В результате мейоза что образуется: Мейоз — урок. Биология, 10 класс.

Мейоз

К содержанию

Половое размножение животных, растений и грибов связано с формированием специализированных половых клеток. Мейоз — особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки. В отличии от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых дочерними клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое. Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений — мейоза I (первое деление) и мейоза II (второе деление). Удвоение ДНК и хромосом происходит только перед мейозом I. В результате первого деления мейоза, называемого редукционным, образуются клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом. Второе деление мейоза заканчивается образованием половых клеток. Таким образом, все соматические клетки организма содержат двойной, диплоидный (2n), набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную, гомологичную хромосому. Зрелые половые клетки имеют лишь одинарный, гаплоидный (n)

, набор хромосом и соответственно вдвое меньшее количество ДНК.

Фазы мейоза

Во время профазы I мейоза двойные хромосомы хорошо видны в световой микроскоп. Каждая хромосомы состоит из двух хромотид, которые связаны вместе одной центромерой. В процессе спирализации двойные хромосомы укорачиваются. Гомологичные хромосомы тесно соединяются друг с другом продольно (хроматида к хроматиде), или, как говорят, конъюгируют. При этом хроматиды нередко перекрещиваются или перекручиваются одна вокруг другой. Затем гомологичные двойные хромосомы начинают как бы отталкиваться друг от друга. В местах перекреста хроматид происходят поперечные разрыва и обмены их участками. Это явление называют

перекрестом хромосом. Одновременно, как и при митозе, распадется ядерная оболочка, исчезает ядрышко, образуются нити веретена. Отличие профазы I мейоза от профазы митоза состоит в конъюгации гомологичных хромосом и взаимном обмене участками в процессе перекреста хромосом. Характерный признак метафазы I — расположение в экваториальной плоскости клетки гомологичных хромосом, лежащих парами. Вслед за этим наступает анафаза I, во время которой целые гомологичные хромосомы, каждая состоящая из двух хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки. Очень важно подчеркнуть одну особенность расхождения хромосом на этой стадии мейоза: гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в стороны случайным образом, независимо от хромосом других пар. У каждого полюса оказывается вдвое меньше хромосом, чем было в клетке при начале деления. Затем наступает телофаза I, во время которой образуются две клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом.
Интерфаза короткая, так как синтеза ДНК не происходит. Далее следует второе мейотическое деление (мейоз II). Оно отличается от митоза только тем, что количество хромосом в метафазе II вдвое меньше, чем количество хромосом в метафазе митоза у того же организма. Поскольку каждая хромосома состоит из двух хроматид, то в метафазе II центромеры хромосом делятся, и к полюсам расходятся хроматиды, которые становятся дочерними хромосомами. Только теперь наступает настоящая интерфаза. Из каждой исходной клетки возникают четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Разнообразие гамет

Рассмотри мейоз клетки, имеющей три пары хромосом (2n = 6). В этом случае после двух мейотических делений образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом (n = 3). Поскольку хромосомы каждой пары расходятся в дочерние клетки независимо от хромосом других пар, равновероятно образование восьми тиров гамет с различным сочетанием хромосом, присутствовавших в исходной материнской клетке. Еще большее разнообразие гамет обеспечивается конъюгацией и перекрестом гомологичных хромосом в профазе мейоза, что имеет очень большое общебиологическое значение.

Биологическое значение мейоза

Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшения числа хромосом, то в каждом следующем поколении при слиянии ядер яйцеклетки и сперматозоида число хромосом увеличивалось бы бесконечно. Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (n) число хромосом, при оплодотворении же восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2n) число. При мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные половые клетки, а при оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавливается. Следовательно, обеспечивается постоянных для каждого вида полных диплоидный набор хромосом и постоянное количество ДНК. Происходящие в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяют закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Из каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входивших в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится лишь одна хромосома. Она может быть:

• отцовской хромосомой;
• материнской хромосомой;
• отцовской с участком материнской;
• материнской с участком отцовской.

