В результате второго деления мейоза образуются: Могут ли в результате мейоза образоваться клетки с набором хромосом?

сколько клеток образуется в результате второго деления мейоза?

Разделите кровеносные сосуды на группы. Сосуды, содержащие венозную кровь Сосуды, содержащие артериальную кровь нижняя полая вена верхняя полая вена л … ёгочная артерия лёгочный ствол аорта лёгочная вена

Укажите части тела человека, в которых нет кровеносных сосудов. кость эмаль зубов эпителий селезёнка ногти

У безубки раковина состоит из

Сообщение на тему Ведьмины круги

Тема: Пищеварение в желудке и кишечнике Важную  роль играет _______ , которая образуется в ________ . Слизистая оболочка тонкой кишки  образует многоч … исленные _________ и покрыта бесчисленными ___________ . Здесь  происходит почти ________________________ . В кишечнике пища продолжает  ______________ и __________ при помощи _______________________________  помогите пожалуйста, очень срочно

Помогите пожалуйста по биологии ответить на вопросы

Срочно!!!!!!!ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА по биологии сделать доклад о косно-хрящевых рыб 1.

Представители 2.Какой скелет 3.Органы дыхания 4.Наличие жаберных … крышек и плавательного пузыря 5.Размножение 6.Особенности строения 7.Жизни деятельность Если найдёте скрины покидайте пожалуйста.

Помогите пожалуйста решить по биологии

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА по биологии сделать доклад о косно-хрящевых рыб 1.Представители 2.Какой скелет 3.Органы дыхания 4.Наличие жаберных крышек и пла … вательного пузыря 5.Размножение 6.Особенности строения 7.Жизни деятельность Если найдёте скрины покидайте пожалуйста.

Помогите, пожалуйста, с кроссвордом. Необязательно все, можно лишь парочку 1. Процесс формирования нового поколения леса естественным или искусственны … м путём, восстановление всех его компонентов и связей между ними /18 букв/2. Угол, между направлением географического меридиана и направлением на любой удаленный объект с точки зрения наблюдения /6/7. Насекомые-вредители, пытающиеся корнями дерева /8/ 7 буква «г»8. деревья или кустарники, способствующие ускорению роста и улучшению формы ствола главной древесиной породы путём создания бокового отенения /6 букв/ ​

§23.

Мейоз и его биологическое значение

 

1. Сколько дочерних клеток и с каким набором хромосом образуется из одной диплоидной клетки в результате: а) митоза; б) мейоза?

Две гаплоидные, две диплоидные, четыре гаплоидные, четыре диплоидные.

а) В результате митоза – две диплоидные клетки.

б) В результате мейоза – четыре гаплоидные клетки.

 

2. Что представляет собой конъюгация хромосом? В какую фазу мейоза происходит кроссинговер? Какое значение имеет этот процесс?

Конъюгация хромосом наблюдается в профазе мейоза I. Это – процесс сближения гомологичных хромосом. При конъюгации хроматиды гомологичных хромосом в некоторых местах перекрещиваются. Кроссинговер также происходит в профазе мейоза I и представляет собой обмен участками между гомологичными хромосомами. Кроссинговер ведёт к перекомбинации наследственного материала и является одним из источников комбинативной изменчивости, благодаря которой потомки не являются точными копиями своих родителей и отличаются друг от друга.

 

3. Какие события, протекающие в мейозе, обеспечивают уменьшение вдвое набора хромосом в дочерних клетках?

Уменьшение хромосомного набора происходит в анафазе I мейоза вследствие того, что к разным полюсам делящейся клетки расходятся не сестринские хроматиды (как в анафазе митоза и анафазе II мейоза), а двухроматидные гомологичные хромосомы. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадёт только одна. В конце анафазы I набор хромосом у каждого полюса клетки уже является гаплоидным (1n2c).

 

4. Каково биологическое значение мейоза?

У животных и человека мейоз приводит к образованию гаплоидных половых клеток – гамет. В ходе последующего процесса оплодотворения (слияния гамет) организм нового поколения получает диплоидный набор хромосом, а значит, сохраняет присущий данному виду организмов кариотип. Следовательно, мейоз препятствует увеличению числа хромосом при половом размножении. Без такого механизма деления хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.

У растений, грибов и некоторых протистов путём мейоза образуются споры.

Процессы, протекающие в мейозе (кроссинговер, независимое расхождение хромосом и хроматид), служат основой комбинативной изменчивости организмов.

 

5. Сравните митоз и мейоз, выявите черты сходства и различия. В чём заключается главное отличие мейоза от митоза?

Главным отличием является то, что в результате мейоза происходит уменьшение в 2 раза набора хромосом дочерних клеток по сравнению с материнской.

Сходство:

● Представляют собой способы деления эукариотических клеток, требуют затрат энергии.

● Сопровождаются точным и равномерным распределением наследственного материала между дочерними клетками.

● Сходные процессы подготовки клетки к делению (репликация, удвоение центриолей и т.п.).

● Сходные процессы, протекающие в соответствующих фазах деления (спирализация хромосом, распад ядерной оболочки, формирование веретена деления и т. д.) и, как следствие, одинаковые названия фаз (профаза, метафаза, анафаза, телофаза). Второе деление мейоза протекает по тому же механизму, что и митоз гаплоидной клетки.

Различия:

● В результате митоза дочерние клетки сохраняют набор хромосом, присущий материнской клетке. В результате мейоза набор хромосом дочерних клеток уменьшается в 2 раза.

● Митоз представляет собой одно деление клетки, а мейоз – два последовательных деления (мейоз I и мейоз II). Поэтому в результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, а в результате мейоза – четыре.

● В отличие от митоза, в мейозе происходит конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Примечание: на самом деле существует и митотический кроссинговер (открыт К. Штерном в 1936 г), но его изучение не предусмотрено школьной программой.

● В анафазе митоза к разным полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, а в анафазе I мейоза – гомологичные хромосомы.

. ..и (или) другие существенные признаки.

 

6. Клетка корня берёзы содержит 18 хромосом.

1) Диплоидная клетка пыльника берёзы претерпела мейоз. Образовавшиеся при этом микроспоры поделились митозом. Сколько клеток образовалось? Сколько хромосом содержится в каждой из них?

2) Определите число хромосом и общее количество хроматид в клетках берёзы во время мейотического деления:

а) в экваториальной плоскости клетки в метафазе I;

б) в метафазе II;

в) у каждого полюса клетки в конце анафазы I;

г) у каждого полюса клетки в конце анафазы II.

1) Клетка корня берёзы – соматическая, значит у берёзы 2n = 18. В результате мейоза из одной материнской клетки образуется 4 клетки с уменьшенным в два раза набором хромосом. Следовательно, из диплоидной клетки пыльника образовались 4 гаплоидных микроспоры (n = 9).

Затем каждая микроспора поделилась митозом. В результате митоза из каждой микроспоры образовались по две дочерние клетки с таким же набором хромосом. Таким образом, всего образовалось 8 гаплоидных клеток.

Ответ: Образовалось 8 клеток, в каждой содержится по 9 хромосом.

2) Формула наследственного материала, находящегося в экваториальной плоскости клетки в метафазе I – 2n4c, что для берёзы составляет 18 хромосом, 36 хроматид. Клетка, находящаяся в метафазе II, имеет набор 1n2c – 9 хромосом, 18 хроматид. В конце анафазы I у каждого полюса клетки находится набор 1n2c – 9 хромосом, 18 хроматид, а в конце анафазы II – 1n1c – 9 хромосом, 9 хроматид.

Ответ: а) 18 хромосом, 36 хроматид; б) 9 хромосом, 18 хроматид; в) 9 хромосом, 18 хроматид; г) 9 хромосом, 9 хроматид.

 

7. Почему мейоз не наблюдается у организмов, которым не свойственно половое размножение?

В цикле развития всех организмов, которым свойственно половое размножение, имеет место процесс оплодотворения – слияния двух клеток (гамет) в одну (зиготу). Фактически, оплодотворение увеличивает хромосомный набор в 2 раза. Поэтому должен также существовать механизм, уменьшающий набор хромосом в 2 раза, и этим механизмом является мейоз. Без мейоза хромосомные наборы удваивались бы с каждым следующим поколением.

У организмов, которым не свойственно половое размножение, нет и процесса оплодотворения. Поэтому у них не наблюдается мейоз, в нём нет необходимости.

 

8. Для чего нужно второе деление мейоза, ведь уменьшение числа хромосом в 2 раза уже произошло в результате первого деления?

Дочерние клетки, образовавшиеся в результате первого деления мейоза, имеют набор 1n2c, т.е. уже являются гаплоидными. Однако каждая хромосома такой клетки состоит не из одной хроматиды, как должно быть у молодой клетки, вступающей в новый клеточный цикл, а из двух – как в зрелой клетке, готовой к делению. Следовательно, клетки с набором 1n2c не смогут нормально пройти клеточный цикл (и, прежде всего, репликацию в S-периоде). Поэтому практически сразу после первого деления мейоза начинается второе, в ходе которого происходит расхождение сестринских хроматид с образованием «нормальных» однохроматидных хромосом, характерных для молодых дочерних клеток.

Кроме того, в результате мейоза у животных и человека образуются гаметы, а у растений – споры. Вследствие того, что мейоз представляет собой не одно, а два последовательных деления, количество образующихся гамет (или спор) возрастает в 2 раза.

Дашков М.Л.

Сайт: dashkov.by

Вернуться к оглавлению

 

< Предыдущая		Следующая >

15. Мейоз, 1 и 2 деление мейоза. Биологическое значение мейоза

При половом размножении дочерний организм возникает в результате слияния двух половых клеток (гамет) и последующего развития из оплодотворенной яйцеклетки — зиготы.

Половые клетки родителей обладают гаплоидным набором (n) хромосом, а в зиготе при объединении двух таких наборов число хромосом становится диплоидным (2n): каждая пара гомологичных хромосом содержит одну отцовскую и одну материнскую хромосому.

Гаплоидные клетки образуются из диплоидных в результате особого клеточного деления — мейоза.

Мейоз — разновидность митоза, в результате которого из диплоидных (2п) соматических клеток половых желез образуются гаплоидные гаметы (1n). При оплодотворении ядра гаметы сливаются, и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Таким образом, мейоз обеспечивает сохранение постоянного для каждого вида набора хромосом и количества ДНК.

Мейоз представляет собой непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений, называемых мейозом I и мейозом II. В каждом делении различают профазу, метафазу, анафазу и телофазу. В результате мейоза I число хромосом уменьшается вдвое (редукционное деление): при мейозе II гаплоидность клеток сохраняется (эквационное деление). Клетки, вступающие в мейоз, содержат генетическую информацию 2n2хр (рис. 1).

В профазе мейоза I происходит постепенная спирализация хроматина с образованием хромосом. Гомологичные хромосомы сближаются, образуя общую структуру, состоящую из двух хромосом (бивалент) и четырех хроматид (тетрада). Соприкосновение двух гомологичных хромосом по всей длине называется конъюгацией. Затем между гомологичными хромосомами появляются силы отталкивания, и хромосомы сначала разделяются в области центромер, оставаясь соединенными в области плеч, и образуют перекресты (хиазмы). Расхождение хроматид постепенно увеличивается, и перекресты смещаются к их концам. В процессе конъюгации между некоторыми хроматидами гомологичных хромосом может происходить обмен участками — кроссинговер, приводящий к перекомбинации генетического материала. К концу профазы растворяются ядерная оболочка и ядрышки, формируется ахроматиновое веретено деления. Содержание генетического материала остается прежним (2n2хр).

В метафазе мейоза I биваленты хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. В этот момент спирализация их достигает максимума. Содержание генетического материала не изменяется (2п2хр).

В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, окончательно отходят друг от друга и расходятся к полюсам клетки. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна — число хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание генетического материала становится 1n2хр у каждого полюса.

В телофазе происходит формирование ядер и разделение цитоплазмы — образуются две дочерние клетки. Дочерние клетки содержат гаплоидный набор хромосом, каждая хромосома — две хроматиды (1n2хр).

Интеркинез — короткий промежуток между первым и вторым мейотическими делениями. В это время не происходит репликации ДНК, и две дочерние клетки быстро вступают в мейоз II, протекающий по типу митоза.

