Мейоз

Мейоз. Деление половых клеток при их созревании отличается от митоза и носит название мейоза.

Видовое постоянство числа хромосом в клетках поддерживается благодаря митозу, которому предшествует синтез ДНК и образование двух хроматид в каждой хромосоме. Как же поддерживается постоянство числа хромосом при половом размножении, ведь все соматические клетки содержат диплоидное, а созревшие половые клетки имеют только половинное, т. е. гаплоидное, число хромосом, следовательно, и половинное количество ДНК?

Уменьшение числа хромосом вдвое происходит в процессе созревания половых клеток. Оба деления, которые происходят в зоне созревания, представляют собой два деления мейоза.

Оба деления мейоза включают те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Перед первым делением мейоза в половых клетках, находящихся в зоне созревания, происходит синтез ДНК, а значит, и удвоение хромосом, т. е. образование двух хроматид [93].

В профазе первого деления мейоза происходит спирализация хромосом. В конце профазы, когда спирализация заканчивается, хромосомы приобретают характерные для них форму и размеры. Хромосомы каждой пары, т. е. гомологичные, соединяются друг с другом по всей длине и скручиваются. Этот процесс пения гомологичных хромосом носит название конъюгации [93].

Схема поведения хромосом в процессе мейоза
Рис. 93. Схема поведения хромосом в процессе мейоза (созревание половых клеток)
Для сравнения рядом приведена схема поведения хромосом при митозе (справа). Гомологичные хромосомы одинакового размера и формы. Различными цветами обозначены материнские и отцовские хромосомы. После удвоения одна из хромосом обозначена сплошной линией, другая - прерывистой.

Во время конъюгации между некоторыми гомологичными хромосомами происходит обмен участками – генами, что означает и обмен наследственной информацией. После конъюгации гомологичные хромосомы отделяются друг от друга.

Когда хромосомы полностью разъединяются образуется веретено деления, наступает метафаза мейоза [93] и хромосомы располагаются в плоскости экватора. Затем наступает анафаза мейоза, и к полюсам клетки отходят не половинки каждой хромосомы, включающие одну хроматиду, как при митозе, а целые хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид. Следовательно, в дочернюю клетку попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом [93].

Вслед за первым делением наступает второе деление м й а, причем этому делению не предшествует синтез ДНК [93]. Ведь еще при первом делении мейоза к полюсам дочерних клеток разошлись целые хромосомы, каждая из которых имеет по две хроматиды. После короткой профазы хромосомы, состоящие из двух хроматид, в метафазе второго деления располагаются в плоскости экватора и прикрепляются к нитям веретена. В анафазе к противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды и в каждой дочерней клетке оказывается по одной дочерней хромосоме [93]. Таким образом, в сперматозоидах и яйцеклетках число хромосом уменьшается вдвое, как это видно на рисунке 93, где показана клетка с диплоидным набором хромосом, равным 4, а в образовавшихся после второго деления созревания сперматозоидах имеется только по 2 хромосомы, составляющие гаплоидный набор [93].

Биологическая сущность мейоза у животных, а также и у растений состоит в уменьшении числа хромосом вдвое и образовании гаплоидных гамет. Для сравнения на рисунке
93 дана схема митоза, на которой отчетливо видно, что число хромосом при делении клетки не меняется и обе дочерние клетки получают то же число хромосом, которое имела материнская клетка.

1. Как протекает мейоз? 2. В чем отличие мейоза от митоза? 3 Что такое конъюгация хромосом и каково ее значение? 4. Какова биологическая сущность мейоза?