Эти процессы возникновения большого количества качественно различных половых клеток способствуют наследственной изменчивости. В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза, при нерасхождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь гомологичной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы. Это приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.

---

Другие заметки по биологии

Полезная информация?

Ооциты и оогенез — что это? Этапы оогенеза

Наш организм состоит из множества различных клеток, которые формируют органы и ткани. Все они имеют свои индивидуальные особенности, но в целом похожи друг на друга. Самые большие и долгоживущие клетки в организме, имеющие существенные отличия от других – это ооциты. Они являются незрелыми яйцеклетками, которые начинают продуцироваться уже во внутриутробном периоде.

Ооциты: что это такое

Ооциты – это основные элементы репродуктивной женской системы, которые дают возможность зарождения новой жизни. Можно сказать, что они являются одной из стадий развития яйцеклеток. Выделяют ооциты первого и второго порядка.

Ооциты первого порядка – это клетки, которые образовались в результате митотического деления первичных половых клеток (оогоний) и накопили достаточное количество питательных веществ, они появляются во внутриутробном периоде и остаются неизменными вплоть до полового созревания (12-15 лет). К моменту рождения в яичниках содержится порядка 2 миллионов ооцитов, большинство из которых никогда не продолжат дальнейшее развитие до полноценной яйцеклетки и погибнут. Все процессы деления пройдут лишь 400-500 ооцитов. Для чего необходима столь избыточная продукция половых клеток и почему значительное их количество погибает, до сих пор неизвестно.

Ооциты второго порядка – это клетки, которые образовались в результате завершения 1 профазы мейоза ооцитов первого порядка. Мейоз – это процесс деления половых клеток, который делает их гаплоидными (они содержат только 1 набор хромосом). 1 профаза мейоза начинается после полового созревания и стимулируется различными факторами, в частности половыми гормонами.

В 1 профазу мейоза одновременно вступает порядка 15000-20000 ооцитов первого порядка, но завершает процесс только 1 клетка. Все остальные редуцируются и погибают. Затем ооциты второго порядка вступают во 2 профазу мейоза и формируют зрелую яйцеклетку, готовую к оплодотворению.

Ооциты второго порядка, которые формируются в конце репродуктивного периода, могут быть неполноценными и дефектными. Ведь они образуются из ооцитов первого порядка, живущих примерно 40-50 лет, а в процессе их существования могут происходить разнообразные генетические сбои и другие неблагоприятные явления. Поэтому число случаев аномалий развития у детей, рожденных после 40 лет, значительно увеличивается.

Оогенез

Оогенез – процесс развития женских половых клеток. Он принципиально отличается от сперматогенеза — процесса формирования мужских половых клеток. Конечно, сперматозоиды и ооциты (яйцеклетки) образуются в результате митоза и мейоза первичных зародышевых клеток, но при этом сперматозоиды являются высокодифференцированными клетками, которые в основном содержат лишь генетический материал, а яйцеклетки, помимо генов, включают все необходимые элементы для эмбрионального роста. Таким образом, ооциты – это большие малодифференцированные клетки, состоящие из множества структурных белков, ферментов и питательных веществ.

Помимо этого, есть количественные различия между процессами гаметогенеза, ведь мужчина продуцирует порядка 30 миллионов сперматозоидов в сутки, а ооциты закладываются еще до рождения, при этом зрелыми яйцеклетками становятся только ~500 из них.

Первичные половые клетки – оогонии — попав в яичники, начинают активно размножаться путем митоза и формируют примордиальные фолликулы и ооциты первого порядка. Затем они подвергаются процессу мейоза: в первой фазе образуются ооциты второго порядка, в конце 2 – зрелые и полноценные яйцеклетки, которые выходят из фолликула и происходит овуляция.

Зрелая клетка содержит большой запас питательных веществ и микроэлементов, необходимых для развития эмбриона в первое время. Размеры яйцеклеток отличатся от других клеток организма, у людей они достигают 60-2000 мкм, у рыб – 6-9 мм, у страуса – несколько сантиметров.

Этапы оогенеза

Оогенез делится на несколько последовательных этапов.