Рис. 1. Схема мейоза (показана одна пара гомологичных хромосом). Мейоз I: 1, 2, 3. 4. 5 — профаза; 6 —метафаза; 7 — анафаза; 8 — телофаза; 9 — интеркинез. Мейоз II; 10 —метафаза; II —анафаза; 12 — дочерние клетки.

В профазе мейоза II происходят тс же процессы, что и в профазе митоза. В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной плоскости. Изменений содержания генетического материала не происходит (1n2хр). В анафазе мейоза II хроматиды каждой хромосомы отходят к противоположным полюсам клетки, и содержание генетического метериала у каждого полюса становится lnlxp. В телофазе образуются 4 гаплоидные клетки (lnlxp).

Таким образом, в результате мейоза из одной диплоидной материнской клетки образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом. Кроме того, в профазе мейоза I происходит перекомбинация генетического материала (кроссинговер), а в анафазе I и II — случайное отхождение хромосом и хроматид к одному или другому полюсу. Эти процессы являются причиной комбинативной изменчивости.

Биологическое значение мейоза:

1) является основным этапом гаметогенеза;

2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;

3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.

Атак же, биологическое значение мейоза заключается в том, что уменьшение числа хромосом необходимо при образовании половых клеток, поскольку при оплодотворении ядра гамет сливаются. Если бы указанной редукции не происходило, то в зиготе (следовательно, и во всех клетках дочернего организма) хромосом становилось бы вдвое больше. Однако это противоречит правилу постоянства числа хромосом. Благодаря мейозу половые клетки гаплоидны, а при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Схема гаметогенеза: à — сперматогенез; á — овогенез

Рис. 3. Схема, иллюстрирующая механизм сохранения диплоидного набора хромосом при половом размножении

Биология клетки/Часть 1. Клетка как она есть/11/7 — Викиучебник

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира

	Глава 11.7
Деление клетки

Механизмы деления клетки у прокариот[править]

Митоз и мейоз — способы деления клеток эукариот. Роль митоза и мейоза в жизненном цикле[править]

Митоз — способ деления клеток эукариот, при котором каждая дочерняя клетка получает то же число (и тот же набор) хромосом, что и материнская. Митозом могут делиться как гаплоидные, так и диплоидные клетки. При митозе клетки-потомки сохраняют плоидность, которую имела материнская клетка: n → n, 2n → 2n.

Мейоз— способ деления клеток эукариот, при котором каждая дочерняя клетка получает в 2 раза меньшее число хромосом, чем материнская. При мейозе из диплоидных клеток получаются гаплоидные: 2n → n

Митоз, его роль в размножении и развитии эукариот. Фазы митоза[править]

Митоз — способ деления клеток эукариот, при котором каждая дочерняя клетка получает то же число (и тот же набор) хромосом, что и материнская.

Митозом могут делиться как гаплоидные, так и диплоидные клетки.

• [1] Видео митоза в растительной клетке (клетка лилии)
• [2] Видео митоза в животной клетке (клетка яичника китайского хомячка)

Разнообразие типов митоза у эукариот[править]

Мейоз. Фазы мейоза[править]

Мейоз — это способ деления клеток эукариот, при котором из одной материнской клетки с двойным набором хромосом получается четыре с одинарным (если у материнской диплоидный набор, то у получившихся — гаплоидный). Мейоз включает в себя два деления:

1. Редукционное деление, в ходе которого к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из пары хроматид. В результате образуется две новых клетки с гаплоидным набором.
2. Эквационное деление, в ходе которого обе образовавшиеся клетки делятся так же, как при митозе.

Перед редукционным делением ДНК реплицируется (удваивается). Между редукционным и эквационным делениями удвоения ДНК не происходит.

• Редукционное деление разбивают на четыре фазы:

1. Профаза I: образуется веретено деления, ядерная оболочка разрушается, а гомологичные хромосомы объединяются в биваленты (соединившиеся пары гомологичных хромосом). В это время пара хроматид из разных хромосом одного бивалента может обмениваться участками, которые содержат гомологичные последовательности ДНК (одинаковые или разные аллели одного гена). Такой процесс называется кроссинговером.
2. Метафаза I: во время этой фазы биваленты выстраиваются по экватору клетки, а нити веретена (микротрубочки) прикрепляются к центромерам разных гомологичных хромосом из пары. К каждой хромосоме присоединяются микротрубочки только от одного полюса веретена деления.
3. Анафаза I: гомологичные хромосомы каждой пары растягиваются к разным полюсам клетки. В результате образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом.
4. Телофаза I: снова строится ядерная оболочка, и хромосомы раскручиваются (деспирализуются).

• Эквационное деление тоже делится на четыре фазы.

1. Профаза II: в образовавшихся при редукционным делении клетках хромосомы конденсируются, образуется веретено деления, и нити от обоих полюсов веретена присоединяются к центромерам каждой хромосомы.
2. Метафаза II: хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки, образуя метафазную пластинку.
3. Анафаза II: центромера каждой хромосомы делится пополам, и нити веретена растягивают половинки хромосом (хроматиды) к разным полюсам каждой клетки.
4. Телофаза II почти ничем не отличается от телофазы I.

Стадии мейоза

☰

Мейоз — это деление диплоидных клеток, в результате которого образуются гаплоидные клетки. То есть из каждой пары гомологичных хромосом материнской клетки в дочерние попадает лишь одна хромосома. Мейоз лежит в основе формирования половых клеток – гамет. В результате слияния мужской и женской гамет диплоидный набор восстанавливается. Таким образом, одно из важных значений мейоза — это обеспечение постоянства числа хромосом у вида при половом размножении.

В клетке, которая приступает к мейотическому делению, уже произошло удвоение (репликация) хромосом, также как это происходит в интерфазе митоза. Так что каждая хромосома состоит из двух хроматид, и количество хромосом диплоидное. То есть по количеству генетической информации клетки вступающие в митоз и мейоз одинаковы.

В отличие от митоза мейоз протекает в два деления. В результате первого деления гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в разные дочерние клетки, и образуются две клетки с гаплоидным числом хромосом, но каждая хромосома состоит из двух хроматид. Второе деление протекает также как митотическое, т. к. происходит разделение хроматид каждой хромосомы, и в дочерние клетки попадает по одной хроматиде каждой хромосомы.

Таким образом в результате мейоза образуется четыре клетки с гаплоидным набором хромосом. У самцов все четыре становятся сперматозоидами. А вот у самок только одна становится яйцеклеткой, другие отмирают. Это связано с тем, что только в одной клетке концентрируется запас питательных веществ.

Стадии, или фазы, первого мейотического деления:

1. Профаза I. Спирализация хромосом. Гомологичные хромосомы располагаются параллельно друг другу и обмениваются некоторыми гомологичными участками (конъюгация хромосом и кроссинговер, в результате которого происходит перекомбинация генов). Разрушается ядерная оболочка, начинает формироваться веретено деления.
2. Метафаза I. Пары гомологичных хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. К центромере каждой хромосомы присоединяется нить веретена деления. Причем к каждой только одна таким образом, что к одной гомологичной хромосоме присоединена нить с одного полюса клетки, а к другой – с другого.
3. Анафаза I. Каждая хромосома из пары гомологичных отходит к своему полюсу клетки. При этом каждая хромосома продолжает состоять из двух хроматид.
4. Телофаза I. Образуются две клетки, содержащие гаплоидный набор удвоенных хромосом.

Стадии, или фазы, второго мейотического деления:

1. Профаза II. Разрушение ядерных оболочек, формирование веретена деления.
2. Метафаза II. Хромосомы располагаются в экваториальной плоскости, к ним присоединяются нити веретена деления. Причем таким образом, что к каждой центромере присоединяются две нити — одна с одного полюса, другая — с другого.
3. Анафаза II. Хроматиды каждой хромосомы разделяются в области центромер, и каждая из пары сестринских хроматид уходит к своему полюсу.
4. Телофаза II. Формирование ядер, раскручивание хромосом, деление цитоплазмы.

На схеме показано поведение при мейозе только одной пары гомологичных хромосом. В реальных клетках их больше. Так в клетках человека содержится 23 пары. На схеме видно, что дочерние клетки генетически отличны друг от друга. Это важное отличие мейоза от митоза.

Следует отметить другое важное значение мейоза (первое, как уже было указано, – это обеспечение механизма полового размножения). В результате кроссинговера создаются новые комбинации генов. Они же создаются в результате независимого друг от друга расхождения хромосом при мейозе. Поэтому мейоз лежит в основе комбинативной изменчивости организмов, которая в свою очередь является одним из источников естественного отбора, т. е. эволюции.

Сперматогенез — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Строение сперматозоида человека

Сперматогене́з — развитие мужских половых клеток (сперматозоидов), происходящее под регулирующим воздействием гормонов. Одна из форм гаметогенеза.

Сперматозоиды развиваются из клеток-предшественников, которые проходят редукционные деления (деления мейоза) и формируют специализированные структуры (акросома, жгутик и пр. ). В разных группах животных сперматогенез различается. У позвоночных животных сперматогенез проходит по следующей схеме: в эмбриогенезе первичные половые клетки — гоноциты мигрируют в зачаток гонады, где формируют популяцию клеток, называемых сперматогониями. С началом полового созревания сперматогонии начинают активно размножаться, часть из них дифференцируется в другой клеточный тип — сперматоциты I порядка, которые вступают в мейоз и после первого деления мейоза дают популяцию клеток, называемых сперматоцитами II порядка, проходящих впоследствии второе деление мейоза и образующих сперматиды; путём ряда преобразований последние приобретают форму и структуры сперматозоида в ходе спермиогенеза.

Сперматогенез у человека

Схема поперечного сечения семенного канальца

Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней^[1]. Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней^[2]

Сперматозоиды образуются в семенниках, а именно в извитых семенных канальцах. Просвет семенного канальца посредством образования прочных контактов между соседними клетками Сертоли делится на базальную (люминальную) и адлюминальную части. В люминальной части расположены клетки Сертоли (сустентоциты) и предшественники половых клеток (сперматогонии, сперматоциты I и II порядков и сперматиды).

Сперматогонии, лежащие непосредственно на базальной мембране извитых семенных канальцев, проходят несколько последовательных стадий митотического деления. Общее количество сперматогоний в яичке мужчины составляет около 1 млрд. Различают две основные категории сперматогоний: А и В. Сперматогонии А, которые делятся митотически, сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дифференцируются в сперматогоний В, которые «эвакуируются» клеточными контактами сустентоцитов (образуют под основанием половой клетки новый контакт и резорбируют старый). Сперматогония В делится митотически, дифференцируясь в сперматоцит I порядка, вступающий в мейоз.

В результате первого деления мейоза образуются две дочерние клетки сперматоциты второго порядка, каждый из которых содержит гаплоидный набор (23 у человека) d-хромосом ^[3]. Вторичные сперматоциты расположены ближе к просвету канальца. Во втором делении мейоза образуются две сперматиды. Таким образом, в результате деления одной сперматогонии образуются четыре сперматиды, каждая из которых обладает гаплоидным набором хромосом.

В ходе сложного процесса спермиогенеза сперматиды дифференцируются в зрелые сперматозоиды. Дифференцирующиеся сперматиды лежат в углублениях плазматической мембраны клеток Сертоли. При спермиогенезе комплекс Гольджи формирует акросому, содержащую протеолитические ферменты , которые при контакте с яйцеклеткой растворяют участок её блестящей оболочки (zona pellucida).

Сложный процесс сперматогенеза регулируется гонадотропными гормонами гипофиза и стероидными гормонами яичка. После полового созревания гипоталамус начинает выделять гонадотропный рилизинг-гормон, под влиянием которого гипофиз секретирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), стимулирующий развитие и функционирование клетки Сертоли и лютеинизирующий гормон (ЛГ), стимулирующий клетки Лейдига к выработке тестостерона. Тестостерон оказывает воздействие на развитие клеток Сертоли, а также на предшественники половых клеток (в ассоциации с андроген-связывающим белком, выделяемым клетками Сертоли).

