Мейоз

Мы объясним, что такое мейоз и из чего состоит каждая из его фаз. Кроме того, что такое митоз и чем он отличается от мейоза
Мейоз обеспечивает генетическое разнообразие в клетках-потомках

Что такое мейоз?

Мейоз – это один из способов деления клеток , который характеризуется развитием дочерних клеток , генетически отличающихся от клетки, из которой они произошли. Этот тип деления клеток является ключевым для полового размножения , поскольку посредством мейоза организмы производят свои гаметы или половые клетки. Новая особь, полученная в результате объединения двух гамет (мужской и женской), будет иметь генетический материал , отличный от генетического материала родителей, который возникает в результате их объединения

Мейоз (от греч. meioum – уменьшать) состоит в делении диплоидной клетки (2n), т.е. клетки с двумя наборами хромосом , чтобы дать начало четырем гаплоидным клеткам (n) с одним набором хромосом, т.е. половиной генетического груза исходной клетки

животных (включая человека ) большинство клеток в организме являются диплоидными и называются соматическими клетками. Только в зародышевой ткани встречаются особые клетки, дающие начало в результате мейоза гаплоидным клеткам. Эти гаплоидные клетки – гаметы или репродуктивные клетки, участвующие в половом размножении, т.е. сперматозоиды (мужские гаметы) и яйцеклетки (женские гаметы)

Когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются вместе во время оплодотворения, каждый из них вносит половину генетического груза нового индивидуума, который образуется в результате этого союза. Таким образом, оба гаплоидных набора каждой гаметы объединяются, образуя полный диплоидный набор, который и является геномом новообразованной особи

Мейоз является необходимым процессом, предшествующим половому размножению , поскольку именно в ходе этого процесса образуются гаметы. Однако мейоз также является частью сложных жизненных циклов у водорослей, грибов и других простых эукариот, для достижения определенного чередования поколений, воспроизводящих свои клетки половым бесполым путем на разных стадиях

Мейоз был открыт в 19 веке немецким биологом Оскаром Гертвигом (1849-1922) на основе его исследований с яйцами морского ежа. С тех пор последовательные исследования способствовали более глубокому пониманию этого процесса и осознанию его жизненной важности для эволюции высших форм жизни

Фазы мейоза

В результате мейоза I образуются клетки с половиной генетического груза.

Мейоз – это сложный процесс включающий две различные фазы: мейоз I и мейоз II. Каждая из них состоит из нескольких стадий: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Это заслуживает дальнейшего изучения:

• Мейоз I. Происходит первое деление диплоидной (2n) клетки, известное как редукционное, в результате чего образуются клетки с половиной генетического груза (n). Мейоз I отличается от мейоза II (и митоза) тем, что его профаза очень длинная, и во время ее прохождения гомологичные хромосомы (идентичные, поскольку они происходят от каждого родителя) спариваются и рекомбинируют, обмениваясь генетическим материалом.
• Профаза I. Он состоит из нескольких этапов. На первом этапе ДНК подготавливается, конденсируясь в хромосомы и становясь видимой. Затем гомологичные хромосомы соединяются попарно, образуя комплекс, в котором они обмениваются генетическим материалом. Этот процесс известен как рекомбинация генов. Наконец, хромосомы разделяются, хотя в некоторых местах они остаются соединенными вместе: это места, где произошла рекомбинация генов. Кроме того, оболочка ядра нарушается, и в клетке появляется своего рода линия раздела.
• Метафаза I. Двухвалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая, поэтому их также называют тетрадами) расположены в экваториальной плоскости клетки и прикреплены к микротрубочковой структуре, называемой ахроматическим веретеном.
• Анафаза I. Гомологичные хромосомы каждого бивалента (каждая состоит из двух сестринских хроматид) отделяются друг от друга, стремятся к одному полюсу клетки и образуют два гаплоидных полюса (n). Случайное разделение генов уже произошло.
• Телофаза I. Скопления гаплоидных хромосом прибывают к полюсам клетки. Ядерная оболочка формируется заново. плазматическая мембрана разделяется и дает начало двум гаплоидным дочерним клеткам.

• Мейоз II. Известная как дупликативная фаза, она напоминает митоз: в результате дублирования ДНК образуются две целые особи.
• Профаза II. Гаплоидные клетки, образовавшиеся в мейозе I, конденсируют свои хромосомы и разрывают ядерную оболочку. Ахроматическое веретено снова появляется.
• Метафаза II. Как и прежде, хромосомы стремятся к экваториальной плоскости клетки, готовясь к дальнейшему делению.
• Анафаза II. Сестринские хроматиды каждой хромосомы разделяются и тянутся к противоположным полюсам клетки.
• Телофаза II. Каждый полюс клетки получает гаплоидный набор хроматид, которые переименованы в хромосомы. Ядерная оболочка формируется заново, затем происходит разделение цитоплазмы и формирование клеточных мембран , в результате чего образуются четыре гаплоидные клетки (n), каждая из которых имеет четкое распределение полного генетического кода особи.

Мейоз и митоз

Митоз приводит к образованию клонов клеток и связан с бесполым размножением.

Существует несколько различий между митозом и мейозом:

• Митоз связан с бесполым размножением. Митоз – это деление исходной клетки с образованием двух генетически идентичных дочерних клеток. Митоз используется как механизм в различных типах бесполого размножения, при котором организм производит клоны клеток, не добавляя разнообразия в генофонд. Мейоз, с другой стороны, является процессом, необходимым для подготовки к половому размножению, и, в отличие от митоза, допускает высокую генетическую рекомбинацию.
• Митоз связан с процессами развития и роста. Многоклеточные организмы используют механизм митоза для поддержания и обновления своих структур Этот тип деления клеток позволяет добавлять новые клетки во время развития и роста особи и заменять старые, изношенные клетки на протяжении всей жизни организма.
• В результате митоза образуются две дочерние клетки. Оба диплоидные и идентичные. Мейоз, с другой стороны, производит четыре клетки-потомка, но все они гаплоидны и отличаются друг от друга и от клетки, из которой они произошли.
• Митоз сохраняет ДНК. Митоз – это механизм сохранения неповрежденного генетического материала (хотя в процессе могут происходить случайные мутации ), в то время как мейоз подвергает его процессу рекомбинации, в котором могут происходить ошибки, но который также обогащает геном и позволяет создавать особенно удачные нити. Мейоз на определенном этапе в значительной степени отвечает за генетические различия между особями.