ОВО – И СПЕРМАТОГЕНЕЗ, МЕЙОЗ
.pdf
хроматида может образовывать хиазмы с любой хроматидой бивалента. Хиазмами могут быть связаны две, три или четыре хроматиды бивалента (рис. 7).
Рис. 7. Четыре типа хиазм одиночная (а); две хиазмы, связывающие пару хроматид (б); две хиазмы, связывающие три хроматиды (в); две хиазмы, связывающие все четыре хроматиды (г)
Обычно на один бивалент приходится 2–3 хиазмы (у девочек, например).
Диакинез (dia – через, kinesis – движение) – последняя стадия профазы 1 мейоза. Максимально укороченные и утолщенные хромосомы перемещаются к внутренней поверхности ядерной оболочки. При укорочении хромосом хиазмы сдвигаются к их концам. Число перекрестов уменьшается. Но биваленты еще объединены хиазмами на концах. К концу диакинеза растворяются ядрышки, ядерная оболочка распадается на фрагменты (как и при митозе), хромосомы лежат беспорядочно в цитоплазме.
Одновременно с разрушением кариолеммы формируется веретено деления, обозначаются полюса клетки. Связанные хиазмами биваленты прикрепляются к нитям веретена деления.
Метафаза 1
По своему рисунку похожа на метафазу митоза – образование «материнской звезды». Принципиальное отличие заключается в том, что в экваториальной плоскости выстраиваются не отдельные пары, а биваленты – пары гомологичных хромосом, объединенные хиазмами: кинетохор каждой из гомологичных хромосом («свободен» с одной стороны) оказывается связанным с одним из полюсов (рис. 8).
Рис. 8. Расхождение хромосом в I (а) и во II (б) делении мейоза: 1 – кинетохор и его микротрубочки; 2 – хиазмы; 3 – сестринские хроматиды
Анафаза 1
Стадия расхождения гомологичных хромосом к разным полюсам клетки. Каждая из гомологичных хромосом состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Сокращение нитей веретена деления приводит к полному разрыву точек соприкосновения (хиазм) между гомологичными хромосомами. Они начинают двигаться к разным полюсам. Следствием расхождения гомологичных хромосом
является то, что на каждом из полюсов число хромосом уменьшается вдвое, т.е. становится гаплоидным: гомологичные партнеры оказываются в разных половых клетках. Поэтому 1-е деление мейоза и называют редукционным или уменьшительным.
Телофаза 1
На полюсах клетки вокруг каждого гаплоидного набора хромосом формируется ядерная оболочка. Материнская клетка (гаметоцит I) делится на две дочерние (гаметоциты II).
После телофазы 1 в клетках (гаметоцитах второго порядка) или наступает очень короткая интерфаза, или она полностью отсутствует: не протекают синтетические процессы, в первую очередь, нет репликации ДНК, т.к. каждая хромосома представлена двумя хроматидами, т.е. двумя двойными спиралями ДНК. Гаметоциты второго порядка вступают во второе деление мейоза.
Второе деление мейоза – эквационное или уравнительное. Эквационное деление
происходит по типу митоза.
Профаза 2
Очень короткая. Для нее характерно формирование веретена деления и разрушение ядерной оболочки. Одинарные хромосомы оказываются в цитоплазме.
Метафаза 2
Нити веретена деления прикрепляются к кинетохорам каждой из хроматид. При этом каждая из хромосом оказывается связанной с обоими полюсами деления. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости. Образуется стадия «материнской звезды».
Анафаза 2
Центромеры хромосом делятся (происходит быстрое самоудвоение центромерных участков ДНК). Сестринские хроматиды расходятся к противоположным полюсам клетки (механизм расхождения см. в митозе). На каждом полюсе оказывается гаплоидный (n) набор хроматид (по одной двойной спирали ДНК в каждой хроматиде). Соотношение количества хромосом и количества ДНК уравновешено. Отсюда и название второго деления – эквационное или уравнительное.
