Se reduce el número de cromosomas en una célula. ¿Qué períodos se distinguen en el desarrollo de las células germinales? Describir cómo transcurre el período de maduración (meiosis)

Este artículo te ayudará a aprender sobre el tipo de división celular. Hablaremos breve y claramente sobre la meiosis, sobre las fases que acompañan este proceso, esbozaremos sus características principales, descubriremos qué signos caracterizan la meiosis.

¿Qué es la meiosis?

La división celular por reducción, es decir, la meiosis, es un tipo de división nuclear en la que el número de cromosomas se reduce a la mitad.

Traducido del griego antiguo, meiosis significa reducción.

Este proceso se desarrolla en dos etapas:

• reducción ;

En esta etapa, durante la meiosis, el número de cromosomas en la célula se reduce a la mitad.

• ecuacional ;

Durante la segunda división, se conservan las células haploides.

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Una característica de este proceso es que ocurre solo en células diploides, así como incluso en células poliploides. Y todo porque como resultado de la primera división en la profase 1 en poliploides impares no hay forma de asegurar la fusión por pares de cromosomas.

Fases de la meiosis

En biología, la división se produce en cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase . La meiosis no es una excepción, una característica de este proceso es que ocurre en dos etapas, entre las cuales hay una breve interfase .

Primera Division:

Profase 1 es una etapa bastante complicada de todo el proceso en su conjunto, consta de cinco etapas, que se enumeran en la siguiente tabla:

La profase termina con la formación de un huso de fisión, la destrucción de las membranas nucleares y del propio nucléolo.

metafase La primera división es importante porque los cromosomas se alinean a lo largo de la parte ecuatorial del huso de división.

Durante anafase 1 los microtúbulos se contraen, los bivalentes se separan y los cromosomas divergen hacia diferentes polos.

A diferencia de la mitosis, en la etapa de anafase, los cromosomas completos, que constan de dos cromátidas, parten hacia los polos.

En el escenario telofase los cromosomas se desspiralizan y se forma una nueva envoltura nuclear.

Arroz. 1. Esquema de meiosis de la primera etapa de división.

Segunda División tiene las siguientes caracteristicas:

• Para profase 2 son características la condensación de los cromosomas y la división del centro celular, cuyos productos de fisión divergen hacia los polos opuestos del núcleo. La membrana nuclear se destruye, se forma un nuevo huso de división, que se encuentra perpendicular al primer huso.
• Durante metafase Los cromosomas se ubican nuevamente en el ecuador del huso.
• Durante anafase los cromosomas se dividen y las cromatidas se ubican en diferentes polos.
• telofase marcada por la desespiralización de los cromosomas y la aparición de una nueva envoltura nuclear.

Arroz. 2. Esquema de meiosis de la segunda etapa de división.

Como resultado, se obtienen cuatro células haploides a partir de una célula diploide mediante dicha división. En base a esto, concluimos que la meiosis es una forma de mitosis, como resultado de lo cual se forman gametos a partir de células diploides de las glándulas sexuales.

El significado de la meiosis.

Durante la meiosis, en la etapa de profase 1, ocurre el proceso cruzando - recombinación de material genético. Además, durante la anafase, tanto la primera como la segunda división, los cromosomas y las cromátidas divergen hacia diferentes polos en un orden aleatorio. Esto explica la variabilidad combinatoria de las células originales.

En la naturaleza, la meiosis es de gran importancia, a saber:

• Este es uno de los pasos principales en la gametogénesis;

Arroz. 3. Esquema de gametogénesis

• Realiza la transferencia del código genético durante la reproducción;
• Las células hijas resultantes no son similares a la célula madre y también difieren entre sí.

La meiosis es muy importante para la formación de las células germinales, ya que como resultado de la fecundación de los gametos, los núcleos se fusionan. De lo contrario, el número de cromosomas en el cigoto sería el doble. Debido a esta división, las células germinales son haploides y durante la fecundación se restablece la diploidía de los cromosomas.

¿Qué hemos aprendido?

La meiosis es un tipo de división celular eucariota en la que se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide al reducir el número de cromosomas. Todo el proceso tiene lugar en dos etapas: reducción y ecuacional, cada una de las cuales consta de cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. La meiosis es muy importante para la formación de gametos, para la transmisión de información genética a las generaciones futuras y también para la recombinación de material genético.

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Las células de los organismos multicelulares suelen tener un juego de cromosomas doble o diploide (2 n), ya que un juego de cromosomas entra en el cigoto (el óvulo del que se desarrolla el organismo) como resultado de la fertilización de cada padre. Por lo tanto, todos los cromosomas del conjunto están emparejados, son homólogos, uno del padre, el otro de la madre. En las células, este conjunto permanece constante debido a la mitosis.

Las células sexuales (gametos), óvulos y espermatozoides (o espermatozoides en las plantas), tienen un juego de cromosomas único o haploide (n). Este conjunto de gametos se obtiene a través de la meiosis (de la palabra griega meiosis - reducción). En el proceso de meiosis, ocurre una duplicación de cromosomas y dos divisiones: reducción y ecuacional (igual). Cada uno de ellos consta de una serie de fases: interfase, profase, metafase, anafase y telofase (fig. 1).

En la interfase I (la primera división), se produce la duplicación - reduplicación - de los cromosomas. Cada cromosoma consta entonces de dos cromátidas idénticas conectadas por un solo centrómero. En la profase I de la meiosis, se produce el emparejamiento (conjugación) de cromosomas homólogos duplicados, que forman bivalentes que constan de cuatro cromátidas. En este momento, se produce la espiralización, el acortamiento y el engrosamiento de los cromosomas. En la metafase I, los cromosomas homólogos emparejados se alinean en el ecuador de la célula; en la anafase I, divergen hacia sus polos opuestos; en la telofase I, la célula se divide. Después de la primera división, solo un cromosoma duplicado de cada par de cromosomas homólogos ingresa a cada una de las dos células, es decir, hay una disminución (reducción) en el número de cromosomas a la mitad.

Después de la primera división, pasa una breve interfase II (segunda división) en las células sin duplicar los cromosomas. La segunda división procede como la mitosis. En la metafase II, los cromosomas, que constan de dos cromátidas, se alinean en el ecuador de la célula. En la anafase II, las cromátidas divergen hacia los polos. En la telofase II, ambas células se dividen. Se ha establecido que existe una relación directa entre el conjunto de cromosomas en el núcleo (2 n o n) y la cantidad de ADN en él (indicado por la letra C). En una célula diploide hay el doble de ADN (2C) que en una célula haploide (C). En la interfase I de una célula diploide, antes de prepararla para la división, se produce la replicación del ADN, su número se duplica y llega a ser igual a 4C. Después de la primera división, la cantidad de ADN en las células hijas disminuye a 2C, después de la segunda división, a 1C, que corresponde al conjunto haploide de cromosomas.

El significado biológico de la meiosis es el siguiente. En primer lugar, en varias generaciones, el conjunto de cromosomas característico de esta especie se conserva, ya que durante la fertilización se fusionan gametos haploides y se restaura el conjunto de cromosomas diploides.

Además, en la meiosis ocurren procesos que aseguran la implementación de las leyes básicas de la herencia: en primer lugar, debido a la conjugación y la posterior divergencia obligatoria de los cromosomas homólogos, se implementa la ley de la pureza de los gametos: solo un cromosoma de un par de homólogos y, por lo tanto, solo un alelo de un par ingresa a cada gameto: A o a, B o b.

En segundo lugar, la segregación aleatoria de cromosomas no homólogos en la primera división asegura la herencia independiente de rasgos controlados por genes ubicados en diferentes cromosomas y conduce a la formación de nuevas combinaciones de cromosomas y genes (Fig. 2).

En tercer lugar, los genes ubicados en el mismo cromosoma exhiben herencia ligada. Sin embargo, pueden combinarse y formar nuevas combinaciones de genes como resultado del entrecruzamiento, el intercambio de regiones entre cromosomas homólogos, que ocurre durante su conjugación en la profase de la primera división (Fig. 3).

Así, se pueden distinguir dos mecanismos para la formación de nuevas combinaciones (recombinación genética) en la meiosis: la segregación aleatoria de cromosomas no homólogos y el entrecruzamiento.

