Редукція числа хромосом у клітині відбувається. Які періоди виділяють у розвитку статевих клітин? Розкажіть, як протікає період дозрівання (мейоз)

Дізнатися про вид поділу клітини допоможе ця стаття. Ми розповімо коротко і зрозуміло про мейоз, про фази, що супроводжують цей процес, позначимо основні їх особливості, дізнаємося, які ознаки характеризують мейоз.

Що таке мейоз?

Редукційний поділ клітини, тобто - мейоз - це вид поділу ядра, при якому число хромосом зменшується вдвічі.

У перекладі з давньогрецької мови, мейоз означає зменшення.

Цей процес відбувається у два етапи:

• Редукційний ;

На цьому етапі в процесі мейозу число хромосом у клітині зменшується вдвічі.

• Екваційний ;

У ході другого поділу гаплоїдність клітин зберігається.

ТОП-4 статтіякі читають разом з цією

Особливістю даного процесу є те, що протікає він лише в диплоїдних, а також у парних поліплоїдних клітинах. А все тому, що в результаті першого поділу в профазі 1 в непарних поліплоїда немає можливості забезпечити попарне злиття хромосом.

Фази мейозу

У біології поділ відбувається протягом чотирьох фаз: профази, метафази, анафази та телофази . Мейоз не є винятком, особливістю даного процесу є те, що відбувається він у два етапи, між якими є коротка інтерфаза .

Перший поділ:

Профаза 1 є досить складним етапом всього процесу загалом, складається вона з п'яти стадій, які внесені до наступної таблиці:

Закінчується профаза утворенням веретена поділу, руйнуванням ядерних мембран і самого ядерця.

Метофаза першого поділу знаменна тим, що хромосоми вишиковуються вздовж екваторіальної частини веретена поділу.

Під час анафази 1 скорочуються мікротрубочки, біваленти поділяються і хромосоми розходяться до різних полюсів.

На відміну від мітозу, на етапі анафази до полюсів відходять цілі хромосоми, які складаються з двох хроматидів.

На етапі телофази деспіралізуються хромосоми та утворюється нова ядерна оболонка.

Мал. 1. Схема мейозу першого етапу поділу

Другий поділ має такі ознаки:

• Для профази 2 характерна конденсація хромосом та поділ клітинного центру, продукти розподілу якого розходяться до протилежних полюсів ядра. Ядерна оболонка руйнується, утворюється нове веретено поділу, яке розташовується перпендикулярно до першого веретена.
• В ході метафази хромосоми знову розташовуються на екваторі веретена.
• Під час анафази Хромосоми діляться і хроматиди розташовуються різними полюсами.
• Телофаза позначена деспіралізацією хромосом та появою нової ядерної оболонки.

Мал. 2. Схема мейозу другого етапу поділу

В результаті з однієї диплоїдної клітини шляхом такого поділу отримуємо чотири гаплоїдні клітини. Виходячи з цього, робимо висновки, що мейоз – це форма мітозу, в результаті якого з диплоїдних клітин статевих залоз утворюються гамети.

Значення мейозу

У ході мейозу на етапі профази 1 відбувається процес кросинговера - Перекомбінація генетичного матеріалу. Крім цього, під час анафази, як першого, так і другого поділу, хромосоми і хроматиди розходяться до різних полюсів у випадковому порядку. Це пояснює комбінативну мінливість вихідних клітин.

У природі мейоз має значення, саме:

• Це один із основних етапів гаметогенезу;

Мал. 3. Схема гаметогенезу

• Здійснює передачу генетичного коду при розмноженні;
• Дочірні клітини, що виходять, не схожі на материнську клітину, а також різняться між собою.

Мейоз дуже важливий для утворення статевих клітин, тому що в результаті запліднення ядра гамет зливаються. В іншому випадку в зиготі число хромосом було б удвічі більшим. Завдяки такому поділу статеві клітини гаплоїдні, а при заплідненні відновлюється диплоїдність хромосом.

Що ми дізналися?

Мейоз - це вид поділу еукаріотичної клітини, при якому з однієї диплоїдної клітини утворюється чотири гаплоїдні, шляхом зменшення числа хромосом. Весь процес проходить у два етапи – редукційного та екваційного, кожен з яких складається з чотирьох фаз – профази, метафази, анафази та телофази. Мейоз дуже важливий для утворення гамети, передачі генетичної інформації майбутнім поколінням, і навіть здійснює перекомбінацію генетичного матеріалу.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.6. Усього отримано оцінок: 967.

Клітини багатоклітинних організмів зазвичай мають подвійний, або диплоїдний (2 n), набір хромосом, оскільки в зиготу (яйцеклітину, з якої розвивається організм) внаслідок запліднення від кожного з батьків потрапляє по одному набору хромосом. Тому всі хромосоми набору парні, гомологічні – одна від батька, інша від матері. У клітинах цей набір зберігається незмінним завдяки мітозу.

Статеві клітини (гамети) – яйцеклітини та сперматозоїди (або спермії у рослин) – мають одинарний, або гаплоїдний, набір хромосом (n). Цей набір гамет отримують завдяки мейозу (від грецького слова meiosis - зменшення). У процесі мейозу відбувається одне подвоєння хромосом і два поділу. - редукційне та екваційне (рівне). Кожна з них складається з низки фаз: інтерфази, профази, метафази, анафази та телофази (рис. 1).

В інтерфазі I (першого поділу) відбувається подвоєння – редуплікація – хромосом. Кожна хромосома після цього і двох ідентичних хроматид, з'єднаних однією центромерой. У профазі I мейозу відбувається спарювання (кон'югація) подвоєних гомологічних хромосом, які утворюють біваленти, що складаються з чотирьох хроматидів. У цей час відбувається спіралізація, укорочення та потовщення хромосом. У метафазі I спарені хромосоми-гомологи вишиковуються на екваторі клітини, в анафазі I вони розходяться до її різних полюсів, у телофазі I клітина ділиться. У кожну з двох клітин після першого поділу потрапляє лише по одній подвоєній хромосомі від кожної пари гомологічних хромосом, тобто відбувається зменшення (редукція) числа хромосом удвічі.

Після першого поділу у клітинах проходить коротка інтерфаза II (другого поділу) без подвоєння хромосом. Другий поділ іде як мітоз. У метафазі II хромосоми, які з двох хроматид, вибудовуються на екваторі клітини. У анафазі II до полюсів розходяться хроматиди. У телофазі II обидві клітини поділяються. Встановлено, що існує пряма залежність між набором хромосом в ядрі (2 n або n) та кількістю ДНК у ньому (що позначається буквою С). У диплоїдній клітині ДНК удвічі більше (2С), ніж у гаплоїдній (С). В інтерфазі I диплоїдної клітини перед підготовкою до поділу відбувається реплікація ДНК, її кількість подвоюється і стає рівним 4С. Після першого поділу кількість ДНК у дочірніх клітинах зменшується до 2С, після другого поділу – до 1С, що відповідає гаплоїдному набору хромосом.

Біологічний сенс мейозу ось у чому. Насамперед, у ряді поколінь зберігається набір хромосом, властивий даному виду, оскільки при заплідненні зливаються гаплоїдні гамети та відновлюється диплоїдний набір хромосом.

Крім того, в мейозі відбуваються процеси, що забезпечують здійснення основних законів спадковості: по-перше, завдяки кон'югації та обов'язковому подальшому розбіжності гомологічних хромосом здійснюється закон чистоти гамет - в кожну гамету потрапляє тільки одна хромосома від пари гомологів і, отже, тільки - А чи а, В чи b.

По-друге, випадкове розбіжність негомологічних хромосом у першому розподілі забезпечує незалежне успадкування ознак, контрольованих генами, які у різних хромосомах, і призводить до утворення нових комбінацій хромосом і генів (рис. 2).

По-третє, гени, розташовані в одній хромосомі, виявляють зчеплене успадкування. Однак вони можуть комбінуватися та утворювати нові комбінації генів в результаті кросинговеру - обміну ділянками між гомологічними хромосомами, який здійснюється при їх кон'югації у профазі першого поділу (рис. 3).

Таким чином, можна виділити два механізми утворення нових комбінацій (генетичної рекомбінації) у мейозі: випадкове розходження негомологічних хромосом і кросинговер.

Які періоди виділяють у розвитку статевих клітин? Розкажіть, як протікає період дозрівання (мейоз).

У процесі гаметогенезу (утворення статевих клітин) виділяють чотири етапи.

1. Період розмноження характеризується мітотичним розподілом первинних статевих клітин; при цьому збільшується їхня кількість.

2. Період зростання полягає у збільшенні розмірів клітини. Наприкінці періоду інтерфазі I відбувається редуплікація ДНК. Формула клітини стає 2n4c.

3. Період дозрівання (мейоз). Під час мейозу клітини поділяються двічі.

Внаслідок I мейотичного (редукційного) поділу в дочірніх клітинах відбувається зменшення (редукція) числа хромосом у 2 рази.

Профаза I. Формула клітини 2n4c. Йде спіралізація ДНК. Хромосоми коротшають і товщають, стають видно як довгі тонкі нитки. Відбувається кон'югація гомологічних хромосом. Кон'югацією називається процес точного та тісного зближення гомологічних хромосом, при якому кожна точка однієї хромосоми поєднується з відповідною точкою іншої гомологічної хромосоми. Гомологічні - це парні хромосоми, однакові за будовою, що містять в одних і тих же локусах аллельні гени, що відповідають за одні й самі ознаки. Хромосоми утримуються один біля одного за рахунок утворення з'єднання, що нагадує застібку блискавку. Сполука утворена білковими нитками з потовщенням на вільних кінцях. В результаті кон'югації утворюється бівалент (тетрада), що складається з чотирьох хроматидів. Надалі між гомологічними хромосомами може статися кросинговер - обмін гомологічними ділянками. Імовірність кросинговеру для кожної хромосоми дорівнює 50%. При цьому ділянками обмінюються дві лежачі, не сестринські хроматиди. В результаті кросинговеру кожна хромосома виявляється що складається з однієї хроматиди з незміненим набором генів і другий - з перекомбінованими генами (у складі бівалента всі різні хроматиди). Спіралізація хромосом посилюється, з-поміж них виникають сили відштовхування. Вони залишаються пов'язаними у місцях кросинговера, де утворюються хіазми (перехрест). У міру посилення спіралізації та сили відштовхування хіазми зміщуються до кінців плечей хромосом, де утворюються термінальні (кінцеві) хіазми.

Метафаза I. Спіралізація хромосом досягає максимуму. Біваленти вишиковуються за екватором клітини. У площині екватора лежать ділянки термінальних хіазм, а центроміри гомологічних хромосом звернені до різних полюсів клітини, до них прикріплюється веретено поділу.

Анафаза I. Ділянки термінальних хіазм розриваються і гомологічні хромосоми з бівалента починають рух до різних полюсів клітини.

В результаті I мейотичного поділу в кожній дочірній клітині виявляється одна хромосома з кожної пари. Утворюються гаплоїдні клітини з формулою 1n2c.

Інтерфаза II – коротка, редуплікації ДНК не відбувається. Йде репаративний синтез ДНК, спрямований на відновлення можливих порушень структури ДНК, що виникли у процесі кросинговеру.

II мейотичний поділ - екваційний (зрівняльний). Воно полягає у приведенні у відповідність кількості ДНК хромосомному набору і протікає за типом мітозу. В анафазі II сестринські хроматиди, після поділу центромірів, стають самостійними хромосомами і починають рух до різних полюсів клітини. В результаті II мейотичного поділу з кожної гаплоїдної клітини (1n2c) утворюються дві дочірні клітини з формулою 1n1c.

4. Період формування полягає у придбанні клітиною відповідної форми та розмірів, необхідних для виконання специфічних функцій.

Редукція [числа] хромосом gametic reduction- Редукція гамет, редукція [числа] хромосом.

Зменшення числа хромосом наполовину проти соматичного набору; Р.р.- Складова частина редукційного поділу (мейозу).

(Джерело: «Англо-російський тлумачний словник генетичних термінів». Ареф'єв В.А., Лісовенко Л.А., Москва: Вид-во ВНІРО, 1995 р.)