Секреторная активность гипофиза регулируется клетками Сертоли и клетками Лейдига. Тестостерон, выделяемый клетками Лейдига подавляет активность гипофиза к выработке ЛГ и ФСГ. Ингибин и эстрадиол, образующийся в клетках Сертоли, подавляют гипофиз к выработке ФСГ и клетки Лейдига к выработке тестостерона. Морфофункциональное состояние яичка регулируется гормонами аденогипофиза — ФСГ и ЛГ, причём уровень гормонов постоянный, имеются лишь незначительные колебания.

Примечания

1. ↑ Мотавкин П. А. Курс лекций по гистологии. — «Медицина ДВ», 2007. — С. 311—315. — ISBN 978-5-98301-017-8.
2. ↑ Основные анатомические и физиологические данные для использования в радиационной безопасности: референтные значения. Публикация МКРЗ 89. — М: Издательство «Медкнига», 2007. — с. 184
3. ↑ d-хромосома — хромосома после репликации ДНК, которая состоит из двух дочерних молекул ДНК

Тест по биологии «Мейоз» — биология, тесты

МЕЙОЗ

Задание 1. Часть А.      Выбери один правильный ответ.

Какие клетки образуются путем мейоза? 1) нервные 2) половые 3) мышечные 4) эпителиальные	2. Химическую основу хромосомы составляет молекула 1) рибонуклеиновой кислоты 2) липида 3) дезоксирибонуклеиновой кислоты 4) полисахарида
3.Коньюгация и кроссинговер имеют большое значение для эволюции, так как способствуют: 1) сохранению генофонда 2) изменению численности популяции 3) повышению жизнеспособности потомства 4) возникновению новых сочетаний признаков в популяции	4. Гаплоидный набор хромосом, каждая из которых содержит две молекулы ДНК, имеется в клетках в: 1) анафазе мейоза I 2) метафазе митоза 3) профазе митоза 4) телофазе мейоза I
5. В результате какого процесса из одной материнской клетки образуется четыре дочерние с гаплоидным набором хромосом: 1) митоз 2) кроссинговер 3) созревание яйцеклетки 4) мейоз	6. Благодаря коньюгации и кроссинговеру происходит: 1) уменьшение числа хромосом вдвое 2) увеличение числа хромосом вдвое 3) обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами 4) увеличение числа гамет
7. Одна интерфаза и два следующих друг за другом деления характерны для процесса: 1) оплодотворения 2) дробления зиготы 3) митоза 4) мейоза	8. Нарушение процесса формирования веретена деления в мейозе служит причиной появления: 1) бластулы 2) полиплоидов 3) модификаций 4) генных мутаций
9. В процессе мейоза образуются гаметы с набором хромосом: 1) диплоидным 2) гаплоидным 3) равным материнскому 4) удвоенным	10. Дочерние хроматиды в процессе мейоза расходятся к полюсам клетки в: 1) метафаза первого деления 2) профазе второго деления 3) анафазе второго деления 4) телофазе первого деления
11. На каком этапе жизни клетки синтезируется молекула АТФ, энергия которых используется в процессе деления? 1) в профазе I 2) в интерфазе 3) в метафазе I 4) в анафазе II	12. Конъюгация гомологичных хромосом при мейозе происходит: В профазу 1.  5. В профазу 2. В метафазу 1.  6. В метафазу 2. В анафазу 1.  7. В анафазу 2. В телофазу 1.  8. В телофазу 2.
13. Набор хромосом и ДНК в конце 1-го деления мейоза: 1) 1n 1c                     4) 2n 2c 2) 1n 2c                     5) 2n 4c 3) 1n 4c                     6) 4n 4c	14. Набор хромосом и ДНК в конце 2-го деления мейоза: 1) 1n 1c                     4) 2n 2c 2) 1n 2c                     5) 2n 4c 3) 1n 4c                  6) 4n 4c
15. Кроссинговер происходит: В профазу 1.  5. В профазу 2. В метафазу 1.  6. В метафазу 2. В анафазу 1.   7. В анафазу 2. В телофазу 1.  8. В телофазу 2.	16. Причина образования четырех гаплоидных клеток в процессе мейоза состоит в: 1) одном делении клетки и коньюгации хромосом 2) наличии процесса кроссинговера 3) одном удвоении хромосом и двух делениях клетки 4) соединении гомологичных хромосом
17. Набор хромосом и ДНК, равный 2n2c в клетке: В профазу 1.  5. В профазу 2. В метафазу 1.   6. В метафазу 2. В анафазу 1.  7. В анафазу 2. В телофазу 1.  8. В телофазу 2.	18. Набор хромосом и ДНК, равный 4n4c в клетке: В профазу 1.  5. В профазу 2. В метафазу 1.  6. В метафазу 2. В анафазу 1.  7. В анафазу 2. В телофазу 1.  8. Такого набора хромосом                                                                    и ДНК в норме не может быть.

 

Задание 2. Часть В

   1. Выберите три правильных ответа.

Набор хромосом и ДНК, равный 2n4c в клетке:

1. В профазу 1.  5. В профазу 2.
2. В метафазу 1.  6. В метафазу 2.
3. В анафазу 1.  7. В анафазу 2.
4. В телофазу 1.  8. В телофазу 2.

 

2. Выберите три правильных ответа.

Набор хромосом и ДНК, равный 1n2c в клетке:

1. В профазу 1.  5. В профазу 2.
2. В метафазу 1.   6. В метафазу 2.
3. В анафазу 1.  7. В анафазу 2.
4. В телофазу 1.  8. В телофазу 2.

 

3. Выберите три правильных ответа.

Перекомбинация генетического материала происходит:

1. В профазу 1.  5. В профазу 2.
2. В метафазу 1.  6. В метафазу 2.
3. В анафазу 1.  7. В анафазу 2.
4. В телофазу 1.  8. В телофазу 2.

 

4. Выберите три правильных ответа.

                    В процессе мейоза происходит:

                          1. Деление эукариотических клеток

                          2. Формирование прокариотических клеток

                          3. Уменьшение числа хромосом вдвое

                          4. Сохранение диплоидного набора хромосом

                          5. Образование двух дочерних клеток

                          6. Развитие четырех гаплоидных клеток

 

5. Установите последовательность процессов первого деления мейоза (данные занесите в таблицу).

     А) коньюгация гомологичных хромосом

     Б) разделение пар хромосом и перемещение их к полюсам

     В) образование дочерних клеток

     Г)  расположение гомологичных хромосом в плоскости экватора

 

  

                   

Задание 3. Часть С

 

1. Какое деление мейоза сходно с митозом? Объясните, в чем оно выражается и к какому набору хромосом в клетке приводит.

2. Общая масса молекул ДНК в 46 хромосомах ядра соматической клетки человека составляет 6х10 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в интерфазе, конце телофазы мейоза I и телофазы мейоза II . Ответ поясните.

3. Чем митоз отличается от мейоза? Укажите не менее 5-и признаков.

4. Раскройте механизмы, обеспечивающие постоянство числа и формы хромосом в клетках организмов из поколения в поколение.

 

Желаю удачи!

 

 

 

 

 

 

 

 

Мейоз II | Биология для майоров I

Результаты обучения

• Опишите этапы мейоза II

У некоторых видов клетки вступают в краткую интерфазу, или интеркинез , прежде чем войти в мейоз II. В интеркинезе отсутствует S-фаза, поэтому хромосомы не дублируются. Две клетки, образующиеся в мейозе I, синхронно проходят через события мейоза II. Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы.Механика мейоза II аналогична митозу, за исключением того, что каждая делящаяся клетка имеет только один набор гомологичных хромосом. Следовательно, каждая клетка имеет половину количества сестринских хроматид, которые необходимо выделить как диплоидная клетка, претерпевающая митоз.

Профаза II

Если хромосомы деконденсируются в телофазе I, они снова конденсируются. Если ядерные оболочки образовались, они фрагментируются на везикулы. Центросомы, которые были продублированы во время интеркинеза, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.

Прометафаза II

Оболочки ядер полностью разрушены, и веретено полностью сформировано. Каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.

Метафаза II

Сестринские хроматиды максимально конденсированы и выровнены на экваторе клетки.

Анафаза II

Сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.Некинетохорные микротрубочки удлиняют клетку.

Рис. 1. Процесс выравнивания хромосом различается между мейозом I и мейозом II. В прометафазе I микротрубочки прикрепляются к слитым кинетохорам гомологичных хромосом, и гомологичные хромосомы располагаются в центре клетки в метафазе I. В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются. В прометафазе II микротрубочки прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, а сестринские хроматиды располагаются в середине клеток в метафазе II.В анафазе II сестринские хроматиды разделены.

Телофаза II и цитокинез

Хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом. Цитокинез разделяет две клетки на четыре уникальных гаплоидных клетки. На данный момент оба вновь образованных ядра гаплоидны. Полученные клетки являются генетически уникальными из-за случайного набора отцовских и материнских гомологов и из-за рекомбинации материнских и отцовских сегментов хромосом (с их наборами генов), которая происходит во время кроссовера.Весь процесс мейоза представлен на Рисунке 2.

Рис. 2. Животная клетка с диплоидным числом четыре (2 n = 4) проходит стадии мейоза с образованием четырех гаплоидных дочерних клеток.

Просмотрите процесс мейоза, наблюдая, как хромосомы выравниваются и мигрируют, в Meiosis: An Interactive Animation.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Процесс мейоза | Безграничная биология

Введение в мейоз

Мейоз — это ядерное деление диплоидных клеток на гаплоидные клетки, что является необходимым этапом полового размножения.

Цели обучения

Опишите важность мейоза в половом размножении

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Половое размножение — это производство гаплоидных клеток и слияние двух из этих клеток с образованием диплоидной клетки.
• Прежде чем может произойти половое размножение, количество хромосом в диплоидной клетке должно уменьшиться вдвое.
• Мейоз производит клетки с половиной количества хромосом по сравнению с исходной клеткой.
• Гаплоидные клетки, используемые для полового размножения, гаметы, образуются во время мейоза, который состоит из одного раунда репликации хромосомы и двух раундов деления ядра.
• Мейоз I является первым этапом деления мейоза, а мейоз II — вторым этапом.

Ключевые термины

• гаплоид : клетки, имеющей единственный набор непарных хромосом
• гамета : репродуктивная клетка, мужская (сперма) или женская (яйцеклетка), имеющая только половину обычного количества хромосом
• диплоид : клетки, имеющей пару хромосом каждого типа, одна из которых происходит от яйцеклетки, а другая — от сперматозоида

Введение: мейоз и половое размножение

Способность воспроизводить в натуральном виде — основная характеристика всего живого. В натуральном выражении означает, что потомство любого организма очень похоже на своего родителя или родителей. Половое размножение требует оплодотворения: объединения двух клеток двух отдельных организмов. Гаплоидные клетки содержат один набор хромосом. Клетки, содержащие два набора хромосом, называются диплоидными. Количество наборов хромосом в клетке называется уровнем ее плоидности. Если репродуктивный цикл должен продолжаться, то диплоидная клетка должна каким-то образом уменьшить количество наборов хромосом, прежде чем оплодотворение может произойти снова, или будет постоянное удвоение количества наборов хромосом в каждом поколении.Следовательно, половое размножение включает ядерное деление, которое уменьшает количество хромосомных наборов.

Потомки очень похожи на своих родителей : В натуральном выражении означает, что потомки любого организма очень похожи на своих родителей. Бегемот рождает детенышей бегемота (а). Деревья Иисуса Навина дают семена, из которых появляются всходы дерева Иисуса Навина (b). Взрослые фламинго откладывают яйца, из которых вылупляются птенцы фламинго (c).

Половое размножение — это производство гаплоидных клеток (гамет) и слияние (оплодотворение) двух гамет с образованием единой уникальной диплоидной клетки, называемой зиготой.Все животные и большинство растений производят эти гаметы, яйца и сперму. У большинства растений и животных через десятки циклов деления митотических клеток эта диплоидная клетка разовьется во взрослый организм.

Гаплоидные клетки, являющиеся частью полового репродуктивного цикла, производятся в результате деления клеток, называемого мейозом. Мейоз использует многие из тех же механизмов, что и митоз. Однако исходное ядро ​​всегда диплоидно, а ядра, которые образуются в конце деления мейотической клетки, являются гаплоидными, поэтому полученные клетки имеют половину хромосом от исходных.Чтобы добиться этого сокращения хромосом, мейоз состоит из одного раунда дупликации хромосом и двух раундов деления ядра. Поскольку события, которые происходят во время каждой из стадий деления, аналогичны событиям митоза, назначаются те же названия стадий. Однако, поскольку есть два раунда разделения, основной процесс и этапы обозначаются буквой «I» или «II». Таким образом, мейоз I является первым этапом деления мейоза и состоит из профазы I, прометафазы I и так далее.Мейоз II, второй раунд мейотического деления, включает профазу II, прометафазу II и так далее.

Мейоз I

В мейозе I, первом раунде мейоза, гомологичные хромосомы обмениваются ДНК, и диплоидная клетка делится на две гаплоидные клетки.

Цели обучения

Опишите стадии и результаты мейоза I

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Мейозу предшествует интерфаза, которая состоит из фазы G ₁ (рост), фазы S (репликация ДНК) и фазы G ₂ .
• Во время профазы I гомологичные хромосомы конденсируются и становятся видимыми в виде известной нам формы x, соединяются в пары, образуя тетраду, и обмениваются генетическим материалом посредством кроссинговера.
• Во время прометафазы I микротрубочки прикрепляются к кинетохорам хромосом, и ядерная оболочка разрушается.
• В метафазе I тетрады выстраиваются в линию на пластинке метафазы, и гомологичные пары ориентируются случайным образом.
• В анафазе I центромеры разрушаются и гомологичные хромосомы разделяются.
• В телофазе I хромосомы перемещаются к противоположным полюсам; во время цитокинеза клетка разделяется на две гаплоидные клетки.

Ключевые термины

• скрещивание : обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами, в результате которого образуются рекомбинантные хромосомы
• тетрада : две пары сестринских хроматид (пара диад) выровнены определенным образом и часто в экваториальной плоскости во время процесса мейоза
• хроматида : любая из двух цепей хромосомы, которые разделяются во время мейоза

Мейоз I

Мейозу предшествует интерфаза, состоящая из трех стадий.Фаза G ₁ (также называемая фазой первого промежутка) инициирует эту стадию и направлена ​​на рост клеток. Следующая фаза S, во время которой реплицируется ДНК хромосом. Эта репликация дает две идентичные копии, называемые сестринскими хроматидами, которые удерживаются вместе в центромере с помощью белков когезина. Центросомы, которые представляют собой структуры, которые организуют микротрубочки мейотического веретена, также реплицируются. Наконец, во время фазы G ₂ (также называемой второй фазой гэпа) клетка подвергается финальной подготовке к мейозу.

Профаза I

Во время профазы I хромосомы конденсируются и становятся видимыми внутри ядра. Когда ядерная оболочка начинает разрушаться, гомологичные хромосомы сближаются. Синаптонемный комплекс, решетка белков между гомологичными хромосомами, формируется в определенных местах и ​​распространяется по всей длине хромосом. Плотное спаривание гомологичных хромосом называется синапсисом. В синапсах гены хроматид гомологичных хромосом выровнены друг с другом.Синаптонемный комплекс также поддерживает обмен хромосомными сегментами между несестринскими гомологичными хроматидами в процессе, называемом кроссинговером. События кроссовера — первый источник генетической изменчивости, вызванной мейозом. Единственное событие кроссовера между гомологичными несестринскими хроматидами приводит к обмену ДНК между хромосомами. После кроссовера синаптонемный комплекс разрушается, и связь когезина между гомологичными парами также удаляется. В конце профазы I пары удерживаются вместе только в хиазмах; их называют тетрадами, потому что теперь видны четыре сестринские хроматиды каждой пары гомологичных хромосом.

Кроссовер между гомологичными хромосомами : Кроссовер происходит между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. В результате происходит обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.

Синапсис удерживает вместе пары гомологичных хромосом : В начале профазы I гомологичные хромосомы объединяются, образуя синапс. Хромосомы тесно связаны друг с другом и идеально выровнены белковой решеткой, называемой синаптонемным комплексом, и белками когезина в центромере.

Прометафаза I

Ключевым событием в прометафазе I является формирование аппарата волокон веретена, где микротрубочки волокон веретена прикрепляются к белкам кинетохор на центромерах. Микротрубочки растут из центросом, расположенных на противоположных полюсах клетки. Микротрубочки перемещаются к середине клетки и прикрепляются к одной из двух слитых гомологичных хромосом на кинетохорах. В конце прометафазы I каждая тетрада прикрепляется к микротрубочкам с обоих полюсов, причем одна гомологичная хромосома обращена к каждому полюсу.Кроме того, полностью разрушена ядерная мембрана.

Метафаза I

Во время метафазы I тетрады перемещаются к метафазной пластине с кинетохорами, обращенными к противоположным полюсам. Гомологические пары случайным образом ориентируются на экваторе. Это событие — второй механизм, который вносит изменения в гаметы или споры. В каждой клетке, которая претерпевает мейоз, расположение тетрад разное. Количество вариаций зависит от количества хромосом, составляющих набор. Есть две возможности для ориентации на метафазной пластине. Таким образом, возможное количество выравниваний равно 2n, где n — количество хромосом в наборе. Учитывая эти два механизма, очень маловероятно, что любые две гаплоидные клетки, возникшие в результате мейоза, будут иметь одинаковый генетический состав.

Мейоз I обеспечивает уникальные гаметы. : Случайный, независимый ассортимент во время метафазы I можно продемонстрировать, рассматривая клетку с набором из двух хромосом (n = 2).В этом случае есть два возможных расположения на экваториальной плоскости в метафазе I. Общее возможное количество различных гамет равно 2n, где n равно количеству хромосом в наборе. В этом примере есть четыре возможных генетических комбинации гамет. При n = 23 в клетках человека существует более 8 миллионов возможных комбинаций отцовских и материнских хромосом.

Анафаза I

В анафазе I микротрубочки разъединяют прикрепленные хромосомы. Сестринские хроматиды остаются плотно связанными на центромере. Хиазмы разрушаются в анафазе I, поскольку микротрубочки, прикрепленные к слитым кинетохорам, разрывают гомологичные хромосомы.

Телофаза I и цитокинез

В телофазе I разделенные хромосомы достигают противоположных полюсов. У некоторых организмов хромосомы деконденсируются, и ядерные оболочки образуются вокруг хроматид в телофазе I. Затем цитокинез, физическое разделение цитоплазматических компонентов на две дочерние клетки, происходит без реформации ядер.Почти у всех видов животных и некоторых грибов цитокинез разделяет содержимое клетки через борозду расщепления (сужение актинового кольца, которое приводит к делению цитоплазмы). У растений клеточная пластинка формируется во время клеточного цитокинеза за счет слияния везикул Гольджи в метафазной пластинке. Эта клеточная пластинка в конечном итоге приведет к образованию клеточных стенок, разделяющих две дочерние клетки.

Две гаплоидные клетки являются конечным результатом первого мейотического деления. Клетки гаплоидны, потому что на каждом полюсе есть только по одной из каждой пары гомологичных хромосом. Следовательно, присутствует только один полный набор хромосом. Хотя существует только один набор хромосом, каждый гомолог по-прежнему состоит из двух сестринских хроматид.

Мейоз II

Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы.

Цели обучения

Опишите этапы и результаты Meiosis II

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Во время профазы II хромосомы снова конденсируются, центросомы, которые были дублированы во время интерфазы I, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.
• Во время прометафазы II ядерные оболочки полностью разрушаются, и каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.
• Во время метафазы II сестринские хроматиды конденсируются и выстраиваются на экваторе клетки.
• Во время анафазы II сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.
• Во время телофазы II и цитокинеза хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться; две клетки делятся на четыре уникальные гаплоидные клетки.

Ключевые термины

• мейоз II : вторая часть мейотического процесса; Конечным результатом является производство четырех гаплоидных клеток из двух гаплоидных клеток, полученных в мейозе I
.

Мейоз II

Мейоз II инициируется сразу после цитокинеза, обычно до того, как хромосомы полностью деконденсируются. В отличие от мейоза I, мейоз II напоминает нормальный митоз. У некоторых видов клетки вступают в краткую интерфазу или интеркинез, прежде чем вступить в мейоз II.В интеркинезе отсутствует S-фаза, поэтому хромосомы не дублируются. Две клетки, продуцируемые в мейозе I, вместе проходят через события мейоза II. Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы. Механика мейоза II аналогична митозу, за исключением того, что каждая делящаяся клетка имеет только один набор гомологичных хромосом.

Профаза II

Если хромосомы деконденсируются в телофазе I, они снова конденсируются. Если ядерные оболочки образовались, они фрагментируются на везикулы.Центросомы, которые дублировались во время интерфазы I, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.

Прометафаза II

Оболочки ядер полностью разрушены, и веретено полностью сформировано. Каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.

Метафаза II

Сестринские хроматиды максимально конденсированы и выровнены на экваторе клетки.

Анафаза II

Сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам.Некинетохорные микротрубочки удлиняют клетку.

Сравнение мейоза I и мейоза II : Процесс выравнивания хромосом различается между мейозом I и мейозом II. В прометафазе I микротрубочки прикрепляются к слитым кинетохорам гомологичных хромосом, и гомологичные хромосомы располагаются в центре клетки в метафазе I. В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются. В прометафазе II микротрубочки прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, а сестринские хроматиды располагаются в середине клеток в метафазе II.В анафазе II сестринские хроматиды разделены.

Телофаза II и цитокинез

Хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом. Цитокинез разделяет две клетки на четыре уникальных гаплоидных клетки. В этот момент оба вновь образованных ядра гаплоидны. Полученные клетки являются генетически уникальными из-за случайного набора отцовских и материнских гомологов и из-за рекомбинации материнских и отцовских сегментов хромосом (с их наборами генов), которая происходит во время кроссовера.

Полные стадии мейоза : животная клетка с диплоидным числом четыре (2n = 4) проходит стадии мейоза с образованием четырех гаплоидных дочерних клеток.

Сравнение мейоза и митоза

Митоз и мейоз имеют некоторое сходство, но также и некоторые различия, большинство из которых наблюдается во время мейоза I.

Цели обучения

Сравнить и сопоставить митоз и мейоз

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• По большей части при митозе диплоидные клетки делятся на две новые диплоидные клетки, тогда как при мейозе диплоидные клетки делятся на четыре новых гаплоидных клетки.
• В митозе дочерние клетки имеют такое же количество хромосом, что и родительская клетка, тогда как в мейозе дочерние клетки имеют половину количества хромосом по сравнению с родительскими.
• Дочерние клетки, продуцируемые митозом, идентичны, тогда как дочерние клетки, продуцируемые мейозом, отличаются, потому что произошел кроссинговер.
• События, которые происходят в мейозе, но не в митозе, включают спаривание гомологичных хромосом, кроссинговер и выстраивание вдоль метафазной пластинки в тетрадах.
• Мейоз II и митоз не являются делением редукции, как мейоз I, потому что количество хромосом остается тем же; поэтому мейоз II называют экваториальным делением.
• Когда гомологичные хромосомы разделяются и перемещаются к противоположным полюсам во время мейоза I, уровень плоидности уменьшается с двух до одного, что называется редукционным делением.

Ключевые термины

• редукционное деление : первое из двух делений мейоза, тип деления клетки
• плоидность : количество гомологичных наборов хромосом в клетке
• экваториальное деление : процесс ядерного деления, при котором каждая хромосома делится поровну, так что количество хромосом остается одинаковым от родительских к дочерним клеткам

Сравнение мейоза и митоза

Митоз и мейоз являются формами деления ядра в эукариотических клетках.Они имеют некоторое сходство, но также обнаруживают явные различия, которые приводят к очень разным результатам. Целью митоза является регенерация клеток, рост и бесполое размножение, а целью мейоза является производство гамет для полового размножения. Митоз — это деление одного ядра, в результате которого образуются два ядра, которые обычно делятся на две новые дочерние клетки. Ядра, полученные в результате митотического деления, генетически идентичны исходному ядру. У них одинаковое количество наборов хромосом, один набор в случае гаплоидных клеток и два набора в случае диплоидных клеток.У большинства растений и всех видов животных, как правило, именно диплоидные клетки подвергаются митозу с образованием новых диплоидных клеток. Напротив, мейоз состоит из двух ядерных делений, в результате чего образуются четыре ядра, которые обычно делятся на четыре новых гаплоидных дочерних клетки. Ядра, полученные в результате мейоза, не являются генетически идентичными и содержат только один набор хромосом. Это половина количества хромосомных наборов в исходной клетке, которая является диплоидной.

Сравнение мейоза и митоза : И мейозу, и митозу предшествует один раунд репликации ДНК; однако мейоз включает два ядерных подразделения. Четыре дочерние клетки, образовавшиеся в результате мейоза, гаплоидны и генетически различны. Дочерние клетки, полученные в результате митоза, диплоидны и идентичны родительской клетке.

Основные различия между митозом и мейозом возникают в мейозе I. В мейозе I гомологичные пары хромосом становятся ассоциированными друг с другом и связаны вместе синаптонемным комплексом. Развиваются хиазмы, и происходит кроссовер между гомологичными хромосомами, которые затем выстраиваются вдоль метафазной пластинки в тетрадах с кинетохорными волокнами от противоположных полюсов веретена, прикрепленными к каждой кинетохоре гомолога в тетраде.Все эти события происходят только в мейозе I.

Когда тетрада распадается и гомологичные хромосомы перемещаются к противоположным полюсам, уровень плоидности снижается с двух до одного. По этой причине мейоз I называют редукционным делением. Такого снижения уровня плоидности во время митоза нет.

Meiosis II гораздо больше похож на митотическое деление. В этом случае дублированные хромосомы (только один набор, так как гомологичные пары теперь разделены на две разные клетки) выстраиваются на метафазной пластинке с разделенными кинетохорами, прикрепленными к кинетохорным волокнам с противоположных полюсов.Во время анафазы II и митотической анафазы кинетохоры делятся, и сестринские хроматиды, теперь называемые хромосомами, притягиваются к противоположным полюсам. Однако две дочерние клетки митоза идентичны, в отличие от дочерних клеток, продуцируемых мейозом. Они разные, потому что на каждой хромосоме был хотя бы один кроссовер. Мейоз II не является редукционным делением, потому что, хотя в полученных клетках меньше копий генома, остается один набор хромосом, как это было в конце мейоза I.Поэтому Мейоз II называют экваториальным делением.

Процесс мейоза | Биология I

Половое размножение требует оплодотворения, объединения двух клеток двух отдельных организмов. Если каждая из этих двух ячеек содержит один набор хромосом, то результирующая ячейка содержит два набора хромосом. Гаплоидные клетки содержат один набор хромосом. Клетки, содержащие два набора хромосом, называются диплоидными. Количество наборов хромосом в клетке называется уровнем ее плоидности.Если репродуктивный цикл должен продолжаться, то диплоидная клетка должна каким-то образом уменьшить количество своих наборов хромосом, прежде чем оплодотворение может произойти снова, или будет постоянное удвоение количества наборов хромосом в каждом поколении. Итак, в дополнение к оплодотворению половое размножение включает ядерное деление, которое уменьшает количество наборов хромосом.

Большинство животных и растений диплоидны и содержат два набора хромосом. В каждой соматической клетке организма (всех клетках многоклеточного организма, кроме гамет или репродуктивных клеток) ядро ​​содержит по две копии каждой хромосомы, называемые гомологичными хромосомами.Соматические клетки иногда называют клетками «тела». Гомологичные хромосомы — это согласованные пары, содержащие одинаковые гены в идентичных местах по длине. Диплоидные организмы наследуют по одной копии каждой гомологичной хромосомы от каждого родителя; вместе они считаются полным набором хромосом. Гаплоидные клетки, содержащие по одной копии каждой гомологичной хромосомы, обнаруживаются только в структурах, которые дают начало гаметам или спорам. Споры — гаплоидные клетки, которые могут продуцировать гаплоидный организм или могут сливаться с другой спорой с образованием диплоидной клетки.Все животные и большинство растений производят яйца и сперму, или гаметы. Некоторые растения и все грибы производят споры.

Ядерное деление, которое формирует гаплоидные клетки, которое называется мейоз , связано с митозом. Как вы узнали, митоз — это часть цикла размножения клетки, в результате которого образуются идентичные дочерние ядра, которые также генетически идентичны исходному родительскому ядру. В митозе и материнское, и дочернее ядра находятся на одном уровне плоидности — диплоидном для большинства растений и животных. Мейоз использует многие из тех же механизмов, что и митоз. Однако исходное ядро ​​всегда диплоидно, а ядра, образующиеся в конце мейотического деления клетки, являются гаплоидными. Чтобы добиться этого уменьшения числа хромосом, мейоз состоит из одного раунда дупликации хромосом и двух раундов деления ядра. Поскольку события, которые происходят во время каждой из стадий деления, аналогичны событиям митоза, назначаются те же названия стадий. Однако, поскольку есть два раунда разделения, основной процесс и этапы обозначаются буквами «I» или «II».Таким образом, мейоз I является первым раундом мейотического деления и состоит из профазы I, прометафазы I и так далее. Мейоз II , в котором происходит второй раунд мейотического деления, включает профазу II, прометафазу II и так далее.

Мейозу предшествует интерфаза, состоящая из фаз G ₁ , S и G ₂ , которые почти идентичны фазам, предшествующим митозу. Фаза G ₁ , которую также называют фазой первого промежутка, является первой фазой интерфазы и направлена ​​на рост клеток. S-фаза — это вторая фаза интерфазы, во время которой реплицируется ДНК хромосом. Наконец, фаза G ₂ , также называемая второй фазой промежутка, является третьей и последней фазой межфазной границы; на этом этапе клетка проходит последние приготовления к мейозу.

Во время дупликации ДНК в S-фазе каждая хромосома реплицируется с образованием двух идентичных копий, называемых сестринскими хроматидами, которые удерживаются вместе в центромере с помощью белков cohesin .Cohesin удерживает хроматиды вместе до анафазы II. Центросомы, которые представляют собой структуры, которые организуют микротрубочки мейотического веретена, также реплицируются. Это подготавливает клетку к переходу в профазу I, первую фазу мейоза.

Профаза I

Рис. 1. В начале профазы I гомологичные хромосомы объединяются, образуя синапс. Хромосомы тесно связаны друг с другом и идеально выровнены белковой решеткой, называемой синаптонемным комплексом, и белками когезина в центромере.

В начале профазы I, до того, как хромосомы можно будет отчетливо увидеть под микроскопом, гомологичные хромосомы прикрепляются на своих концах к ядерной оболочке белками. Когда ядерная оболочка начинает разрушаться, белки, связанные с гомологичными хромосомами, сближают пару друг с другом. Напомним, что при митозе гомологичные хромосомы не образуют пары. В митозе гомологичные хромосомы выстраиваются встык, так что при делении каждая дочерняя клетка получает сестринскую хроматиду от обоих членов гомологичной пары.Синаптонемный комплекс , решетка белков между гомологичными хромосомами, сначала формируется в определенных местах, а затем распространяется, чтобы покрыть всю длину хромосом. Плотное спаривание гомологичных хромосом называется синапсис . В синапсах гены хроматид гомологичных хромосом точно выровнены друг с другом. Синаптонемный комплекс поддерживает обмен хромосомными сегментами между несестринскими гомологичными хроматидами, процесс, называемый кроссинговером. Кроссинговер можно наблюдать визуально после обмена как хиазм (единичное число = хиазма) (Рисунок 1).

У таких видов, как человек, даже несмотря на то, что половые хромосомы X и Y не гомологичны (большинство их генов различаются), у них есть небольшая область гомологии, которая позволяет хромосомам X и Y образовывать пары во время профазы I. Частичная синаптонема комплекс развивается только между областями гомологии.

Рис. 2. Кроссовер происходит между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом.В результате происходит обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами.

Через определенные интервалы вдоль синаптонемного комплекса расположены большие белковые сборки, называемые рекомбинационными узелками . Эти сборки отмечают точки более поздних хиазм и опосредуют многоступенчатый процесс кроссовера — или генетической рекомбинации — между несестринскими хроматидами. Рядом с узелком рекомбинации на каждой хроматиде двухцепочечная ДНК расщепляется, обрезанные концы модифицируются, и между несестринскими хроматидами устанавливается новое соединение. По мере прогрессирования профазы I синаптонемный комплекс начинает разрушаться, и хромосомы начинают конденсироваться. Когда синаптонемный комплекс отсутствует, гомологичные хромосомы остаются прикрепленными друг к другу в центромере и хиазме. Хиазмы сохраняются до анафазы I. Число хиазм варьируется в зависимости от вида и длины хромосомы. Для правильного разделения гомологичных хромосом во время мейоза I на каждой хромосоме должна быть по крайней мере одна хиазма, но их может быть до 25.После кроссовера синаптонемный комплекс разрушается, и связь когезина между гомологичными парами также удаляется. В конце профазы I пары удерживаются вместе только в хиазмах (рис. 2) и называются тетрадами , потому что теперь видны четыре сестринские хроматиды каждой пары гомологичных хромосом.

События кроссовера являются первым источником генетической изменчивости ядер, продуцируемых мейозом. Единственное событие кроссовера между гомологичными несестринскими хроматидами ведет к взаимному обмену эквивалентной ДНК между материнской хромосомой и отцовской хромосомой. Теперь, когда эта сестринская хроматида перемещается в гаметную клетку, она будет нести часть ДНК от одного родителя индивидуума и часть ДНК от другого родителя. Сестринская рекомбинантная хроматида имеет комбинацию материнских и отцовских генов, которые не существовали до кроссовера. Множественные кроссоверы в плече хромосомы имеют тот же эффект, обменивая сегменты ДНК для создания рекомбинантных хромосом.

Прометафаза I

Ключевым событием в прометафазе I является прикрепление микротрубочек волокон веретена к кинетохорным белкам на центромерах.Белки кинетохор представляют собой мультибелковые комплексы, которые связывают центромеры хромосомы с микротрубочками митотического веретена. Микротрубочки растут из центросом, расположенных на противоположных полюсах клетки. Микротрубочки перемещаются к середине клетки и прикрепляются к одной из двух слитых гомологичных хромосом. Микротрубочки прикрепляются к кинетохорам каждой хромосомы. Когда каждый член гомологичной пары прикреплен к противоположным полюсам клетки, на следующей фазе микротрубочки могут развести гомологичную пару. Волокно веретена, которое прикрепилось к кинетохоре, называется микротрубочкой кинетохоры. В конце прометафазы I каждая тетрада прикрепляется к микротрубочкам с обоих полюсов, причем одна гомологичная хромосома обращена к каждому полюсу. Гомологичные хромосомы все еще удерживаются вместе в хиазмах. Кроме того, полностью разрушена ядерная мембрана.

Метафаза I

Во время метафазы I гомологичные хромосомы располагаются в центре клетки с кинетохорами, обращенными к противоположным полюсам.Гомологические пары случайным образом ориентируются на экваторе. Например, если два гомологичных члена хромосомы 1 помечены как a и b, то хромосомы могут выстраиваться в линию a-b или b-a. Это важно для определения генов, содержащихся в гамете, поскольку каждый из них получит только одну из двух гомологичных хромосом. Напомним, что гомологичные хромосомы не идентичны. Они содержат небольшие различия в своей генетической информации, из-за чего каждая гамета имеет уникальный генетический состав.

Эта случайность является физической основой для создания второй формы генетической изменчивости потомства.Учтите, что гомологичные хромосомы организма, воспроизводящегося половым путем, изначально наследуются как два отдельных набора, по одному от каждого родителя. На примере людей один набор из 23 хромосом присутствует в яйцеклетке, подаренной матерью. Отец обеспечивает другой набор из 23 хромосом в сперме, которая оплодотворяет яйцеклетку. Каждая клетка многоклеточного потомства имеет копии двух исходных наборов гомологичных хромосом. В профазе I мейоза гомологичные хромосомы образуют тетрады.В метафазе I эти пары выстраиваются в средней точке между двумя полюсами клетки, образуя метафазную пластинку. Поскольку существует равная вероятность того, что волокно микротрубочек встретит хромосому, наследуемую по материнской или отцовской линии, расположение тетрад на метафазной пластинке является случайным. Любая наследуемая по материнской линии хромосома может быть обращена к любому полюсу. Любая отцовская хромосома также может быть обращена к любому полюсу. Ориентация каждой тетрады не зависит от ориентации других 22 тетрад.

Это событие — случайный (или независимый) набор гомологичных хромосом на метафазной пластинке — второй механизм, который вносит изменения в гаметы или споры. В каждой клетке, которая претерпевает мейоз, расположение тетрад разное. Количество вариаций зависит от количества хромосом, составляющих набор. Есть две возможности для ориентации на метафазной пластине; возможное количество выравниваний, следовательно, равно 2 n , где n — количество хромосом в наборе.У человека 23 пары хромосом, что дает более восьми миллионов (2 ²³ ) возможных генетически различных гамет. Это число не включает изменчивость, которая была ранее создана в сестринских хроматидах в результате кроссовера. Учитывая эти два механизма, очень маловероятно, что любые две гаплоидные клетки, возникшие в результате мейоза, будут иметь одинаковый генетический состав (Рисунок 3).

Подводя итог генетическим последствиям мейоза I, материнские и отцовские гены рекомбинируются посредством событий кроссовера, которые происходят между каждой гомологичной парой во время профазы I.Вдобавок случайный набор тетрад на метафазной пластинке создает уникальную комбинацию материнских и отцовских хромосом, которые проникают в гаметы.

Рис. 3. Случайный, независимый ассортимент во время метафазы I можно продемонстрировать, рассматривая клетку с набором из двух хромосом ( n = 2). В этом случае есть два возможных расположения в экваториальной плоскости в метафазе I. Общее возможное количество различных гамет составляет 2 n , где n равно количеству хромосом в наборе.В этом примере есть четыре возможных генетических комбинации гамет. При n = 23 в человеческих клетках существует более 8 миллионов возможных комбинаций отцовских и материнских хромосом.

Анафаза I

В анафазе I микротрубочки разрывают сцепленные хромосомы. Сестринские хроматиды остаются плотно связанными на центромере. Хиазмы разрушаются в анафазе I, поскольку микротрубочки, прикрепленные к слитым кинетохорам, разъединяют гомологичные хромосомы (рис. 4).

Телофаза I и цитокинез

В телофазе разделенные хромосомы достигают противоположных полюсов. Остальные типичные телофазные события могут произойти, а могут и не произойти, в зависимости от вида. У некоторых организмов хромосомы деконденсируются, и ядерные оболочки образуются вокруг хроматид в телофазе I. У других организмов цитокинез — физическое разделение компонентов цитоплазмы на две дочерние клетки — происходит без реформации ядер. Почти у всех видов животных и некоторых грибов цитокинез разделяет содержимое клетки через борозду расщепления (сужение актинового кольца, которое приводит к делению цитоплазмы).У растений клеточная пластинка формируется во время клеточного цитокинеза за счет слияния везикул Гольджи в метафазной пластинке. Эта клеточная пластинка в конечном итоге приведет к образованию клеточных стенок, разделяющих две дочерние клетки.

Две гаплоидные клетки являются конечным результатом первого мейотического деления. Клетки гаплоидны, потому что на каждом полюсе есть только по одной из каждой пары гомологичных хромосом. Следовательно, присутствует только один полный набор хромосом. Вот почему клетки считаются гаплоидными — существует только один набор хромосом, хотя каждый гомолог по-прежнему состоит из двух сестринских хроматид.Напомним, что сестринские хроматиды — это просто дубликаты одной из двух гомологичных хромосом (за исключением изменений, произошедших во время кроссинговера). В мейозе II эти две сестринские хроматиды разделятся, образуя четыре гаплоидных дочерних клетки.

Ссылка на обучение

Просмотрите процесс мейоза, наблюдая, как хромосомы выравниваются и мигрируют, в Meiosis: An Interactive Animation.

У некоторых видов клетки вступают в краткую интерфазу, или интеркинез , прежде чем войти в мейоз II.В интеркинезе отсутствует S-фаза, поэтому хромосомы не дублируются. Две клетки, образующиеся в мейозе I, синхронно проходят через события мейоза II. Во время мейоза II сестринские хроматиды в двух дочерних клетках разделяются, образуя четыре новых гаплоидных гаметы. Механика мейоза II аналогична митозу, за исключением того, что каждая делящаяся клетка имеет только один набор гомологичных хромосом. Следовательно, каждая клетка имеет половину количества сестринских хроматид, которые необходимо выделить как диплоидная клетка, претерпевающая митоз.

Профаза II

Если хромосомы деконденсируются в телофазе I, они снова конденсируются. Если ядерные оболочки образовались, они фрагментируются на везикулы. Центросомы, которые были продублированы во время интеркинеза, удаляются друг от друга к противоположным полюсам, и образуются новые веретена.

Прометафаза II

Оболочки ядер полностью разрушены, и веретено полностью сформировано. Каждая сестринская хроматида образует индивидуальную кинетохору, которая прикрепляется к микротрубочкам с противоположных полюсов.

Метафаза II

Сестринские хроматиды максимально конденсированы и выровнены на экваторе клетки.

Анафаза II

Сестринские хроматиды разделяются микротрубочками кинетохор и движутся к противоположным полюсам. Некинетохорные микротрубочки удлиняют клетку.

Рис. 4. Процесс выравнивания хромосом различается между мейозом I и мейозом II. В прометафазе I микротрубочки прикрепляются к слитым кинетохорам гомологичных хромосом, а гомологичные хромосомы располагаются в середине клетки в метафазе I.В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются. В прометафазе II микротрубочки прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, а сестринские хроматиды располагаются в середине клеток в метафазе II. В анафазе II сестринские хроматиды разделены.

Телофаза II и цитокинез

Хромосомы достигают противоположных полюсов и начинают деконденсироваться. Ядерные оболочки образуются вокруг хромосом. Цитокинез разделяет две клетки на четыре уникальных гаплоидных клетки. На данный момент оба вновь образованных ядра гаплоидны. Полученные клетки являются генетически уникальными из-за случайного набора отцовских и материнских гомологов и из-за рекомбинации материнских и отцовских сегментов хромосом (с их наборами генов), которая происходит во время кроссовера. Весь процесс мейоза представлен на Рисунке 5.

Рис. 5. Животная клетка с диплоидным числом четыре (2 n = 4) проходит стадии мейоза с образованием четырех гаплоидных дочерних клеток.

Митоз и мейоз являются формами деления ядра в эукариотических клетках. Они имеют некоторое сходство, но также демонстрируют явные различия, которые приводят к очень разным результатам (Рисунок 6). Митоз — это единичное деление ядра, в результате которого образуются два ядра, которые обычно делятся на две новые клетки. Ядра, полученные в результате митотического деления, генетически идентичны исходному ядру. У них одинаковое количество наборов хромосом, один набор в случае гаплоидных клеток и два набора в случае диплоидных клеток. У большинства растений и всех видов животных, как правило, именно диплоидные клетки подвергаются митозу с образованием новых диплоидных клеток. Напротив, мейоз состоит из двух ядерных делений, в результате чего образуются четыре ядра, которые обычно делятся на четыре новых клетки. Ядра, полученные в результате мейоза, не являются генетически идентичными и содержат только один набор хромосом. Это половина количества хромосомных наборов в исходной клетке, которая является диплоидной.

Основные различия между митозом и мейозом возникают в мейозе I, который представляет собой совершенно иное деление ядра, чем митоз.В мейозе I гомологичные пары хромосом связываются друг с другом, связываются вместе синаптонемным комплексом, развиваются хиазмы и подвергаются кроссоверу между сестринскими хроматидами и выстраиваются вдоль метафазной пластинки в тетрады с кинетохорными волокнами с противоположных полюсов веретена, прикрепленными к каждой. кинетохора гомолога в тетраде. Все эти события происходят только в мейозе I.

Когда хиазмы разрешаются и тетрада распадается с перемещением гомологов к тому или иному полюсу, уровень плоидности — количество наборов хромосом в каждом будущем ядре — уменьшается с двух до одного.По этой причине мейоз I обозначается как редукционное деление . Такого снижения уровня плоидности во время митоза нет.

Meiosis II намного больше аналогичен митотическому делению. В этом случае дублированные хромосомы (только один их набор) выстраиваются на метафазной пластинке с разделенными кинетохорами, прикрепленными к кинетохорным волокнам с противоположных полюсов. Во время анафазы II, как и в митотической анафазе, кинетохоры делятся и одна сестринская хроматида — теперь называемая хромосомой — притягивается к одному полюсу, тогда как другая сестринская хроматида притягивается к другому полюсу.Если бы не факт кроссинговера, два продукта каждого индивидуального деления мейоза II были бы идентичными (как в митозе). Напротив, они разные, потому что всегда был хотя бы один кроссовер на хромосому. Мейоз II не является редукционным делением, потому что, хотя в полученных клетках меньше копий генома, остается один набор хромосом, как это было в конце мейоза I.

Рис. 6. Мейозу и митозу предшествует один раунд репликации ДНК; однако мейоз включает два ядерных подразделения.Четыре дочерние клетки, образовавшиеся в результате мейоза, гаплоидны и генетически различны. Дочерние клетки, полученные в результате митоза, диплоидны и идентичны родительской клетке.

Evolution Connection

Тайна эволюции мейоза

Некоторые характеристики организмов настолько распространены и фундаментальны, что иногда трудно вспомнить, что они развивались так же, как другие более простые черты. Мейоз — это такая необычайно сложная серия клеточных событий, что биологам трудно предположить и проверить, как она могла развиваться.Хотя мейоз неразрывно связан с половым воспроизводством, его преимуществами и недостатками, важно разделить вопросы эволюции мейоза и эволюции пола, потому что ранний мейоз мог быть выгодным по другим причинам, чем сейчас. Нестандартное мышление и представление о возможных преимуществах мейоза на раннем этапе — это один из подходов к раскрытию того, как он мог развиваться.

Мейоз и митоз разделяют очевидные клеточные процессы, и вполне логично, что мейоз развился из митоза.Сложность заключается в четких различиях между мейозом I и митозом.

обобщил уникальные события, которые должны были произойти для эволюции мейоза из митоза. Эти шаги представляют собой гомологичное спаривание хромосом, перекрестные обмены, сестринские хроматиды, остающиеся прикрепленными во время анафазы, и подавление репликации ДНК в интерфазе. Они утверждают, что первый шаг — самый трудный и важный, и что понимание того, как он развивался, сделало бы эволюционный процесс более ясным.Они предлагают генетические эксперименты, которые могут пролить свет на эволюцию синапсов.

Существуют и другие подходы к пониманию происходящей эволюции мейоза. У одноклеточных протистов существуют разные формы мейоза. Некоторые из них представляются более простыми или более «примитивными» формами мейоза. Сравнение мейотических делений разных протистов может пролить свет на эволюцию мейоза.

сравнил гены, участвующие в мейозе у протистов, чтобы понять, когда и где мог развиться мейоз.Хотя исследования все еще продолжаются, недавние исследования мейоза у протистов предполагают, что некоторые аспекты мейоза могли развиться позже, чем другие. Такое генетическое сравнение может сказать нам, какие аспекты мейоза являются самыми древними и от каких клеточных процессов они, возможно, позаимствовали у более ранних клеток.

Ссылка на обучение

Щелкните этапы этой интерактивной анимации, чтобы сравнить мейотический процесс деления клеток с митозом: Как делятся клетки.

Сводка раздела

Половое размножение требует, чтобы диплоидные организмы производили гаплоидные клетки, которые могут сливаться во время оплодотворения с образованием диплоидного потомства.Как и в случае митоза, репликация ДНК происходит до мейоза во время S-фазы клеточного цикла. Мейоз — это серия событий, при которых хромосомы и хроматиды разделяются на дочерние клетки. Во время интерфазы мейоза каждая хромосома дублируется. В мейозе происходит два раунда деления ядра, в результате чего образуются четыре ядра и обычно четыре дочерние клетки, каждая с половиной количества хромосом по сравнению с родительской клеткой. Первый разделяет гомологи, а второй, подобно митозу, разделяет хроматиды на отдельные хромосомы.Во время мейоза вносятся изменения в дочерние ядра из-за кроссовера в профазе I и случайного выравнивания тетрад в метафазе I. Клетки, которые продуцируются мейозом, генетически уникальны.

