Мейоз, его биологическое значение, патология

⇐ Предыдущая 23 24 25 26 272829 30 31 32 Следующая ⇒

Центральным событием гаметогенеза является особая форма клеточного деления — мейоз – тип деления эукариотических клеток, при котором происходит редукция числа хромосом, то есть из диплоидной (2n) клетка становится гаплоидной (n). Характерен только для половых клеток в период их созревания. Является центральным звеном гаметогенеза у животных и спорогенеза у растений. В результате мейоза получаются гаплоидные ядра, при слиянии которых во время оплодотворения восстанавливается диплоидный набор хромосом. В отличие от широко распространенного митоза, сохраняющего в клетках постоянное диплоидное число хромосом, мейоз приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных гамет. При последующем оплодотворении гаметы формируют организм нового поколения с диплоидным кариотипом (nс + nс = 2n2c). В этом заключается важнейшее биологическое значение мейоза, который возник и закрепился в процессе эволюции у всех видов, размножающихся половым путем.

Мейоз состоит из двух быстро следующих одно за другим делений, происходящих в периоде созревания. В каждом мейотическом делении выделяют четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Удвоение ДНК для этих делений осуществляется однократно в периоде роста. Второе деление мейоза следует за первым практически сразу так, что наследственный материал не синтезируется в промежутке между ними.

Фаза мейоза	Содержание изменений
Первое мейотическое деление (редукционное), приводит к образованию из диплоидных клеток (2n2с) гаплоидных клеток (формула генетического материала n2с)
Профаза 1- го мейотического деления	Три основных процесса: 1) конъюгация гомологичных хромосом; 2) образование бивалентов хромосом или тетрад хроматид; 3) кроссинговер
Лептотена	Стадия тонких нитей,наиболее ранняя стадия профазы I мейоза, в которой начинается спирализация хромосом, и они становятся видимыми в микроскоп как длинные и тонкие нити.
Зиготена	Гомологичные хромосомы попарно соединяются друг с другом (конъюгация). Образуются тетрады (бивалент). Их соединяют белки синаптонемального комплекса («замок-молния»), в которых поперечные мостики соединены одним длинным. Проводят в стадии конъюгации 1 неделю.
Пахитена	Стадия толстых нитей. Хромосомы утолщаются, в это время могут «сломаться» одновременно в 2 хроматидах, принадлежащих разным гомологам. При восстановлении разрыва получается так, что ДНК 1-го гомолога оказывается соединенной с ДНК другой гомологичной хромосомы. Происходит обмен участками между отцовскими и материнскими хромосомами – кроссинговер – 1 из 3-х источников генетической изменчивости.
Диплотена	Характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами, которые начинают отдаляться друг от друга в первую очередь в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера — хиазмах. В каждой хиазме осуществляется обмен участками хроматид. Хромосомы спирализуются и укорачиваются.
Диакинез	Завершающая стадия профазы I мейоза, в которой гомологичные хромосомы удерживаются вместе лишь в отдельных точках хиазм. Биваленты приобретают причудливую форму колец, крестов, восьмерок и т.д. Таким образом, несмотря на возникающие между гомологичными хромосомами силы отталкивания, в профазе I не происходит окончательного разрушения бивалентов. Диакинез характеризуется максимальной спирализацией, укорочением и утолщением хромосом. Отталкивание хромосом продолжается, но они остаются соединенными в биваленты своими концами. Ядрышко и ядерная оболочка растворяются. Центриоли расходятся к полюсам. Особенностью мейоза в оогенезе является наличие специальной стадии — диктиотены, отсутствующей в сперматогенезе. На этой стадии, достигаемой у человека еще в эмбриогенезе, хромосомы, приняв особую морфологическую форму «ламповых щеток», прекращают какие-либо дальнейшие структурные изменения на многие годы. По достижении женским организмом репродуктивного возраста под влиянием лютеинизирующего гормона гипофиза, как правило, один овоцит ежемесячно возобновляет мейоз.
Метафаза I	Завершается формирование веретена деления. Его нити прикрепляются к центромерам хромосом, объединенных в биваленты, таким образом, что от каждой центромеры идет лишь одна нить к одному из полюсов веретена. В результате нити, связанные с центромерами гомологичных хромосом, направляясь к разным полюсам, устанавливают бивалентны в плоскости экватора веретена деления.
Анафаза I	Ослабляются связи между гомологичными хромосомами в бивалентах, и они отходят друг от друга, направляясь к разным полюсам веретена деления. При этом к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид.
Телофаза I	У полюсов веретена собирается одинарный, гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК.
Интерфаза II Эта стадия есть только у животных клеток. Во время интерфазы между первым и вторым делением в S период не происходит редупликация молекул ДНК
Второе мейотическое деление (эквационное), приводит к образованию клеток, в которых содержание генетического материала в хромосомах будет соответствовать их однонитчатой структуре nс. Это деление протекает, как митоз, только клетки, вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом. В процессе такого деления материнские двунитчатые хромосомы, расщепляясь, образуют дочерние однонитчатые.
Профаза II	Хромосомы утолщаются и укорачиваются. Ядрышко и ядерная оболочка разрушаются. Образуется веретено деления.
Метафаза II	Хромосомы выстраиваются вдоль экватора. Нити ахроматинового веретена отходят к полюсам. Образуется метафазная пластинка.
Анафаза II	Центромеры делятся и тянут за собой к противоположным полюсам отделившиеся друг от друга хроматиды, называемые хромосомами.
Телофаза II	Хромосомы деспирализуются, становятся невидимыми. Нити веретена исчезают. Вокруг ядер формируется ядерная оболочка. Ядра содержат гаплоидный набор хромосом. Происходит деление цитоплазмы и образование клеточной стенки у растений. Из одной исходной клетки образуются четыре гаплоидных клетки.

Биологическое значение мейоза: образование клеток с редуцированным набором хромосом и поддержание постоянства кариотипа в ряду поколений организмов, размножающихся половым путем. Мейоз – основа комбинативной изменчивости, обеспечивая генетическое разнообразие гамет, благодаря процессам кроссинговера, расхождения и комбинаторики мужских и женских хромосом.

Патология мейоза

1) Утрата/удвоение нуклеотидной последовательности в хроматидах в результате делеции/дупликации из-за нарушения кроссинговера.

2) Нарушение расхождения бивалентов в анафазе I мейоза – изменяется количество хромосом в n (XO, XXX) – анэуплоидия.

3) Повреждение механизма распределения гомологичных хромосом между полюсами веретена деления (при его разрушении) – неразделившаяся клетка в мейоз II вступает диплоидной – полиплоидия.

⇐ Предыдущая 23 24 25 26 272829 30 31 32 Следующая ⇒

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных