Анатомо-Лексикон

мейоз

определение

Мейоз - это особая форма деления ядра, также известная как мейоз. Он содержит два деления, которые превращают диплоидную родительскую клетку в четыре гаплоидных дочерних клетки.

Каждая из этих дочерних клеток содержит одну хроматидную хромосому и не идентична. Эти половые клетки необходимы для полового размножения.

введение

У мужчин половые клетки - это сперматозоиды, образующиеся в семенниках. Аналогом у женщин являются яйцеклетки, которые она имеет от рождения.

По одной гаплоидной зародышевой клетке от каждого родителя сливается в двойной набор хромосом, который находится во всех других клетках организма.

Если одно из двух делений ошибочно во время мейоза, численные хромосомные аберрации, такие как трисомия 21 (известный как синдром Дауна).

Какова функция мейоза?

Функция мейоза - производство половых клеток как у женских, так и у мужских живых существ. Они необходимы для полового размножения и, соответственно, встречаются у млекопитающих и людей.

После мейоза клетка с двойным (диплоид) Хромосомный набор из четырех клеток с простой (гаплоидный) Набор хромосом.

Это сокращение набора хромосом очень важно, поскольку в противном случае две половые клетки с двойным набором хромосом слились бы вместе во время оплодотворения. В результате получится живое существо с четырехкратным (тетраплоид) Набор хромосом. На эту хромосомную аномалию приходится примерно 5% всех выкидышей.

Помимо уменьшения количества хромосом и производства половых клеток, мейоз выполняет еще одну функцию. Случайным образом распределяя хроматиды по четырем дочерним клеткам, мейоз обеспечивает генетическое разнообразие.

Помимо случайного распределения генома, существует также обмен генетической информацией между материнскими и отцовскими хромосомами. Этот процесс известен как кроссинговер и снова увеличивает генетическую рекомбинацию и разнообразие.

Эта тема также может быть вам интересна: Задачи клеточного ядра

Как протекает мейоз?

Течение мейоза всегда одно и то же, и его можно условно разделить на две части. Они, в свою очередь, состоят из нескольких этапов, которые, однако, идентичны в обоих подразделениях.

Первое деление мейоза

Мейоз начинается с удвоения двух хроматид, так что клетка имеет двойной набор хромосом с четырьмя хроматидами. Затем следует первое деление мейоза, при котором две пары хромосом отделены друг от друга.

Каждая из двух полученных клеток имеет хромосому с двумя хроматидами. Это деление называется редукционным, так как двойной набор хромосом делится пополам. Он проходит в несколько фаз, которые носят те же названия, что и митоз:

профаза
Metaphase
анафаза
телофаза.

Кроме того, в этой части мейоза генетический материал все еще рекомбинируется в хромосомах. Это обмен определенными участками ДНК между двумя хромосомами, известный как кроссинговер.

Второе деление мейоза

Вторая часть мейоза состоит из так называемого деления уравнения. Здесь две сестринские хроматиды отделены друг от друга. Всего создается четыре половых клетки, которые в качестве генетического материала содержат только одну хроматиду.

Как и в первом делении мейоза, четыре фазы (Профаза, метафаза, анафаза, телофаза) снова найду.

Разделение сестринских хроматид во второй части мейоза можно сравнить с митозом, поскольку там хроматиды разделены и тянутся к противоположным полюсам клетки.

Какие фазы мейоза?

Мейоз важен для развития половых клеток и может быть разделен на разные стадии. Прежде всего, следует различать мейоз I и мейоз II. Это деление имеет смысл, потому что во время мейоза происходят два деления клеток.

Первое деление называется редукционным, потому что две гомологичные хромосомы отделены друг от друга. Это создает единый набор хромосом из двойного набора хромосом.

Этот первый мейоз можно разделить на четыре фазы:

Профаза I
Метафаза I.
Анафаза I.
Телофаза I.

Исходная клетка имеет две хромосомы, которые дублируются путем репликации. В результате получилась клетка с четырьмя хроматидами.

В профазе хромосомы сжаты и сближаются. Эта пространственная близость обеих хромосом важна для следующего кроссинговера. Обе хромосомы обмениваются генетическим материалом, что увеличивает генетическое разнообразие.

Затем идет метафаза, в которой две гомологичные хромосомы расположены в экваториальной плоскости. При этом формируется шпиндельный аппарат.

В анафазе пары хромосом отделяются друг от друга и тянутся к противоположным полюсам клетки.

В последней фазе, телофазе, клеточная мембрана сужается, так что создаются две дочерние клетки. У них простой набор хромосом, но он состоит из двух хроматид.

Далее идет второе деление мейоза. Это называется делением по уравнению и затрагивает обе гаплоидные дочерние клетки. Во время этого деления сестринские хроматиды отделяются друг от друга, так что в результате получается четыре клетки с одной хроматидой.

Мейоз II очень похож на митоз и также может быть разделен на те же фазы:

Профаза II
Метафаза II
Анафаза II
Телофаза II

В профазе сестринские хроматиды конденсируются и начинает формироваться веретенообразный аппарат.

В метафазе хроматиды расположены в экваториальной плоскости так, что обе хроматиды находятся примерно на одинаковом расстоянии от полюса клетки.

В анафазе сестринские хроматиды отделяются друг от друга и мигрируют к полюсу клетки.

В телофазе клеточная мембрана снова сжимается, и образуются новые ядерные оболочки.

Это привело к появлению четырех дочерних клеток, содержащих простой набор хромосом в виде хроматиды в качестве генетического материала.

Эти половые клетки, половые клетки или гаметы, созданы по-разному у обоих полов.

У женщин яйцеклетки присутствуют с рождения, но находятся в состоянии покоя до полового созревания. С наступлением половой зрелости каждый месяц созревает яйцеклетка, которую затем можно оплодотворять.

У мужчин производство спермы в яичках не начинается до наступления половой зрелости. В отличие от женщин, мужчины все еще способны формировать половые клетки в пожилом возрасте.

Чем отличается митоз?

Мейоз очень похож на митоз в отношении второго деления мейоза, но есть некоторые различия между двумя делениями ядра клетки.

результат

Результатом мейоза являются половые клетки с простым набором хромосом, пригодных для полового размножения. В митозе создаются идентичные дочерние клетки с двойным набором хромосом. Эти клетки не имеют функции воспроизводства, но заменяют старые, мертвые или уже не полностью функциональные клетки тела.

Кол-во подразделений

Еще одно различие между мейозом и митозом - разное количество делений. В мейозе необходимы два деления. В первом делении редукции две пары хромосом разделяются; в следующем разделении уравнения две сестринские хроматиды отделяются друг от друга.

Напротив, при митозе достаточно одного деления. В этом одном делении сестринские хроматиды разделяются так, что возникают две генетически идентичные дочерние клетки.

продолжительность

Однако мейоз и митоз различаются не только своей функцией и числом делений, но и продолжительностью. Митоз - это относительно быстрый процесс, который занимает около часа. С другой стороны, мейоз длится намного дольше и может оставаться в одной фазе в течение нескольких лет или даже десятилетий.

Так обстоит дело с яйцеклетками, которые уже созданы при рождении, но все находятся в спящем режиме, пока не достигнут половой зрелости.

Развитие мужских половых клеток, сперматозоидов, также занимает около 64 дней. Из них на мейоз приходится около 24 дней.

Вы можете найти дополнительную информацию по этой теме на сайте: Митоз - объясним просто!

Что такое кроссинговер?

Кроссинговер описывает обмен генетическим материалом между двумя хроматидами. В процессе они сближаются, пересекаются и затем обмениваются определенными фрагментами ДНК.

Этот процесс происходит при делении половых клеток (мейоз) вместо того. Кроссовер можно отнести к профазе I, которую можно разделить на пять фаз.

Перед началом первого деления мейоза ДНК удваивается, так что в клетке четыре хроматиды. Первая фаза профазы I заключается в том, что Leptotene, в котором хромосомы конденсируются и становятся видимыми под световым микроскопом.

Это следующий зиготены, в котором хромосомы сближаются и создается гомологичное спаривание хромосом. Эта пространственная близость обеих хромосом является предпосылкой для возможности обмена генетическим материалом. Параллельно образуется синаптонемный комплекс. Это комплекс из нескольких белков, который образуется между хромосомами и обеспечивает их точное положение.

В следующем Pachytan сейчас происходит фактический кроссинговер. На двух предыдущих этапах в ДНК уже были разрывы. Теперь две хроматиды пересекаются друг с другом, и точки излома исправлены. Материнские и отцовские хромосомы обмениваются небольшими сегментами ДНК. Эти пересечения видны в виде хиазм под световым микроскопом.

в Диплом синаптонемный комплекс растворяется, и хромосомы соединяются друг с другом только через хиазмы.

В последней фазе профазы I диакинез, ядерная мембрана растворяется, митотическое веретено начинает наращиваться, и мейоз может происходить в обычной последовательности.

Кроссинговер используется для внутрихромосомной рекомбинации и, вместе со случайным назначением генетического материала зародышевым клеткам, играет важную роль в разнообразии характеристик.

Как возникает трисомия 21?

Трисомия 21 - это заболевание, вызванное тройным присутствием 21-й хромосомы. В здоровых клетках есть повторяющиеся хромосомы, так что у человека всего 46 хромосом. У пациента с трисомией 21 хромосомы 47 и синдром Дауна.

Тройное присутствие 21-й хромосомы в большинстве случаев вызвано ошибкой мейоза.

Мейоз превращает клетку с 4 хроматидами в четыре половых клетки с одной хроматидой в каждой через два деления. Однако ошибки могут возникать в обоих сроках погашения. В результате хроматиды неправильно распределяются по зародышевым клеткам, и за ними следуют зародышевые клетки с двумя хроматидами.

Эти половые клетки имеют дублированные отдельные хромосомы, при синдроме Дауна - 21-ю хромосому. Если такая яйцеклетка сливается со здоровой спермой, эмбрион имеет 21-ю хромосому в трех копиях.

Симптомы этой числовой хромосомной аберрации разнообразны и могут различаться по степени тяжести. Часто такие дети являются отсталыми духовно, низкорослыми и имеют врожденные пороки сердца.

Риск заболевания возрастает с возрастом матери, поэтому многие беременные женщины старшего возраста предпочитают проводить анализ околоплодных вод.

Если у вас есть еще один интерес к этой теме, прочтите нашу следующую статью ниже: Синдром Дауна