Fórmulas de meiosis. Breve descripción de las etapas y el esquema de la división celular a través de la meiosis.

Mitosis es un método de división indirecta de células germinales primarias (2p2s), en como resultado de lo cual se forman las células haploides (lnlc), la mayoría de las veces células sexuales.

A diferencia de la mitosis, la meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas, cada una de las cuales está precedida por una interfase (fig. 2.53). La primera división de la meiosis (meiosis I) se llama reducción, ya que en este caso el número de cromosomas se reduce a la mitad, y la segunda división (meiosis II) -ecuacional ya que en su proceso se conserva el número de cromosomas (ver Tabla 2.5).

Interfase I procede como la interfase de la mitosis. Meiosis I se divide en cuatro fases: profase I, metafase I, anafase I y telofase I. B profase yo tienen lugar dos procesos importantes: la conjugación y el cruce. Conjugación es el proceso de fusión de cromosomas homólogos (emparejados) a lo largo de toda su longitud. Los pares de cromosomas formados durante la conjugación se retienen hasta el final de la metafase I.

Transversal- intercambio mutuo de regiones homólogas de cromosomas homólogos (Fig. 2.54). Como resultado del cruzamiento, los cromosomas que recibe el cuerpo de ambos padres adquieren nuevas combinaciones de genes, lo que conduce a la aparición de descendencia genéticamente diversa. Al final de la profase I, como en la profase de la mitosis, el nucleolo desaparece, los centriolos divergen hacia los polos de la célula y la envoltura nuclear se desintegra.

Vmetafase I pares de cromosomas se alinean a lo largo del ecuador de la célula, los microtúbulos del huso de fisión están unidos a sus centrómeros.

V anafase I los cromosomas homólogos completos, que constan de dos cromátidas, divergen hacia los polos.

V telofase I alrededor de los grupos de cromosomas en los polos de la célula, se forman las membranas nucleares, se forman los nucléolos.

Citocinesis I proporciona la separación del citoplasma de las células hijas.

Las células hijas (1n2c) formadas como resultado de la meiosis I son genéticamente heterogéneas, ya que sus cromosomas, que divergen aleatoriamente hacia los polos de la célula, contienen genes diferentes.

Interfase II muy corto, ya que no hay duplicación de ADN en él, es decir, no hay período S.

Meiosis II también dividido en cuatro fases: profase II, metafase II, anafase II y telofase II. V profase II proceden los mismos procesos que en la profase I, con la excepción de la conjugación y el cruce.

V metafase II los cromosomas se encuentran a lo largo del ecuador de la célula.

V anafase II los cromosomas se dividen en centrómeros y las cromátidas ya están estiradas hasta los polos.

V telofase II las membranas nucleares y los nucléolos se forman alrededor de los grupos de cromosomas hijos.

Después citocinesis II la fórmula genética de las cuatro células hijas - 1n1c, sin embargo, todos tienen un conjunto diferente de genes, que es el resultado del cruce y una combinación aleatoria de los cromosomas de los organismos maternos y paternos en las células hijas.

Mitosis(Meiosis griega - disminución, disminución) o división de reducción. Como resultado de la meiosis, se produce una disminución en el número de cromosomas, es decir, a partir del conjunto diploide de cromosomas (2p), se forma un haploide (n).

Mitosis consta de 2 divisiones consecutivas:
La división I se llama reducción o diminutivo.
La división II se llama ecuacional o igualadora, es decir depende del tipo de mitosis (lo que significa que el número de cromosomas en las células madre e hija sigue siendo el mismo).

El significado biológico de la meiosis es que cuatro células haploides se forman a partir de una célula madre con un conjunto diploide de cromosomas, por lo que el número de cromosomas se reduce a la mitad y la cantidad de ADN es cuatro veces mayor. Como resultado de esta división, se forman células sexuales (gametos) en animales y esporas en plantas.

Las fases también se denominan como en la mitosis, y antes del inicio de la meiosis, la célula también pasa por una interfase.

La profase I es la fase más larga y se divide convencionalmente en 5 etapas:
1) Leptonema (leptoteno)- o la etapa de filamentos finos. Hay una espiralización de los cromosomas, el cromosoma consta de 2 cromátidas, engrosamientos o grupos de cromatina, que se llaman cromómeros, son visibles incluso en filamentos delgados de cromatidas.
2) Zigonema (cigoteno, griego fusionar subprocesos): la etapa de subprocesos emparejados. En esta etapa, los cromosomas homólogos (del mismo tamaño) convergen en pares, se atraen y se unen entre sí a lo largo de toda su longitud, es decir. conjugado en la región de los cromómeros. Parece un cierre de cremallera. Un par de cromosomas homólogos se denominan bivalentes. El número de bivalentes es igual al conjunto haploide de cromosomas.
3) Pachinema (paquiteno, Griego. grueso) - la etapa de hilos gruesos. Se está llevando a cabo una espiralización adicional de los cromosomas. Luego, cada cromosoma homólogo se divide en la dirección longitudinal y se hace claramente visible que cada cromosoma consta de dos cromátidas, tales estructuras se llaman tétradas, es decir. 4 cromátidas. En este momento, hay un cruce, es decir intercambio de regiones homólogas de cromátidas.
4) Diplonema (diploteno)- la etapa de doble hebra. Los cromosomas homólogos comienzan a repeler, se alejan unos de otros, pero mantienen la interconexión con la ayuda de puentes: el quiasma, estos son los lugares donde se produce el cruce. En cada compuesto de cromátida (es decir, quiasma), se intercambian regiones de cromátida. Los cromosomas se vuelven en espiral y se acortan.
5) Diaquinesia- la etapa de hebras dobles separadas. En esta etapa, los cromosomas están completamente compactados y teñidos intensamente. La membrana nuclear y los nucléolos se destruyen. Los centriolos se mueven hacia los polos de la célula y forman los filamentos del huso de fisión. El conjunto de cromosomas de la profase I es - 2n4c.
Así, en la profase I:
1. conjugación de cromosomas homólogos;
2. la formación de bivalentes o tétradas;
3. cruzando.

Dependiendo de la conjugación de cromátidas, puede haber diferentes tipos de cruces: 1 - correcto o incorrecto; 2 - igual o desigual; 3 - citológico o eficaz; 4 - simple o múltiple.

Metafase I: la espiralización del cromosoma alcanza su máximo. Los bivalentes se alinean a lo largo del ecuador de la célula, formando una placa de metafase. Los hilos del huso de fisión están unidos a centrómeros de cromosomas homólogos. Los bivalentes están conectados a diferentes polos de la celda.
El conjunto de cromosomas de la metafase I es - 2n4c.

Anafase I: los centrómeros del cromosoma no se dividen, la fase comienza con la división del quiasma. Los cromosomas completos, no las cromátidas, divergen hacia los polos de la célula. Solo uno de un par de cromosomas homólogos ingresa a las células hijas, es decir, se redistribuyen aleatoriamente. En cada polo, resulta que el conjunto de cromosomas es 1n2c y, en general, el conjunto de cromosomas de la anafase I es 2n4c.

Telofase I: en los polos de la célula hay cromosomas completos, que constan de 2 cromátidas, pero su número se ha vuelto 2 veces menor. En los animales y algunas plantas, las cromátidas están despiralizadas. Se forma una membrana nuclear a su alrededor en cada polo.
Luego viene la citocinesis
... El conjunto de cromosomas de células formado después de la primera división es - n2c.

No hay período S entre las divisiones I y II, y no se produce la replicación del ADN. los cromosomas ya están duplicados y consisten en cromátidas hermanas, por lo tanto, la interfase II se llama interquinesis, es decir, hay un movimiento entre dos divisiones.

La profase II es muy corta y avanza sin cambios significativos, si no se forma una envoltura nuclear en la telofase I, entonces se forman inmediatamente los hilos del huso de fisión.

Metafase II: los cromosomas se alinean a lo largo del ecuador. Los filamentos del huso están unidos a los centrómeros de los cromosomas.
El conjunto de cromosomas de la metafase II es - n2c.

Anafase II: los centrómeros se dividen y los filamentos del huso separan las cromátidas en diferentes polos. Las cromátidas hermanas se denominan cromosomas hijos (o las cromátidas maternas serán cromosomas hijos).
El conjunto cromosómico de la anafase II es -2n2c.

Telofase II: los cromosomas se desespiralizan, se estiran y luego se distinguen poco. Se forman membranas nucleares y nucléolos. La telofase II termina con citocinesis.
El conjunto de cromosomas después de la telofase II es - nc.

Esquema de división meiótica

Con una disminución en el número de cromosomas a la mitad. Ocurre en dos etapas (etapas de reducción y ecuación de la meiosis). La meiosis no debe confundirse con la gametogénesis, la formación de células germinales especializadas, o gametos, a partir de células madre indiferenciadas. Con una disminución en el número de cromosomas como resultado de la meiosis en ciclo vital hay una transición de la fase diploide a la fase haploide.

La restauración de la ploidía (la transición de la fase haploide a la diploide) ocurre como resultado del proceso sexual. Debido al hecho de que en la profase de la primera, reducción, etapa, fusión por pares (conjugación) de cromosomas homólogos, el curso correcto de la meiosis es posible solo en células diploides o incluso en poliploides (células tetra, hexaploides, etc. ).

La meiosis también puede ocurrir en poliploides extraños (células tri-, pentaploides, etc.), pero en ellos, debido a la imposibilidad de proporcionar una fusión por pares de cromosomas en la profase I, los cromosomas divergen con trastornos que amenazan la viabilidad de la célula o el desarrollo. de él un organismo haploide multicelular. El mismo mecanismo subyace a la esterilidad de los híbridos interespecíficos.

Dado que los híbridos interespecíficos en el núcleo de las células combinan los cromosomas de los padres que pertenecen a diferentes tipos, los cromosomas generalmente no pueden entrar en conjugación. Esto conduce a alteraciones en la separación de los cromosomas durante la meiosis y, en última instancia, a la no viabilidad de las células germinales o gametos. Ciertas restricciones en la conjugación de cromosomas también son impuestas por mutaciones cromosómicas (deleciones, duplicaciones, inversiones o translocaciones a gran escala).

Fases de la meiosis.

La meiosis consta de 2 divisiones consecutivas con una breve interfase entre ellas.

Profase I- la profase de la primera división es muy compleja y consta de 5 etapas:

Fase leptotenos o leptonemas- empaquetado de cromosomas.

- Zygotena o zigonema- conjugación (conexión) de cromosomas homólogos con la formación de estructuras que constan de dos cromosomas conectados, llamados tétradas o bivalentes.

- Paquitena o paquinema- cruzamiento (cross), intercambio de sitios entre cromosomas homólogos; los cromosomas homólogos permanecen conectados.

- Diplotena o diplonema- hay una descondensación parcial de los cromosomas, mientras que parte del genoma puede funcionar, hay procesos de transcripción (formación de ARN), traducción (síntesis de proteínas); los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí.

- Diaquinesis- El ADN se vuelve a condensar tanto como sea posible, los procesos sintéticos se detienen, la capa nuclear se disuelve; los centriolos divergen hacia los polos; los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí.

• Metafase I- los cromosomas bivalentes se alinean a lo largo del ecuador de la célula.
• Anafase I- los microtúbulos se contraen, los bivalentes se dividen y los cromosomas divergen hacia los polos. Es importante señalar que, debido a la conjugación de los cromosomas en el cigoteno, los cromosomas completos, cada uno de los cuales consta de dos cromátidas, divergen hacia los polos y no las cromátidas separadas, como en la mitosis.
• Telofase I

La segunda división de la meiosis sigue inmediatamente a la primera, sin una interfase pronunciada: el período S está ausente, ya que no hay replicación del ADN antes de la segunda división.

• Profase II- Se produce la condensación de los cromosomas, el centro celular se divide y los productos de su división divergen hacia los polos del núcleo, se destruye la envoltura nuclear, se forma un huso de fisión.
• Metafase II- Los cromosomas univalentes (cada uno de los cuales consta de dos cromátidas) se encuentran en el "ecuador" (a la misma distancia de los "polos" del núcleo) en un plano, formando la denominada placa de metafase.
• Anafase II- los univalentes se dividen y las cromátidas divergen hacia los polos.
• Telofase II- los cromosomas se desespiralizan y aparece una envoltura nuclear.