Телофаза 2
Вокруг каждого комплекса хромосом образуется ядерная оболочка. Формируются сперматиды и овотиды.
Выводы
Мейоз – это особый регулирующий механизм, который обеспечивает поддержание постоянства числа хромосом из поколения в поколение.
Он обязателен для организмов, размножающихся половым путем.
Мейоз обеспечивает разнообразие генетического материала в каждом поколении благодаря случайному распределению гомологичных хромосом при созревании половых клеток и генетической рекомбинации хромосом при оплодотворении.
Генетическое разнообразие поколений дополняется рекомбинацией генетического материала в кроссинговере.
Основные отличия мейоза от митоза: митоз – это одно деление, мейоз – двойное деление. Кроме того можно выделить следующие факторы:
при мейозе в профазе 1 гомологичные хромосомы объединяются в биваленты;
при мейозе в метафазе 1 в экваториальной плоскости располагаются биваленты, в митозе – отдельные хромосомы;
при митозе всегда идет расхождение хроматид к полюсам клетки;
при мейозе в анафазе 1 расходятся гомологичные хромосомы; в анафазе 2 – хроматиды, т.е. имеет место расхождение и редукция числа хромосом;
для мейоза характерны следующие явления:
- синапс и конъюгация гомологичных хромосом;
- кроссинговер и образование хиазм.
Вмитозе они отсутствуют.
Мейоз – основная часть процесса созревания половых клеток или гаметогенеза.
Далее: ответьте на тестовые задания. Выделите в каждом тесте правильный ответ. Он
только один.
Контрольные тесты:
1.Образование синаптонемного комплекса при мейозе происходит на стадии:
1.лептонемы
2.зигонемы
3.пахинемы
4.диплонемы
2.Овоциты второго порядка образуются в результате:
1.митоза
2.редукционного деления мейоза
3.эквационного деления мейоза
4.деления соматических клеток
3.Сперматогенез:
1.начинается в эмбриональном периоде
2.совершается в извитых семенных канальцах
3.включает только стадии размножения, роста и созревания
4.длится 14 дней
4.Овогенез происходит в:
1.брюшной полости
2.яичниках
3.яичниках и маточных трубах
4.яйцеводах
5.В отличие от сперматогенеза в овогенезе есть стадия:
1.диплонема
2.пахинема
3.диктионема
4.зигонема
6.Овогенез прерывается на стадии:
1.диктионемы
2.диакинеза
3.диплонемы
4.пахинемы
7.Мейоз в живой природе используется при образовании:
1.соматических клеток
2.гамет у животных
3.гамет у растении
4.гамет у бактерий
8.Яйцеклетка не содержит:
1.ядра
2.митохондрий
3.лизосом
4.центриолей
9.Особенностью мейоза в овогенезе является:
1.равномерное деление цитоплазмы
2.наличие стадии диктионемы
3.отсутствие редукции числа хромосом
4.неравномерное распределение хромосом и хроматид в клетке
10. Мейоз отличается от митоза тем, что:
1.идет только в животных клетках
2.образуются клетки с гаплоидным набором хромосом
3.образуются клетки с диплоидным набором хромосом
4.отличий нет
11.Число сперматозоидов, образующихся в результате гаметогенеза, во много раз превышает число яйцеклеток, что повышает:
1.жизнеспособность оплодотворенных яйцеклеток
2.вероятность оплодотворения
3.жизнеспособность сперматозоидов
4.скорость дробления зиготы
12.Овоциты второго порядка образуются в результате:
1.митоза
2.редукционного деления мейоза
3.эквационного деления мейоза
4.деление соматических клеток
Литература
1.Цитология: учеб.пособие/А.Б.Виноградов и соавт.; ГОУ ВПО ПГМА им.ак.Е.А.Вагнера Росздрава. – Пермь,2009.-140с.
2.Биология под ред. В.Н.Ярыгина. М. Медицина.
3.Лекционный материал.