Первый этап – это перемещение первичных половых клеток в гонады и их размножение. Первоначально образуется несколько десятков половых клеток, но по мере их продвижения в яичники они активно делятся и их число возрастает до нескольких тысяч. В гонадах они также продолжают размножаться путем митоза, в результате к 7 месяцу внутриутробного развития насчитывается порядка 7 млн. оогоний. Но большая часть погибает еще до рождения, поэтому их остается лишь 2 млн.

Клетки, которые завершили деление путем митоза, вступают в новый этап оогенеза. Теперь они называются – ооциты первого порядка. С момента рождения девочки они остаются без изменений вплоть до полового созревания. Стоит отметить, что большая часть ооцитов никогда не вступают в дальнейший этап и только 400-500 завершают свое развитие. Еще во время эмбрионального развития некоторые ооциты первого порядка вступают в первую профазу мейоза, но не завершают ее до полового созревания. Они накапливают питательные вещества и увеличиваются в размерах. При этом они покрываются слоем фолликулярных клеток, образуя примордиальные фолликулы.

Второй этап – первая профаза мейоза, в результате которой формируется ооцит второго порядка и редукционное тельце. Под действием половых гормонов завершается процесс, который начался еще до рождения. В результате деления происходит неравномерное разделение цитоплазмы, большая ее часть остается в ооците, а редукционное тельце содержит в основном только ядро. Ооциты второго порядка обладают гаплоидным набором хромосом.

Третий этап – вторая профаза мейоза, которая приводит к формированию полноценной яйцеклетки, готовой к оплодотворению. Ооциты второго порядка вновь неравномерно делятся, образуется яйцеклетка и редукционное тельце, первое тельце также разделяется. В итоге после завершения процесса оогенеза формируется 3 редукционных тельца и яйцеклетка.

Качество ооцитов и как его улучшить

Ооциты должны содержать большое количество питательных веществ и гаплоидный набор хромосом для осуществления зачатия. Часто женское бесплодие связано с низким качеством ооцитов. На сегодняшний момент времени не разработано эффективного лечения по устранению этого фактора. Хотя женщинам в период планирования беременности рекомендуется принимать мультивитамины, в частности фолиевую кислоту и витамин Е, морепродукты, рыбий жир, которые необходимы для полноценного эмбрионального развития. Также следует отказаться от алкоголя и курения, кофе, жареного, черного чая, наладить ритм жизни, соблюдать режим труда и отдыха.

Многие специалисты считают, что окислители и свободные радикалы могут существенно снизить качество ооцитов. С целью предотвращения негативного воздействия назначают мелатонин, который противодействует окислительному процессу.

Ооциты и их доноры

В наше время для многих последняя надежда на долгожданную беременность – вспомогательные репродуктивные технологии: ЭКО, ИКСИ и другие. Но иногда возникают ситуации, когда у женщины невозможно получить полноценные яйцеклетки:

• Менопауза или раннее ее наступление;
• Неразвитые гонады и их отсутствие;
• Химиорадиотерапия;
• Наследственные заболевания, передающиеся по женской линии;
• Множественные неудачные попытки ЭКО.

Единственной возможностью для женщины самостоятельно выносить ребенка – обратиться к донору ооцитов. К донорам предъявляются довольно жесткие требования: они должны быть соматически, физически и психически здоровы. В некоторых европейских странах такой метод лечения запрещен в силу этических и религиозных соображений.

Иногда женщина, согласившись передать свои ооциты, не знает – теряет ли она что-то безвозвратно. Но в случае донорства используются клетки, которые никогда не будут использованы во время жизни, следовательно, процедура не приводит к уменьшению собственных запасов. Часто бесплодные пары приводят своих доноров ооцитов: ими могут быть близкие родственники, друзья или знакомые. Но у всех есть возможность обратиться в банк доноров, в них включаются женщины в возрасте от 18 до 35 лет, у которых уже есть ребенок, они полностью дееспособны и прошли полное медицинское обследование. Также в этом банке можно подобрать донора с определенными внешними признаками: цвет глаз, рост, телосложение и другие.