Como resultado, se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide. En los casos en los que la meiosis se asocia con la gametogénesis (por ejemplo, en animales multicelulares), durante el desarrollo de los ovocitos, la primera y segunda división de la meiosis son marcadamente desiguales. Como resultado, se forman un huevo haploide y dos llamados cuerpos de reducción (derivados abortivos de la primera y segunda divisiones).

Crossingo? Ver(otro nombre en biología cruce de caminos) - el fenómeno del intercambio de regiones de cromosomas homólogos durante la conjugación en la meiosis. Además de meiótico, también se ha descrito el cruzamiento mitótico. Dado que el cruce perturba el patrón de herencia ligada, se ha utilizado para mapear "grupos de ligamiento" (cromosomas).

La posibilidad de mapeo se basó en la suposición de que cuanto más a menudo se observa el cruzamiento entre dos genes, más lejos se encuentran estos genes en el grupo de ligamiento y más a menudo se observarán desviaciones de la herencia ligada. Los primeros mapas cromosómicos se construyeron en 1913 para el objeto experimental clásico de la mosca de la fruta. Drosophila melanogaster Alfred Sturtevant, alumno y colaborador de Thomas Hunt Morgan.

), cada uno de los cuales contiene la mitad del conjunto somático de cromosomas original. Durante la meiosis, se produce una recombinación genética entre cromosomas homólogos.

Así, la meiosis es un tipo de división celular en la que hay una disminución (reducción) en el número de cromosomas a la mitad: de diploide (2n) a haploide (1n). Al mismo tiempo, es gracias a la meiosis que se crean nuevas combinaciones de material genético a través de varias combinaciones de genes maternos y paternos. Hay que recordar que el genoma de cada célula consta de la mitad de los cromosomas paternos, la mitad de los maternos: 46 cromosomas de cada persona se combinan en 23 pares de cromosomas homólogos, cada uno de los cuales tiene un cromosoma paterno y otro. materno. Los cromosomas homólogos en un par tienen el mismo tamaño y forma, en las mismas regiones contienen genes que determinan las mismas características del organismo, pero las formas específicas de estos genes (alelos) pueden ser diferentes. La interacción de genes alélicos determina la manifestación de rasgos.

La meiosis es similar en casi todos los organismos. Consta de dos divisiones consecutivas: la primera y la segunda, y la replicación del ADN precede solo a la primera división. La meiosis, al igual que la mitosis, involucra cromosomas que constan de dos cromátidas hermanas. Sin embargo, los cromosomas después de la interfase premeiótica son ligeramente diferentes de los cromosomas que entran en la mitosis. La principal diferencia radica en el hecho de que las proteínas cromosómicas no se sintetizan por completo y la replicación del ADN también es incompleta: en algunas regiones de los cromosomas, el ADN no se replicó por completo. Hay poco ADN de ese tipo, solo unas milésimas. Estas diferencias en la composición de los cromosomas son suficientes para que su comportamiento en la primera profase de la meiosis difiera del comportamiento en la profase mitótica (Fig. 71).

La comprensión del hecho de que las células sexuales son haploides y, por lo tanto, deben formarse utilizando un mecanismo especial de división celular, surgió como resultado de observaciones que, además, sugirieron casi por primera vez que los cromosomas contienen información genética. En 1883 se descubrió que los núcleos del óvulo y el esperma de cierto tipo de gusano contienen solo dos cromosomas, mientras que en un óvulo fecundado ya hay cuatro. La teoría cromosómica de la herencia podría explicar la paradoja de larga data de que los roles del padre y la madre en la determinación de las características de la descendencia a menudo parecen ser los mismos, a pesar de la enorme diferencia en el tamaño del óvulo y el espermatozoide.

