Мейоз – поділ клітини, в процесі якого з’являються чотири дочірні клітини, що включають одинарний (гаплоїдний) набір. Саме цим вона і відрізняється від мітозу (поділу клітини надвоє).
Якщо в ході мейозу одна клітина поділяється на чотири, то при митозе з’являються тільки дві.
Порівняння мейозу і мітозу
В процесі мейозу з’являються статеві клітини, а в ході мітозу – соматичні.
Якщо після мейозу клітини виходять з різним генетичним матеріалом, то при митозе утворюються однакові клітини ідентичні материнській.
Порівняння мейозу і мітозу можна закінчити твердженням, що при мейозі відбувається редукція або скорочення числа хромосом, при митозе набір хромосом залишається незмінним.
У чому полягає сутність мейозу
Вперше мейоз був описаний біологами в 19 столітті. Ст. Флеммінг описав мейоз у тварин в 1882 році, а Е. Сграсбургер – у рослин в 1888 році. Характеристику мейозу можна почати з того, що за допомогою цього способу поділу з’являються статеві клітини, або гамети, і спори рослин.
Суть мейозу полягає саме у створенні статевих клітин. Так, у кожній суперечці або гаметі міститься лише одна хромосома з пари гомологічних. Коли гамети зливаються в ході запліднення зигота утворюється одна з подвійним або диплоїдним набором хромосом, спадкова інформація виду передається з покоління в покоління, і каріотип організмів залишається незмінним. Мейоз – це поділ клітини, при якому число хромосом зменшується в два рази. Називається воно ще редукційним поділом, тобто діленням із зменшенням кількості хромосом. В цьому і є значення мейозу – не допустити надмірної кількості хромосом після злиття двох гамет. Крім того, завдяки мейозу забезпечується генетична різноманітність.
Що відбувається в результаті мейозу
За допомогою цього процесу відбувається:
- Поява гамет ( або статевих клітин), або гаметогенез.
- Освіта спір у рослини.
- Кон’югація (статевий процес) у інфузорії. Дві інфузорії зближуються і здійснюють обмін генетичною інформацією. Між ними в ході цього процесу утворюється невеликий місток з цитоплазми, що з’єднує двох одноклітинних. З диплоїдного ядра інфузорії шляхом мейозу виникають чотири гаплоидных ядра, одне з них залишається і ділиться мітозом, а потім інфузорії обмінюються отриманими ядрами.
- Відбувається зміна спадкової генетичної інформації (спадкова мінливість)
Два ділення мейозу
Стадії мейозу в сукупності складаються з двох частин – першого поділу і другого.
Між цими розподілами реплікація (подвоєння) ДНК не відбувається.
Перший поділ мейозу
У процесі першого ділення з клітин з диплоїдним (подвійним) набором хромосом клітини виходять з одинарним набором. Складається воно з 4 стадій мейозу (або фаз), не рахуючи интерфазу, яка є підготовчою.
Інтерфаза
Перед початком ділення в клітці, у кожної хромосоми відбувається реплікації відбувається подвоєння в S-періоді підготовчої фази мейозу – інтерфази. Протягом певного часу дві хромосоми об’єднані один з одним центромерой. Тому в ядрі з початком мейозу міститься чотири ряди гомологічних хромосом.
Профаза I
Також як і в митозе в профазі першого поділу відбувається спирализация хромосом (спадковий матеріал щільно пакується). У той же час відбувається зближення парних або гомологічних хромосом. Вони притягуються одна до одної однаковими ділянками, відбувається кон’югація (з’єднання хромосом). В результаті виходять пари хромосом, звані бивалентами, які складаються з чотирьох ниток. Коли хромосоми перебувають у такому стані, вони продовжують скручуватися (продовжують спирализацию), при цьому хроматиди переплутуються. Коли гомологічні хромосоми починають поділятися, вони відштовхуються один від одного. В результаті виходять розриви, які потім знову закриваються. Таким чином, хромосоми здійснюють обмін ділянками та заодно і спадковою інформацією. Перехрест, який супроводжується обміном ділянками ДНК і дістав назву кросинговеру.
Це те, в чому полягає сутність мейозу у відношенні генів. Значення кросинговеру велика, оскільки саме завдяки цьому процесу відбувається виникнення нових хромосом з неповторним поєднанням генів.
Причому обмін відбувається кожен раз по-різному, ділянки обміну різні за величиною
Метафаза I
В цей час до кінця сформувався веретено поділу. Нитки веретена кріпляться до хромосом у бивалентах, а точніше до їх кинетохорам (ділянка в середині). Нитки вибудовують биваленты в районі екватора клітини.
Анафаза I
Гомологічні хромосоми, об’єднані раніше в биваленты, відокремлюються і спрямовуються до обох полюсів ділиться клітини.
При цьому вони вже мають гаплоїдний або одинарний набір хромосом (у складі хромосоми дві хроматиди). Так як до полюсів відходять випадкові хромосоми, це обумовлює те, в чому полягає сутність мейозу – генетична різноманітність у дочірніх клітин.
Телофаза I
У кожного полюса зібралися хромосоми з одинарним набором. Ця фаза дуже коротка і нетривала. Відбувається відновлення ядерної оболонки, після чого з однієї клітки виходять дві.
Друге розподіл
Після телофазы I знову настає інтерфаза. Вона готує клітку до другого поділу. Вона відбувається швидко, у ДНК в цій фазі не відбувається синтез. Друге розподіл схоже з мітозом.
Профаза II
Вона швидка і коротка. Ядерна оболонка разом з ядерцями зникає, хромосоми стають товщі і коротше. Вони шикуються в протилежних полюсів, і виникають нитки веретена поділу.
Метафаза II, анафаза II і телофаза II
У метафазі II хромосоми знаходяться в площині екватора. В анафазі II нитки веретена поділяють хромосоми на окремі хроматиди шляхом руйнування зв’язку в центромерах. Отримані хроматиди перетворюються в самостійні хромосоми. Вони зміщуються до протилежних полюсів клітини з допомогою ниток веретена.
В телофазе II нитки веретена руйнуються і зникають. Ядра відокремлюються і відбувається цитокинез. В результаті цього поділу з двох клітин з одинарним (гаплоидным) набором утворюються чотири клітини, у яких теж гаплоїдний набір хромосом.
Біологічна роль мейозу
По суті мейоз – спосіб поділу клітини, завдяки якому, з однієї клітини з подвійним набором хромосом утворюють цілих чотири клітини з гаплоидным набором. Ще у чому полягає сутність мейозу, так це в тому, що цей механізм перешкоджають неодмінної збільшення хромосом у клітині при злитті гамет. Якби мейотичного поділу не існувало і статеві клітини мали як і всі інші клітини тіла подвійний хромосомний набір, і при статевому розмноженні кількість хромосом подвоювалася в кожному поколінні.
У чому полягає сутність мейозу, так це в тому, що завдяки йому у гамет з’являється велика різноманітність генетичного складу. Досягається воно в процесі кросинговеру (обміну ділянками хромосом), так і в результаті випадкового поєднання хромосом матері і батька при їх різному незалежному розходженні до полюсів в анафазі I. Можна підвести підсумок і сказати, що значення мейозу зводиться до появи різного потомства з різноманітними якостями та ознаками при статевому розмноженні. Існування цього процесу обумовлює існування статевого розмноження, що в еволюційному плані є більш перспективним, ніж безстатеве. Завдяки статевому розмноженню можуть з’являтися нові ознаки у видів, що нові види рослин і тварин.