Мейоз и митоз имеют сходство, но имеют разные результаты. Митотические деления — это деления одного ядра, которые производят дочерние ядра, которые генетически идентичны и имеют такое же количество хромосомных наборов, что и исходная клетка. Мейотические деления включают два деления ядра, которые производят четыре дочерних ядра, которые генетически различны и имеют один набор хромосом вместо двух наборов хромосом в родительской клетке.Основные различия между процессами возникают в первом делении мейоза, при котором гомологичные хромосомы спарены и обмениваются несестринскими сегментами хроматид. Гомологичные хромосомы разделяются на разные ядра во время мейоза I, вызывая снижение уровня плоидности в первом делении. Второе деление мейоза больше похоже на митотическое деление, за исключением того, что дочерние клетки не содержат идентичных геномов из-за кроссовера.

Дополнительные вопросы для самопроверки

1.Опишите процесс, который приводит к образованию тетрады.

2. Объясните, как случайное выравнивание гомологичных хромосом во время метафазы I способствует изменению гамет, производимых мейозом.

3. Какова функция слитых кинетохор на сестринских хроматидах в прометафазе I?

4. При сравнении стадий мейоза со стадиями митоза, какие стадии уникальны для мейоза и какие стадии имеют одинаковые события как в мейозе, так и в митозе?

ответы

1.Во время мейотической интерфазы каждая хромосома дублируется. Сестринские хроматиды, которые образуются во время синтеза, удерживаются вместе в области центромеры с помощью белков когезина. Все хромосомы кончиками прикреплены к ядерной оболочке. Когда клетка входит в профазу I, ядерная оболочка начинает фрагментировать, и белки, содержащие гомологичные хромосомы, обнаруживают друг друга. Четыре сестринские хроматиды выстраиваются вдоль, и между ними образуется белковая решетка, называемая синаптонемным комплексом, чтобы связывать их вместе.Синаптонемный комплекс облегчает кроссовер между несестринскими хроматидами, который наблюдается как хиазмы по длине хромосомы. По мере прогрессирования профазы I синаптонемный комплекс разрушается, и сестринские хроматиды становятся свободными, за исключением тех мест, где они прикреплены хиазмами. На этой стадии четыре хроматиды видны в каждой гомологической паре и называются тетрадой.

2. Случайное расположение приводит к новым комбинациям черт. Хромосомы, которые изначально были унаследованы продуцирующей гамет особью, в равной степени произошли от яйцеклетки и спермы.В метафазе I дублированные копии этих материнских и отцовских гомологичных хромосом выстраиваются в линию по центру клетки. Ориентация каждой тетрады случайна. Существует равная вероятность того, что материнские хромосомы будут обращены к любому полюсу. То же самое и с хромосомами, полученными по отцовской линии. Выравнивание должно происходить по-разному почти в каждом мейозе. Поскольку гомологичные хромосомы разделены в анафазе I, любая комбинация материнских и отцовских хромосом будет двигаться к каждому полюсу.Гаметы, сформированные из этих двух групп хромосом, будут обладать смесью черт, характерных для родителей человека. Каждая гамета уникальна.

3. В метафазе I гомологичные хромосомы выстраиваются в линию метафазной пластинки. В анафазе I гомологичные хромосомы раздвигаются и перемещаются к противоположным полюсам. Сестринские хроматиды не разделяются до мейоза II. Слитые кинетохоры, образующиеся во время мейоза I, гарантируют, что каждая микротрубочка веретена, которая связывается с тетрадой, будет прикрепляться к обеим сестринским хроматидам.

4. Все стадии мейоза I, за исключением, возможно, телофазы I, уникальны, потому что разделены гомологичные хромосомы, а не сестринские хроматиды. У некоторых видов хромосомы не деконденсируются и ядерные оболочки не образуются в телофазе I. Все стадии мейоза II имеют те же события, что и стадии митоза, за возможным исключением профазы II. У некоторых видов хромосомы все еще конденсированы и ядерная оболочка отсутствует. В остальном все процессы одинаковы.

Репликация и распределение ДНК во время мейоза

Подобно митозу, мейоз является формой деления эукариотических клеток. Однако эти два процесса распространяют генетические материал среди образовавшихся дочерних клеток самым разным образом. Митоз создает две идентичные дочерние клетки, каждая из которых содержит одинаковое количество хромосомы в качестве их родительской клетки.Напротив, мейоз вызывает четыре уникальные дочерние клетки, каждая из которых имеет половину количества хромосом в качестве родительских ячейка. Поскольку мейоз создает клетки, которым суждено стать гаметами (или репродуктивными клетками), это уменьшение числа хромосом критично — без него объединение двух гаметы во время оплодотворения дали бы потомство с удвоенной нормой количество хромосом!

Помимо этого уменьшения числа хромосом, мейоз отличается от митоза. еще одним способом.В частности, мейоз создает новые комбинации генетических материала в каждой из четырех дочерних ячеек. Эти новые комбинации являются результатом обмен ДНК между парными хромосомами. Такой обмен означает, что гаметы, образующиеся в результате мейоза, демонстрируют удивительный диапазон генетических вариаций.

Наконец, в отличие от митоза, мейоз включает два цикла деления ядра, а не только один. Несмотря на это, многие другие события мейоза похожи на те, которые происходят в митозе. Например, до мейоза клетка проходит межфазный период, в котором он растет, реплицирует свои хромосомы, и проверяет все свои системы, чтобы убедиться, что он готов к разделению.подобно митоз, мейоз также имеет различные стадии, называемые профазой, метафазой, анафазой, и телофаза. Однако ключевое отличие состоит в том, что во время мейоза каждая из этих фазы происходит дважды — один раз во время первого раунда деления, называемого мейозом I, и снова во втором раунде деления, назвал мейоз II.

мейоз | Изучайте науку в Scitable

Мейоз это тип деления клеток, который уменьшает количество хромосом в родительских клетки наполовину и производит четыре клетки гаметы.Этот процесс необходим для производят яйцеклетки и сперматозоиды для полового размножения. Во время размножения, когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются в единую клетку, количество хромосом равно восстановлен в детстве.

Мейоз начинается с родительской клетки, которая является диплоидной, то есть имеет две копии каждой хромосома. Родительская клетка проходит один раунд репликации ДНК, за которым следует два отдельных цикла ядерного деления. В результате получается четыре дочери клетки, которые являются гаплоидными, что означает, что они содержат половину количества хромосом диплоидной родительской клетки.

Мейоз имеет как сходство, так и отличия от митоза, который представляет собой деление клетки процесс, в котором родительская клетка производит две идентичные дочерние клетки. Мейоз начинается после одного раунда репликации ДНК в клетках мужского или женского пола половые органы. Процесс делится на мейоз I и мейоз II, и оба деления мейоза имеют несколько фаз. Мейоз I — это тип деления клеток уникален для половых 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 реплицированных хромосом известны как сестринские хроматиды, и они остаются соединенными в центральной точке, называемой центромерой. Большая структура называется мейотическим веретеном, также образуется из длинных белков, называемых микротрубочками, на с каждой стороны или полюса ячейки. 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, который разрушает, рекомбинирует и соединяет участки ДНК. производить новые комбинации генов. В метафазе I гомологичные пары хромосомы выравниваются по обе стороны от экваториальной пластинки. Затем, в анафазе I, волокна веретена сжимаются и вытягивают гомологичные пары, каждая с двумя хроматиды, отстоящие друг от друга и по направлению к каждому полюсу клетки. В течение телофаза I, хромосомы заключены в ядра. В камере сейчас процесс, называемый цитокинезом, который делит цитоплазму исходной клетки на две дочерние клетки.Каждая дочерняя клетка гаплоидна и имеет только один набор хромосом, или половина от общего числа хромосом исходной клетки.

Мейоз II — митотическое деление каждой из гаплоидных клеток, образующихся в мейозе I. Во время профазы II хромосомы конденсируются, и новый набор волокон веретена формы. Хромосомы начинают двигаться к экватору клетки. В течение метафазы II центромеры парных хроматид выстраиваются вдоль экваториальная пластинка в обеих ячейках. Затем в анафазе II хромосомы отделяются в центромерах.Волокна веретена тянут разделенные хромосомы к каждый полюс ячейки. Наконец, во время телофазы II хромосомы заключены в ядерные мембраны. Далее следует цитокинез, делящий цитоплазму две клетки. По завершении мейоза имеется четыре гаплоидных дочери. клетки, которые развиваются либо в сперматозоиды, либо в яйцеклетки.

Мейоз I и Мейоз II: в чем их разница?

Внимание: Этот пост был написан несколько лет назад и может не отражать последние изменения в программе AP®.Мы постепенно обновляем эти сообщения и удалим этот отказ от ответственности после обновления этого сообщения. Спасибо за ваше терпение!

Резюме: что такое мейоз?

Мейоз — это способ размножения эукариотических клеток (растений, животных и грибов) половым путем. Это процесс хромосомной редукции, что означает, что диплоидная клетка (это означает, что клетка с двумя полными и идентичными хромосомными наборами) сокращается с образованием гаплоидных клеток (это клетки только с одним набором хромосом). Гаплоидные клетки, продуцируемые мейозом, представляют собой половые клетки, также известные как гаметы, половые клетки или споры у растений и грибов. Они необходимы для полового размножения: две половые клетки объединяются, образуя диплоидную зиготу, которая в результате роста образует еще одну функциональную взрослую особь того же вида.

Процесс хромосомной редукции важен для сохранения хромосомного числа вида. Если бы количество хромосом не было уменьшено и каждый родитель произвел диплоидную зародышевую клетку, то полученное потомство имело бы тетраплоидный набор хромосом, то есть у него было бы четыре идентичных набора хромосом.Это число будет расти с каждым поколением. Вот почему сокращение хромосом жизненно важно для продолжения существования каждого вида.

Мейоз протекает в двух различных фазах: мейоз I и мейоз II. Между этими фазами есть много сходства и различий, причем каждая фаза дает разные продукты, и каждая фаза имеет решающее значение для производства жизнеспособных половых клеток.

Что происходит до мейоза?

Перед мейозом хромосомы в ядре клетки реплицируются, производя вдвое больше хромосомного материала. После хромосомной репликации хромосомы разделяются на сестринские хроматиды. Это известно как интерфаза, и ее можно далее разбить на две фазы мейотического цикла: рост (G) и синтез (S). Во время фазы G синтезируются белки и ферменты, необходимые для роста, а во время фазы S хромосомный материал удваивается.

Затем мейоз разделяется на две фазы: мейоз I и мейоз II. В каждой из этих фаз есть профаза, метафаза, анафаза и телофаза.В мейозе I они известны как профаза I, метафаза I, анафаза I и телофаза I, а в мейозе II они известны как профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. На этих этапах образуются разные продукты, хотя основные принципы каждого из них одинаковы. Кроме того, мейозу I в интерфазе предшествуют как G-фаза, так и S-фаза, тогда как мейозу II предшествует только S-фаза: хромосомная репликация снова не нужна.

Фазы мейоза I

После интерфазы I мейоз I возникает после интерфазы I, когда белки растут в G-фазе, а хромосомы реплицируются в S-фазе. После этого происходят четыре фазы. Мейоз I известен как редуктивное деление, поскольку клетки превращаются из диплоидных клеток в гаплоидные.

1. Профаза I

Профаза I — самая длинная фаза мейоза, в которой происходят три основных события. Первый — это конденсация хроматина в хромосомы, которую можно увидеть в микроскоп; второй — синапсис или физический контакт между гомологичными хромосомами; и кроссинговер генетического материала между этими синапсовыми хромосомами.Эти события происходят в пяти подфазах:

• Leptonema — Происходит первое профазное событие: хроматин конденсируется с образованием видимых хромосом. Происходит конденсация и скручивание хромосом.
• Zygonema — Хромосомы выстраиваются в ряд для образования гомологичных пар в процессе, известном как поиск гомологии. Эти пары также известны как биваленты. Синапсис происходит, когда гомологичные пары соединяются. Формируется синаптонемный комплекс.
• Pachynema — Происходит третье главное событие профазы I: кроссинговер. Несестринские хроматиды гомологичных пар хромосом обмениваются частями или сегментами. Форма хиазм, в которой произошли эти обмены. Каждая хромосома теперь отличается от своей родительской хромосомы, но содержит такое же количество генетического материала.
• Diplonema — Синаптонемный комплекс растворяется, и пары хромосом начинают разделяться. Хромосомы слегка раскручиваются, чтобы позволить транскрипцию ДНК.
• Diakinesis — Содействие конденсации хромосом. Гомологичные хромосомы далее разделяются, но по-прежнему соединяются хиазмами, которые перемещаются к концам хроматид в процессе, называемом терминализацией.Ядерная оболочка и ядрышки распадаются, и начинает формироваться мейотическое веретено. Микротрубочки прикрепляются к хромосомам на кинетохоре каждой сестринской хроматиды.