Otro punto importante de este descubrimiento fue. que las células germinales deben formarse como resultado Fisión nuclear tipo especial, en el que todo el conjunto de cromosomas se divide exactamente a la mitad. Este tipo de división se llama meiosis (una palabra de origen griego que significa "disminución". Este proceso ocurre tanto durante la mitosis como durante la meiosis). El comportamiento de los cromosomas durante la meiosis, cuando su número se reduce, resultó ser más complejo. de lo que se pensaba anteriormente. Por lo tanto, fue posible establecer las características más importantes de la división meiótica solo a principios de los años 30 como resultado de una gran cantidad de estudios cuidadosos que combinaron citología y genética.

Durante la primera división de la meiosis, cada célula hija hereda dos copias de uno de los dos homólogos y, por lo tanto, contiene una cantidad diploide de ADN.

El desarrollo y crecimiento de organismos vivos es imposible sin el proceso de división celular. En la naturaleza, existen varios tipos y métodos de división. En este artículo, le informaremos breve y claramente sobre la mitosis y la meiosis, le explicaremos el significado principal de estos procesos, le presentaremos en qué se diferencian y en qué se parecen.

Mitosis

El proceso de división indirecta o mitosis se encuentra con mayor frecuencia en la naturaleza. En ella se basa la división de todas las células no sexuales existentes, a saber, músculos, nervios, epiteliales y otras.

La mitosis consta de cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. El papel principal de este proceso es la distribución equitativa codigo genetico de una célula madre a dos hijos. Al mismo tiempo, las células de la nueva generación son similares a las de la madre.

Arroz. 1. Esquema de la mitosis

El tiempo entre los procesos de fisión se llama interfase ... Muy a menudo, la interfase es mucho más larga que la mitosis. Este período se caracteriza por:

• síntesis de proteínas y Moléculas de ATP en una jaula;
• duplicación de cromosomas y formación de dos cromátidas hermanas;
• un aumento en el número de orgánulos en el citoplasma.

Mitosis

La división de las células germinales se llama meiosis, se acompaña de una disminución en la cantidad de cromosomas a la mitad. La peculiaridad de este proceso es que se desarrolla en dos etapas, que se suceden continuamente.

TOP-4 artículosquien leyó junto con esto

La interfase entre las dos etapas de la división meiótica es tan efímera que es prácticamente invisible.

Arroz. 2. Esquema de la meiosis

El significado biológico de la meiosis es la formación de gametos puros que contienen un haploide, en otras palabras, un solo conjunto de cromosomas. La diploidía se restaura después de la fertilización, es decir, la fusión de las células maternas y paternas. Como resultado de la fusión de dos gametos, se forma un cigoto con un juego completo de cromosomas.

Una disminución en el número de cromosomas durante la meiosis es muy importante, ya que de lo contrario, con cada división, el número de cromosomas aumentaría. Debido a la división por reducción, se mantiene un número constante de cromosomas.

Características comparativas

La diferencia entre mitosis y meiosis es la duración de las fases y los procesos que ocurren en ellas. A continuación le ofrecemos la tabla "Mitosis y Meiosis", que muestra las principales diferencias entre los dos métodos de división. Las fases de la meiosis son las mismas que las de la mitosis. Puede obtener más información sobre las similitudes y diferencias entre los dos procesos en la característica comparativa.

Arroz. 3. Esquema comparativo de mitosis y meiosis

¿Qué hemos aprendido?

En la naturaleza, la división celular difiere según su propósito. Entonces, por ejemplo, las células no sexuales se dividen por mitosis y las células sexuales, por meiosis. Estos procesos tienen patrones de división similares en algunas etapas. La principal diferencia es la presencia de la cantidad de cromosomas en la nueva generación formada de células. Entonces, durante la mitosis, la generación recién formada tiene un conjunto diploide, y con la meiosis, un conjunto haploide de cromosomas. La duración de las fases de fisión también es diferente. Ambos métodos de división juegan un papel muy importante en la vida de los organismos. Sin mitosis, no se produce una sola renovación de células viejas, reproducción de tejidos y órganos. La meiosis ayuda a mantener un número constante de cromosomas en el organismo recién formado durante la reproducción.

Prueba por tema

Evaluación del informe

Puntuación media: 4.5. Total de puntuaciones recibidas: 5351.