¿Qué períodos se distinguen en el desarrollo de las células germinales? Describe cómo transcurre el período de maduración (meiosis).

En el proceso de gametogénesis (la formación de células germinales), se distinguen cuatro etapas.

1. El período de reproducción se caracteriza por la división mitótica de las células germinales primarias; mientras su número aumenta.

2. El período de crecimiento consiste en aumentar el tamaño de la célula. Al final del período en la interfase I, se produce la replicación del ADN. La fórmula de la celda se convierte en 2n4c.

3. El período de maduración (meiosis). Durante la meiosis, las células se dividen dos veces.

Como resultado de la I división meiótica (reducción) en las células hijas, se produce una disminución (reducción) en el número de cromosomas de 2 veces.

Profase I. Fórmula celular 2n4c. Enrollamiento de ADN en progreso. Los cromosomas se acortan y espesan, haciéndose visibles como hilos largos y delgados. Se produce la conjugación de cromosomas homólogos. La conjugación es el proceso de aproximación exacta y estrecha de cromosomas homólogos, en el que cada punto de un cromosoma se combina con el punto correspondiente de otro cromosoma homólogo. Homólogo - estos son cromosomas emparejados que son idénticos en estructura, que contienen en los mismos loci genes alélicos responsables de los mismos rasgos. Los cromosomas se mantienen unidos por una conexión similar a una cremallera. La conexión está formada por filamentos de proteínas con un engrosamiento en los extremos libres. Como resultado de la conjugación, se forma un bivalente (tétrada), que consta de cuatro cromátidas. En el futuro, el entrecruzamiento puede ocurrir entre cromosomas homólogos, un intercambio de regiones homólogas. La probabilidad de entrecruzamiento para cada cromosoma es del 50%. En este caso, dos sitios de intercambio de cromátidas no hermanas adyacentes. Como resultado del entrecruzamiento, cada cromosoma resulta estar formado por una cromátida con un conjunto de genes sin cambios y la segunda con genes recombinados (todas las cromátidas en el bivalente son diferentes). La espiralización de los cromosomas se intensifica, surgen fuerzas repulsivas entre ellos. Permanecen conectados en los sitios de cruce donde se forman los quiasmas (cruces). A medida que aumentan la espiralización y la fuerza repulsiva, los quiasmas se desplazan hacia los extremos de los brazos cromosómicos, donde se forman los quiasmas terminales (terminales).

Metafase I. La espiralización de los cromosomas alcanza su máximo. Los bivalentes se alinean a lo largo del ecuador de la célula. En el plano del ecuador, hay secciones de quiasmas terminales, y los centrómeros de los cromosomas homólogos se enfrentan a diferentes polos de la célula, a ellos se une el huso de la división.

Anafase I. Las secciones de los quiasmas terminales se rompen y los cromosomas homólogos del bivalente comienzan a moverse a diferentes polos de la célula.

Como resultado de la división meiótica I, cada célula hija contiene un cromosoma de cada par. Se forman células haploides con la fórmula 1n2c.

La interfase II es corta, no se produce la replicación del ADN. Existe una síntesis de ADN reparadora destinada a restaurar el posible daño a la estructura del ADN que ha surgido en el proceso de entrecruzamiento.

II división meiótica - ecuacional (ecualización). Consiste en adecuar la cantidad de ADN al conjunto cromosómico y procede según el tipo de mitosis. En la anafase II, las cromátidas hermanas, luego de dividirse el centrómero, se vuelven cromosomas independientes y comienzan a moverse a diferentes polos de la célula. Como resultado de la división meiótica II, cada célula haploide (1n2c) produce dos células hijas con la fórmula 1n1c.

4. El período de formación consiste en la adquisición por la célula de la forma y el tamaño apropiados para el desempeño de funciones específicas.

Reducción [número] de cromosomas reducción gamética- reducción de gametos, reducción de [número] de cromosomas.

Reducir el número de cromosomas a la mitad frente al conjunto somático; Rg- una parte integral de la división de reducción (meiosis).