Дивитись що таке "редукція [числа] хромосом" в інших словниках:

Редукція (син. гаплозис устар.) у генетиці зменшення соматичного числа хромосом удвічі; у тварин, як правило, відбувається при утворенні статевих клітин. Редукція виборча (син. розподіл дозрівання виборче) P., при якій ... Вікіпедія

редукція гамет- Редукція [числа] хромосом Зменшення числа хромосом наполовину проти соматичного набору; Р.р. складова частина редукційного поділу (мейозу). [Ареф'єв В.А., Лісовенко Л.А. Англо-російський тлумачний словник генетичних термінів 1995 407с.]… … Довідник технічного перекладача

Редукція гамет. редукція [числа] хромосом. (Джерело: «Англо-російський тлумачний словник генетичних термінів». Ареф'єв В.А., Лісовенко Л.А., Москва: Вид у ВНІРО, 1995 р.) … Молекулярна біологія та генетика. Тлумачний словник.

I Редукція (лат. reductio відведення назад, повернення, відновлення) у біології зменшення розмірів, спрощення структури чи повна втрата органу, тканини чи клітини під час історичного розвитку (філогенезу). II Редукція у цитології регенерація … Медична енциклопедія

РЕДУКЦІЯ- 1. Зменшення органів або тканин (до їх зникнення) та нерідко втрата ними функції у процесі онтогенезу чи філогенезу. 2. Зменшення числа хромосом у клітинах внаслідок мейозу. Словник ботанічних термінів

гаметична редукція- ембріологія тварин ГАМЕТИЧНА РЕДУКЦІЯ - зменшення числа хромосом вдвічі, що відбувається під час мейозу, при утворенні статевих клітин - гамет ... Загальна ембріологія: Термінологічний словник

- (від грец. méiosis зменшення) редукційний поділ, поділ дозрівання, спосіб поділу клітин, в результаті якого відбувається зменшення (редукція) числа хромосом в два рази та одна диплоїдна клітина (що містить два набори хромосом)… … Велика Радянська Енциклопедія

- (Від грец. Meiosis зменшення), поділу дозрівання, особливий спосіб поділу клітин, в результаті якого відбувається редукція (зменшення) числа хромосом і перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоїдний; осн. ланка гаметогенезу. М відкритий В.… … Біологічний енциклопедичний словник

- (Від грец. Meiosis зменшення) або редукційний поділ клітини поділ ядра еукаріотичної клітини зі зменшенням числа хромосом вдвічі. Відбувається у два етапи (редукційний та екваційний етапи мейозу). Мейоз не слід змішувати з ... Вікіпедія

Елементарна одиниця живого. Клітина відмежована від інших клітин або зовнішнього середовища спеціальною мембраною і має ядро ​​або його еквівалент, в якому зосереджена основна частина хімічної інформації, що контролює спадковість. Вивченням… … Енциклопедія Кольєра

Процес дозрівання овоцитуПерший порядок починається до моменту його звільнення з фолікула. Як і в особин чоловічої статі, тут швидко проходять два поділи, але замість чотирьох гамет, що функціонують, у особин жіночої статі утворюється врешті-решт лише одна. При кожному розподілі дозрівання тут також утворюються дві клітини. Але одна з них отримує від овоциту першого порядку практично всі харчові запаси, тоді як інша майже чи зовсім нічого не отримує і незабаром гине.
Клітина, яка не отримала жовткового матеріалу, була спочатку названа «полярним тільцем». Це овоцит із зменшеною кількістю цитоплазми.

Перше поділДозрівання зазвичай протікає в яєчнику безпосередньо перед розривом фолікула. У цьому розподілі овоцит першого порядку ділиться на два овоцита другого порядку. Один із них отримує мало цитоплазми і називається першим полярним тільцем. Другий поділ дозрівання не відбувається до тих пір, поки яйце не виділиться з яєчника і (у ссавців) до нього не проникне сперматозоїд. При другому розподілі овоцит другого порядку, який одержав всі харчові запаси, ділиться знову. Основна маса цитоплазми при цьому розподілі також переходить в одну з двох оотид, що отримали, звану тепер дозрілу яйцеклітиною.

Інша оотиду- це друге полярне тільце. Іноді перше полярне тільце також ділиться, що свідчить про гомологічні поділ дозрівання в обох статей. Зазвичай воно дегенерує дещо раніше. Друге полярне тільце так само дегенерує незабаром після своєї появи, залишаючи з чотирьох потенційних оотид тільки одну, яка може нормально функціонувати.

Редукція числа хромосом при дозріванні

Одночасно з розглянутимивище явищами при дозріванні чоловічих і жіночих статевих гамет у тому ядерному речовині відбуваються зміни, також мають велике значення. Істотною частиною ядра є хроматин. У клітці хроматин розсіяний по всьому ядру, утворюючи невеликі гранули. У клітині, що ділиться, ці гранули з'єднуються в тіла різної довжини і форми - хромосоми.

Щодо них поведінціпри клітинному розподілі, при дозріванні статевих клітин, при партеногенезі та у зв'язку з даними генетики ми знаємо, що хромосоми відіграють найважливішу роль у спадковості, визначаючи той шлях, яким має йти індивідуальний розвиток.

При мітотичному розподіліКлітини хромосоми розташовуються в екваторіальній площині веретена, розщеплюються з математичною точністю по довжині, і кожна дочірня хромосома переходить в одну з нових клітин. Потім хромосоми, так і цитоплазма ростуть до тих пір, поки не будуть готові до наступного поділу.

Справедливо не тільките, що кожна клітина виникає з клітини, що раніше існувала, як це стверджував близько ста років тому Вірхов у своїй знаменитій фразі «Omnis cellula e cellula», але ми тепер знаємо, що і кожна хромосома виникає з раніше існуючої хромосоми. Ми знаємо також, що дочірня клітина схожа на материнську, тому що вона має такі ж хромосоми.

Відомо, що у будь-якоговиду тварин усі клітини тіла мають те саме число хромосом. У кінської аскариди (Ascaris megalocephala) їх кількість дорівнює лише чотирьом (крім статевих хромосом), внаслідок чого ця форма дала нам дуже багато відомостей про хромосоми. Drosophila, плодова муха, має лише вісім хромосом; Так як цих мух легко розводити тисячами, вони дали надзвичайно багато наших знань про характер спадкування. Серед ссавців найменша кількість – 22 хромосоми – має опоссум, досліди на якому допомогли Пейнтеру у його відкритті статевих хромосом у ссавців.

На основі даної роботи Пейнтерзміг визначити статеві хромосоми у людини і встановити, що їх має 48.
Якщо ретельновивчити хромосоми, присутні у клітинах якогось виду, стане ясно, що кожна хромосома має свої власні властивості. Вони зовсім не однакові, як це, на жаль, представлено на багатьох спрощених зображеннях мітозу. Більше того, хромосоми існують парами, члени яких однакові за розмірами та формою. Компоненти цих пар не обов'язково розташовуються поруч один з одним у веретені звичайного соматичного мітозу, але методичні мікровимірювання та порівняння дозволили цитологам розташувати хромосоми клітини за подібними парами.

Значення цього цікавого фактубуде розглянуто нижче у зв'язку з дозріванням та заплідненням.
Генетики підтвердилита розширили відкриття цитологів щодо біологічного значення хромосом. Спадкові елементи, або «гени», розглядаються як тіла, що самовідновлюються в хромосомах, причому кожен ген визначає особливу «поодиноку ознаку». Гени різних ознак, мабуть, розташовуються у певному місці хромосоми. Це було встановлено таким розведенням тварин, у якому змінюються певні ознаки. Мікроскопічне вивчення статевих клітин у особин, які виявляють або втратили ці ознаки, виявило відповідні зміни в речовині хромосом.

Звичайно, гени, подібно до атомів, за величиною є ультрамікроскопічними. Біолог може судити про їх існування та розташування лише шляхом спостереження комбінацій та перекомбінацій субстанцій, у яких, на його думку, присутні гени, так само як фізик судить про електронну будову атома, якого він не може бачити. Таким чином, з багатьох різноманітних даних стало абсолютно ясно, що хромосоми є найважливішими ланками в нескінченному ланцюзі спадковості. Певна кількість пар хромосом постійно зберігається завдяки мітозу у всіх клітинах особини та передається за допомогою гамет організмам наступних поколінь.