Следует отметить, что многие женщины, воспользовавшись донорскими ооцитами, после приживления эмбрионов и наступления беременности забывают, что генетически ребенок имеет родство только с мужчиной. Но к этому решению следует приходить обдуманно, взвесив все достоинства, недостатки и обсудив с супругом.

Пройти полное обследование, сдать необходимые анализы и получить ответы на интересующие вас вопросы вы можете в клинике «Центр ЭКО» в Смоленске.

мейоз | Изучайте науку в Scitable

Мейоз тип клеточного деления, при котором число хромосом в материнской клетке уменьшается клетка наполовину и производит четыре клетки гамет. Этот процесс необходим для производят яйцеклетки и сперматозоиды для полового размножения. Во время размножения, когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются в одну клетку, число хромосом равно восстанавливается в потомстве.

Мейоз начинается с родительской клетки, которая является диплоидной, то есть имеет две копии каждой хромосома.

Родительская клетка подвергается одному циклу репликации ДНК, за которым следует два отдельных цикла ядерного деления. В результате рождаются четыре дочери клетки являются гаплоидными, что означает, что они содержат половину числа хромосом диплоидной родительской клетки.

Мейоз имеет как сходство, так и отличия от митоза, который представляет собой деление клетки процесс, при котором родительская клетка производит две идентичные дочерние клетки. Мейоз начинается после одного цикла репликации ДНК в клетках самца или самки половые органы. Процесс делится на мейоз I и мейоз II, и оба мейотические деления имеют несколько фаз. Мейоз I – тип деления клеток уникален для зародышевых клеток, тогда как мейоз II подобен митозу.

Мейоз I, первое деление мейоза, начинается с профазы I. Во время профазы I комплекс ДНК и белка, известный как хроматин, конденсируется с образованием хромосом. Пары реплицирующихся хромосом называются сестринскими хроматидами. остаются соединенными в центральной точке, называемой центромерой. Большая структура называемое мейотическим веретеном, также образуется из длинных белков, называемых микротрубочками, на каждой стороне или полюсу клетки. Между профазой I и метафазой I пары гомологичных хромосом образуют тетрады. Внутри тетрады любая пара хроматид плечи могут перекрываться и сливаться в процессе, называемом кроссинговером или рекомбинацией. Рекомбинация — это процесс разрыва, рекомбинации и воссоединения участков ДНК. создавать новые комбинации генов. В метафазе I гомологичные пары хромосомы располагаются по обе стороны от экваториальной пластины. Затем, в анафазе I, волокна веретена сокращаются и тянут гомологичные пары, каждая по две хроматид друг от друга и к каждому полюсу клетки. В течение В телофазе I хромосомы заключены в ядра. Теперь клетка подвергается процесс, называемый цитокинезом, который делит цитоплазму исходной клетки на две дочерние клетки. Каждая дочерняя клетка гаплоидна и имеет только один набор хромосом, или половину общего числа хромосом исходной клетки.

Мейоз II представляет собой митотическое деление каждой из гаплоидных клеток, образующихся в мейозе I. Во время профазы II хромосомы конденсируются, и образуется новый набор волокон веретена деления. формы. Хромосомы начинают двигаться к экватору клетки. В течение В метафазе II центромеры парных хроматид выстраиваются вдоль экваториальная пластина в обеих ячейках. Затем в анафазе II хромосомы расходятся. на центромерах. Волокна веретена деления тянут разделенные хромосомы к каждый полюс клетки. Наконец, во время телофазы II хромосомы заключены в ядерные оболочки. Далее следует цитокинез, при котором цитоплазма делится на две клетки. В конце мейоза образуются четыре гаплоидные дочери. клетки, из которых развиваются либо сперматозоиды, либо яйцеклетки.