(Fuente: "Diccionario explicativo inglés-ruso de términos genéticos". Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moscú: VNIRO Publishing House, 1995)

Vea qué es "reducción [número] de cromosomas" en otros diccionarios:

Reducción (sin. haplosis obsoleta) en genética, reduciendo a la mitad el número somático de cromosomas; en los animales, por regla general, ocurre durante la formación de células germinales. Reducción selectiva (sin. división de maduración selectiva) P., en la que ... ... Wikipedia

reducción de gametos- reducción [número] de cromosomas Reducción del número de cromosomas a la mitad frente al conjunto somático; Rg una parte integral de la división de reducción (meiosis). [Arefiev V. A., Lisovenko L. A. Diccionario explicativo inglés ruso de términos genéticos 1995 407s.] ... ... Manual del traductor técnico

reducción de gametos. Véase reducción [número] de cromosomas. (Fuente: "Diccionario explicativo inglés ruso de términos genéticos". Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moscú: VNIRO Publishing House, 1995) ... Biología molecular y genética. Diccionario.

I Reducción (del latín reductio retracción, retorno, restauración) en biología es una reducción de tamaño, simplificación de la estructura o pérdida completa de un órgano, tejido o célula en el curso del desarrollo histórico (filogénesis). II Reducción en la regeneración citológica... Enciclopedia médica

REDUCCIÓN- 1. Reducción de órganos o tejidos (hasta que desaparezcan) y muchas veces su pérdida de función en el proceso de ontogénesis o filogénesis. 2. Reducción del número de cromosomas en las células como resultado de la meiosis... Glosario de términos botánicos

reducción gamética- REDUCCIÓN GAMÉTICA DE EMBRIOLOGÍA ANIMAL - una reducción a la mitad del número de cromosomas que se produce durante la meiosis, durante la formación de células germinales - gametos ... Embriología General: Diccionario Terminológico

- (del griego. méiosis reducción) división de reducción, división de maduración, un método de división celular, como resultado de lo cual hay una disminución (reducción) en el número de cromosomas a la mitad y una célula diploide (que contiene dos conjuntos de cromosomas) ... ... Gran enciclopedia soviética

- (del griego meiosis reducción), división de maduración, una forma especial de división celular, como resultado de lo cual hay una reducción (disminución) en el número de cromosomas y la transición de las células de un estado diploide a uno haploide ; principal eslabón de la gametogénesis. M abierto B.… … Diccionario enciclopédico biológico

- (del griego meiosis reducción) o reducción división celular división del núcleo de una célula eucariota con una reducción a la mitad del número de cromosomas. Ocurre en dos etapas (etapas de reducción y ecuacionales de la meiosis). La meiosis no debe confundirse con ... ... Wikipedia

Unidad elemental de vida. La célula está delimitada de otras células o del ambiente externo por una membrana especial y tiene un núcleo o su equivalente, que contiene la mayor parte de la información química que controla la herencia. Mediante el estudio… … Enciclopedia Collier

Proceso maduración de ovocitos el primer orden comienza en el momento en que se libera del folículo. Como en los machos, aquí pasan rápidamente dos divisiones, pero en lugar de cuatro gametos funcionales, las hembras acaban formando uno solo. Con cada división de maduración, aquí también se forman dos células. Pero uno de ellos recibe del ovocito de primer orden prácticamente todas las reservas de alimento, mientras que el otro recibe casi o nada y muere pronto.
Celúla, que no recibió material de yema, originalmente se denominó "cuerpo polar". Este es un ovocito con una cantidad reducida de citoplasma.

Primero división la maduración suele tener lugar en el ovario justo antes de la ruptura del folículo. En esta división, un ovocito de primer orden se divide en dos oocitos de segundo orden. Uno de ellos recibe poco citoplasma y se denomina primer cuerpo polar. La segunda división de la maduración no ocurre hasta que el óvulo es liberado del ovario y (en los mamíferos) ingresa un espermatozoide. En la segunda división, el ovocito de segundo orden, que ha recibido todas las reservas de alimento, vuelve a dividirse. La mayor parte del citoplasma durante esta división también pasa a uno de los dos óvulos resultantes, ahora llamado óvulo maduro.

Otro ootida es el segundo cuerpo polar. A veces, el primer cuerpo polar también se divide, lo que indica la homología de las divisiones de maduración en ambos sexos. Por lo general, sin embargo, degenera un poco antes. El segundo cuerpo polar degenera de manera similar poco después de su aparición, dejando solo uno de los cuatro oótidos potenciales que puede funcionar normalmente.

Reducción del número de cromosomas durante la maduración

Al mismo tiempo con revisado fenómenos anteriores Durante la maduración de los gametos sexuales masculinos y femeninos, se producen cambios en su sustancia nuclear, que también son de gran importancia. La cromatina es una parte esencial del núcleo. En una célula en reposo, la cromatina se dispersa por todo el núcleo, formando pequeños gránulos. En una célula en división, estos gránulos se combinan en cuerpos de varias longitudes y formas: los cromosomas.

Según ellos comportamiento en la división celular, en la maduración de las células germinales, en la partenogénesis y en relación con los datos genéticos, sabemos que los cromosomas juegan un papel crucial en la herencia, determinando el camino a lo largo del cual debe proceder el desarrollo individual.

con mitosis división las células cromosómicas se ubican en el plano ecuatorial del huso, se dividen con precisión matemática a lo largo, y cada cromosoma hijo pasa a una de las nuevas células. Luego, tanto los cromosomas como el citoplasma crecen hasta que están listos para la siguiente división.

Bastante no solo que toda célula surge de una célula preexistente, como afirmó Virchow hace unos cien años en su célebre frase "Omnis cellula e cellula", pero ahora sabemos que todo cromosoma surge también de un cromosoma preexistente. También sabemos que la célula hija es similar a la célula madre porque tiene los mismos cromosomas.

Se sabe que cualquier En una especie animal, todas las células del cuerpo tienen el mismo número de cromosomas. En el gusano redondo del caballo (Ascaris megalocephala), su número es solo de cuatro (a excepción de los cromosomas sexuales), por lo que esta forma nos ha dado mucha información sobre los cromosomas. Drosophila, la mosca de la fruta, tiene solo ocho cromosomas; como estas moscas se crían fácilmente por miles, han contribuido enormemente a nuestro conocimiento de la naturaleza de la herencia. Entre los mamíferos, el número más pequeño - 22 cromosomas - tiene la zarigüeya, cuyos experimentos ayudaron a Painter en su descubrimiento de los cromosomas sexuales en los mamíferos.

Basado esta obra Pintor pudo determinar los cromosomas sexuales en una persona y establecer que tiene 48 de ellos.
Si minuciosamente estudiar los cromosomas presentes en las células de una especie, quedará claro que cada cromosoma tiene sus propias propiedades. No son en absoluto iguales, como lamentablemente se muestra en muchas imágenes simplificadas de la mitosis. Además, los cromosomas existen en pares, cuyos miembros son iguales en tamaño y forma. Los componentes de estos pares no están necesariamente uno al lado del otro en el huso de la mitosis somática normal, pero micromedidas y comparaciones metódicas han permitido a los citólogos organizar los cromosomas celulares en pares similares.

El significado de este interesante hecho se discutirá más adelante en relación con la maduración y la fertilización.
genética confirmado y amplió el descubrimiento de los citólogos sobre el significado biológico de los cromosomas. Los elementos hereditarios, o "genes", se ven como cuerpos que se reparan a sí mismos en los cromosomas, y cada gen define un "rasgo único" particular. Los genes de varios rasgos parecen estar ubicados en un lugar específico del cromosoma. Esto se ha establecido mediante la cría de animales de tal manera que se modifican ciertos rasgos. Un estudio microscópico de células germinales en individuos que exhiben o han perdido estas características reveló cambios correspondientes en la sustancia de los cromosomas.

Ciertamente, genes, como los átomos, son de tamaño ultramicroscópico. El biólogo puede juzgar su existencia y disposición sólo observando las combinaciones y recombinaciones de sustancias en las que cree que están presentes los genes, del mismo modo que el físico juzga la estructura electrónica de un átomo, que no puede ver. Así, a partir de una variedad de datos, quedó absolutamente claro que los cromosomas son los eslabones más importantes en una cadena interminable de herencia. Un cierto número de pares de cromosomas se conserva constantemente debido a la mitosis en todas las células de un individuo y se transmite con la ayuda de gametos a los organismos de las próximas generaciones.