2. Метафаза I

Гомологичные пары хромосом выстраиваются в экваториальной плоскости в центре клетки. Независимый ассортимент определяет ориентацию каждого бивалента, но гарантирует, что половина каждой пары хромосом ориентирована на каждый полюс. Это необходимо для того, чтобы гомологичные хромосомы не попали в одну и ту же клетку.Руки сестринских хроматид сходятся.

3. Анафаза I

Микротрубочки начинают укорачиваться, притягивая одну хромосому каждой гомологичной пары к противоположным полюсам в процессе, известном как дизъюнкция. Сестринские хроматиды каждой хромосомы остаются связанными. Клетка начинает удлиняться, готовясь к цитокинезу.

4. Телофаза I

Мейоз I заканчивается, когда хромосомы каждой гомологичной пары достигают противоположных полюсов клетки. Микротрубочки распадаются, и вокруг каждого гаплоидного набора хромосом образуется новая ядерная мембрана.Хромосомы раскручиваются, снова образуя хроматин, и происходит цитокинез, образуя две неидентичные дочерние клетки. У некоторых организмов бывает фаза покоя, известная как интеркинез или интерфаза II.

Фазы мейоза II

Мейоз II может начаться с интеркинеза или интерфазы II. Это отличается от интерфазы I тем, что не происходит S-фазы, поскольку ДНК уже реплицировалась. Таким образом, возникает только фаза G. Мейоз II известен как эквациональное деление, поскольку клетки начинаются как гаплоидные клетки и заканчиваются как гаплоидные клетки.В мейозе II снова четыре фазы: они немного отличаются от фаз мейоза I.

1. Профаза II

Хроматин конденсируется, снова образуя видимые хромосомы. Ядерная оболочка и ядрышко распадаются, и начинают появляться волокна веретена. Кроссинговера не происходит.

2. Метафаза II

Волокна веретена соединяются с кинетохорами каждой сестринской хроматиды. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости, которая повернута на 90 ° по сравнению с экваториальной плоскостью в мейозе I.Одна сестринская хроматида обращена к каждому полюсу с расходящимися руками.

3. Анафаза II

Волокна веретена, соединенные с каждой сестринской хроматидой, укорачиваются, притягивая одну сестринскую хроматиду к каждому полюсу. С этого момента сестринские хроматиды известны как сестринские хромосомы.

4. Телофаза II

Мейоз II заканчивается, когда сестринские хромосомы достигают противоположных полюсов. Веретено распадается, и хромосомы раскручиваются, образуя хроматин. Ядерная оболочка формируется вокруг каждого набора гаплоидных хромосом до того, как происходит цитокинез, образуя две дочерние клетки от каждой родительской клетки или четыре гаплоидных дочерних клетки в целом.

Рис. 1. Фазы мейоза I и мейоза II, показывающие образование четырех гаплоидных клеток из одной диплоидной клетки.

Источник изображения: Wikimedia Commons

Чем мейоз I отличается от мейоза II?

Мейоз — это продукция четырех генетически различных гаплоидных дочерних клеток из одной диплоидной родительской клетки. Мейоз может возникать только у эукариотических организмов. Ему предшествует интерфаза, в частности, фаза G интерфазы.И мейоз I, и мейоз II имеют одинаковое количество и расположение фаз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Оба производят по две дочерние клетки от каждой родительской клетки.

Однако мейоз I начинается с одной диплоидной родительской клетки и заканчивается двумя гаплоидными дочерними клетками, что сокращает вдвое количество хромосом в каждой клетке. Мейоз II начинается с двух гаплоидных родительских клеток и заканчивается четырьмя гаплоидными дочерними клетками, сохраняя количество хромосом в каждой клетке. Гомологичные пары клеток присутствуют в мейозе I и разделяются на хромосомы до мейоза II.В мейозе II эти хромосомы далее разделяются на сестринские хроматиды. Мейоз I включает кроссинговер или рекомбинацию генетического материала между парами хромосом, а мейоз II — нет. Это происходит в мейозе I в длинной и сложной профазе I, разделенной на пять подфаз. Экваториальная плоскость в мейозе II повернута на 90 ° относительно выравнивания экваториальной плоскости в мейозе I.

В таблице ниже суммированы сходства и различия между мейозом I и мейозом II.

Таблица 1. Сходства и различия между мейозом I и мейозом II.

как диплоидный; оканчивается гаплоидом1 9064 процесс деления

Мейоз I	Мейоз II
Сходства
Может иметь место только у эукариот
		906 клетки на основе генетического материала родительской клетки
Средства полового размножения у растений, животных и грибов
Происходят четыре фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза
Различия
Начинается как гаплоид; оканчивается гаплоидом
Редуктивное деление	Эквациональное деление
Гомологичные пары хромосом разделены	Сестринские хроматиды разделены
Происходит скрещивание	Процесс скрещивания не происходит
Длительная	Кратковременная
Предшествующая S-фаза и G-фаза	Предшествующая только G-фаза
Сестринские хроматиды в профазе имеют конвергентные ветви	Систерические хроматиды в профазе с расходящимися плечами
Экваториальная плоскость центрирована	Экваториальная плоскость повернута на 90 °
Профаза разделена на 5 подфаз	Профаза не имеет подфаз
Концы с 2 дочерними ячейками	Заканчивается 4 дочерними ячейками

Почему важен мейоз?

Мейоз необходим для полового размножения эукариотических организмов, обеспечения генетического разнообразия посредством рекомбинации и восстановления генетических дефектов.

Кроссинговер или рекомбинация генов, происходящие в профазе I мейоза I, жизненно важны для генетического разнообразия вида. Это обеспечивает буфер против генетических дефектов, восприимчивости к болезням и выживания в случае возможных событий вымирания, поскольку в популяции всегда будут определенные особи, лучше способные пережить изменения в условиях окружающей среды. Кроме того, рекомбинация позволяет замаскировать генетические дефекты или даже заменить их здоровыми аллелями у потомков больных родителей.

Обзор биологии мейоза I и мейоза II

Теперь мы знаем, что мейоз — это процесс производства гаплоидных дочерних клеток из диплоидных родительских клеток с использованием хромосомного восстановления. Эти дочерние клетки генетически отличаются от своих родительских клеток из-за генетической рекомбинации, которая происходит в мейозе I. Эта рекомбинация важна для генетического разнообразия в популяции и исправления генетических дефектов.

Мейоз I и II схожи в некоторых аспектах, включая количество и расположение их фаз и образование двух клеток из одной клетки. Однако они также сильно различаются: мейоз I является редуктивным делением, а мейоз II — эквациональным делением. В этом смысле мейоз II больше похож на митоз. Обе стадии мейоза важны для успешного полового размножения эукариотических организмов.

Ищете практику по биологии?

Ознакомьтесь с другими нашими статьями по биологии.

Вы также можете найти тысячи практических вопросов на Albert.io. Albert.io позволяет настроить процесс обучения для целевой практики, где вам больше всего нужна помощь.Мы зададим вам сложные практические вопросы, которые помогут вам достичь мастерства в биологии.

Начните практиковать здесь .

Вы преподаватель или администратор, заинтересованный в улучшении успеваемости студентов-биологов?

Узнайте больше о наших школьных лицензиях здесь, .

Мейоз — обзор | ScienceDirect Topics

Отделение мейоза

Мейоз — это специализированное деление клеток, во время которого количество хромосом уменьшается вдвое, создавая генетически отличные гаплоидные клетки. Аналогично митозу, событие, предшествующее митотическому делению, включает репликацию ДНК во время S-фазы интерфазы, что приводит к образованию двух идентичных сестринских хроматид, прикрепленных к центромере. Фаза G2 отсутствует в мейозе. Вместо этого за репликацией ДНК следуют два раунда клеточного деления, известные как мейоз I и мейоз II.

Мейоз I и II включает четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Во время профазы мейоза I гомологичные хромосомы спариваются друг с другом и подвергаются генетической рекомбинации (кроссоверам), когда они обмениваются генетической информацией и создают уникальные генетические комбинации.Профаза мейоза подразделяется на пять стадий в зависимости от появления хромосом: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез [3]. Созревание ооцитов приостанавливается на стадии диплотены профазы I и входит в стадию покоя, называемую диктиатом или остановкой зародышевых пузырьков (GV), до тех пор, пока возобновление мейоза не запускается лютеинизирующим гормоном (LH) во время овуляции [21]. Возобновленный мейоз I прогрессирует через метафазу I, когда пары гомологичных хромосом перемещаются вместе вдоль метафазной пластинки, за которым следует сегрегация гомологичных хромосом, в которой пара сестринских хроматид остается вместе в анафазе I.Он заканчивается, когда хромосомы достигают противоположных полюсов в телофазе I. По завершении мейоза I первичный ооцит делится на более крупный вторичный ооцит и вытесняет меньшее полярное тело, чтобы отбросить половину генетического материала. В результате мейоза I образуются две гаплоидные клетки, каждая с одним набором хромосом (половина хромосом исходной родительской клетки), хотя каждая хромосома содержит пару сестринских хроматид.

Мейоз II начинается после мейоза I без репликации ДНК.Процесс подобен митозу и включает эквациональную сегрегацию сестринских хроматид после деградации cohesin, белкового комплекса, удерживающего сестринские хроматиды на центромере. В результате количество копий ДНК уменьшается вдвое, а количество хромосом остается прежним. После мейоза II вторичный ооцит делится на ооцит и второе полярное тельце. Примечательно, что в женском гаметогенезе только одна клетка развивается в ооцит, а другие продукты мейоза удаляются путем экструзии полярных телец.Однако у мужчин четыре дочерних клетки, образующиеся в результате мейотического деления, образуют сперматозоиды.

Мейоз имеет важные биологические последствия. По сравнению с мужским мейозом женский мейоз более подвержен ошибкам, что приводит к анеуплоидии, которая увеличивается с возрастом женщины. Например, у 35-летних женщин анеуплоидия наблюдается примерно в 20% ооцитов, но достигает 60% в период менопаузы [22]. Хотя анеуплоидные ооциты все еще можно оплодотворять, эмбрион вряд ли может быть жизнеспособным. Анеуплоидия — одна из ведущих причин репродуктивной недостаточности и наиболее частая генетическая причина нарушений развития [23, 24].

В отличие от митотического деления, когда неправильная сегрегация затрагивает только часть клеток, что приводит к мозаицизму, неправильная сегрегация хромосом в мейозе может влиять на все клетки. Во время мейотического деления клетки должны в равной степени разделять хромосомы, но иногда вся пара хромосом или бивалентная пара попадают в одну клетку, а другая ничего не получает. Неправильная сегрегация хромосом приводит к анеуплоидии, несущей ненормальное количество хромосом [24]. Анеуплоидный ооцит все еще может функционировать, оплодотворять и генерировать анеуплоидный эмбрион.Одна копия аутосом смертельна для человека, приводя к самопроизвольному аборту. Отсутствие половой хромосомы (моносомия) или добавление копии хромосомы (трисомия) может быть жизнеспособным, но здоровье потомства находится под угрозой, включая трисомию 21 (синдром Дауна), трисомию 18 (синдром Эдвардса), трисомию 13 (синдром Патау), и моносомия X (синдром Тернера). Трисомия 21 (47, XX / XY, + 21), одна из наиболее частых жизнеспособных анеуплоидий у людей, возникает в результате неправильной сегрегации хромосомы 21 в мейозе I (65%) или мейозе II (23%) [25].Нерасхождение во время мейоза является наиболее частой причиной анеуплоидий, которые также могут иногда быть результатом хромосомной перестройки (например, Робертсоновской транслокации или сбалансированной транслокации половых хромосом) [26].