---

Дальнейшее исследование

Концептуальные ссылки для дальнейшего изучения

клеточное деление | репликация | метафаза | анафаза | телофаза | связь | хромосома | цитокинез | гаплоидный | прометафаза | принцип разделения | принцип независимого ассортимента | веретенообразные волокна | гамета | ДНК | хроматин | ядро | цитоплазма | эукариот | профаза | рекомбинация | принцип разделения | Принципы наследования

Связанные понятия (23)

Генетика

Клеточная биология

Научная коммуникация

Планирование карьеры

Что такое мейоз? – Ваш геном

• Во время мейоза одна клетка делится дважды с образованием четырех дочерних клеток .
• Эти четыре дочерние клетки имеют вдвое меньше хромосом, чем родительская клетка — они гаплоидны.
• Мейоз производит наши половые клетки или гаметы (яйцеклетки у самок и сперматозоиды у самцов).

Мейоз можно разделить на девять стадий. Они делятся между первым периодом деления клетки (мейоз I) и вторым периодом деления (мейоз II):

Мейоз I

1. Интерфаза:

• ДНК в клетке копируется, что приводит к двум одинаковые полные наборы хромосом.
• Снаружи ядра находятся две центросомы, каждая из которых содержит пару центриолей, эти структуры имеют решающее значение для процесса клеточного деления.
• Во время интерфазы микротрубочки отходят от этих центросом.

2. Профаза I:

• Скопированные хромосомы конденсируются в Х-образные структуры, которые хорошо видны под микроскопом.
• Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, содержащих одинаковую генетическую информацию.
• Хромосомы спариваются таким образом, что обе копии хромосомы 1 находятся вместе, обе копии хромосомы 2 вместе и так далее.
• Пары хромосом могут затем обмениваться фрагментами ДНК в процессе, называемом рекомбинацией или кроссинговером.
• В конце профазы I мембрана вокруг ядра в клетке растворяется, высвобождая хромосомы.
• Мейотическое веретено, состоящее из микротрубочек и других белков, проходит через клетку между центриолями.

3. Метафаза I:

• Пары хромосом выстраиваются рядом друг с другом по центру (экватору) клетки.
• Центриоли теперь находятся на противоположных полюсах клетки, от них отходят мейотические веретена.
• Волокна мейотического веретена прикрепляются к одной хромосоме каждой пары.

4. Анафаза I:

• Пара хромосом затем разрывается мейотическим веретеном, который тянет одну хромосому к одному полюсу клетки, а другую хромосому к противоположному полюсу.
• В мейозе I сестринские хроматиды остаются вместе. Это отличается от того, что происходит в митозе и мейозе II.

5. Телофаза I и цитокинез:

• Хромосомы завершают движение к противоположным полюсам клетки.
• На каждом полюсе клетки собирается полный набор хромосом.
• Вокруг каждого набора хромосом образуется мембрана, образующая два новых ядра.
• Затем одна клетка пережимается посередине, образуя две отдельные дочерние клетки, каждая из которых содержит полный набор хромосом в ядре. Этот процесс известен как цитокинез.

Мейоз II

6. Профаза II:

• Теперь две дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами (23 пары хроматид).
• В каждой из двух дочерних клеток хромосомы снова конденсируются в видимые Х-образные структуры, которые легко увидеть под микроскопом.
• Мембрана вокруг ядра в каждой дочерней клетке растворяется, высвобождая хромосомы.
• Центриоли дублируются.
• Снова формируется мейотическое веретено.

7. Метафаза II:

• В каждой из двух дочерних клеток хромосомы (пара сестринских хроматид) выстраиваются встык вдоль экватора клетки.
• Теперь центриоли находятся на противоположных полюсах в каждой из дочерних клеток.
• Волокна мейотического веретена на каждом полюсе клетки прикрепляются к каждой из сестринских хроматид.

8. Анафаза II:

• Затем сестринские хроматиды оттягиваются к противоположным полюсам благодаря действию мейотического веретена.
• Разделенные хроматиды теперь являются отдельными хромосомами.

9. Телофаза II и цитокинез:

• Хромосомы завершают движение к противоположным полюсам клетки.
• На каждом полюсе клетки собирается полный набор хромосом.
• Вокруг каждого набора хромосом образуется мембрана, которая создает два новых клеточных ядра.