю 21-ї хромосоми. У здорових клітинах хромосоми дублюються, так що у людини в цілому 46 хромосом. Пацієнт із трисомією 21 має 47 хромосом і має синдром Дауна.

Потрійна присутність 21-ї хромосоми в більшості випадків спричинена помилкою мейозу.

Мейоз перетворює клітину з 4 хроматидами на чотири статеві клітини, кожна з однією хроматидою, через два відділи. Однак помилки можуть траплятися в обох строках погашення. Як результат, хроматиди неправильно розподіляються по статевих клітинах, а слідують статеві клітини з двома хроматидами.

Ці статеві клітини мають продубльовані окремі хромосоми, при синдромі Дауна - 21-ю хромосому. Якщо така яйцеклітина зливається зі здоровою спермою, ембріон має 21-ю хромосому в трьох копіях.

Симптоми цієї числової хромосомної аберації різноманітні і можуть різнитися за ступенем тяжкості. Часто такі діти є духовно відсталими, низькорослими та мають вроджені вади серця.

Ризик розвитку захворювання зростає з віком матері, тому багато вагітні жінки старшого віку воліють проводити дослідження навколоплідних вод.

Якщо у вас є додаткові інтереси до цієї теми, то прочитайте нашу наступну статтю нижче: Синдром Дауна