Мейоз, характеристика фаз мейоза. Редукция и рекомбинация генетического материала в мейозе. Значение мейоза.

Мейоз – способ деления соматических клеток (предшественников половых клеток), в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом и образование половых клеток с гаплоидным набором хромосом.

Фазы мейоза:

1 мейотическое деление (редукционное):

Оно приводит к образованию из диплоидных клеток (2n4c) гаплоидных клеток (n2c).

Профаза I мейоза включает несколько стадий:

· Лептотена – наиболее ранняя стадия, в которой начинается спирализация хромосом, и они становятся видимыми в микроскоп как длинные и тонкие нити;

· Зиготена – стадия, характеризующаяся началом конъюгации гомологичных хромосом, которые объединяются в бивалент;

· Пахитена – стадия, в которой на фоне продолжающейся спирализации хромосом и их укорочения, между гомологичными хромосомами осуществляется кроссинговер – перекрест с обменом соответствующими участками;

· Диплотена – стадия, характеризующаяся возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами, которые начинаются отделяться друг от друга в первую очередь в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера – хиазмах;

· Диакинез – завершающая стадия профазы I мейоза, в которой гомологичные хромосомы удерживаются вместе лишь в отдельных точках хиазм. Биваленты приобретают причудливую форму колец, крестов, восьмерок и т.д. (2n4c)

Метафаза I мейоза: заверение формирования веретена деления. Нити, связанные центромерами гомологичных хромосом, направляясь к разным полюсам, устанавливают биваленты в плоскости экватора веретена деления. (2n4c)

Анафаза I мейоза: биваленты направляются к разным полюсам веретена деления. При этом к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящий из двух хроматид. (2n4c)

Телофаза I мейоза: у полюсов веретена собираются одинарный, гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК. (n2c)

Интеркинез: короткий промежуток между двумя мейотическими делениями. Отличается от интерфазы тем, что не происходит репликации ДНК, удвоения хромосом и удвоения центриолей: эти процессы произошли в предмейотической интерфазе и, частично, в профазе I.

Второе мейотическое (эквационное) деление:

Профаза II мейоза: демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.(n2c)

Метафаза II мейоза: Выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим – к центромерам хромосом.(n2c)

Анафаза II мейоза: Деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.(2n2с)

Телофаза II мейоза: Деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием двух, а в итоге обоих мейотических делений – четырех гаплоидных клеток.(nc)

Рекомбинация — процесс обмена генетическим материалом путем разрыва и соединения разных молекул. Она у эукариот обычно происходит в ходе кроссинговера в процессе мейоза, в частности, при формировании сперматозоидов и яйцеклеток.

Редукция - процесс, имеющий место при созревании мужских и женских половых элементов и сводящийся к тому, что количество находящихся в ядре половой клетки элементов красящегося вещества (хроматина или нуклеина) уменьшается вдвое.

Значение мейоза: поддержание постоянства числа хромосом при наличии полового процесса. Кроме того, вследствие кроссинговера происходит рекомбинация – появление новых сочетаний наследственных задатков в хромосомах. Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость – появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении.