Мейоз (редукционное деление)

При мейозе диплоидное число хромосом уменьшается до гаплоидного (рис. 6.5). Расхождение гомологичных хромосом происходит так, что каждая дочерняя клетка получает по одной хромосоме из каждой пары.

Чтобы могло произойти такое распределение, гомологичные хромосомы в профазе I соединяются попарно и в метафазе I располагаются в экваториальной плоскости. В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются и расходятся к противоположным полюсам. В результате диплоидный набор хромосом уменьшается до гаплоидного. Если исходная клетка содержит, например, 6 хромосом (2 n), то после редукционного деления клетки получаются две клетки с 3 хромосомами (n) каждая

Сразу же после первого деления мейоза (редукционного) совершается еще второе деление – обычный митоз.

Перед мейозом I в фазе S, как и при митозе, происходит репликация ДНК. В профазе I в спаренных гомологичных хромосомах уже образовалось по две хроматиды, соединенных в области центромеры. На этой четыреххроматидной стадии путем кроссинговера (перекреста) может происходить обмен участками хроматид (рис. 6.5, Б). При этом в каждой из двух гомологичных хромосом в гомологичной области разрывается одна хроматида и образовавшиеся фрагменты воссоединяются крест-накрест – возникает хиазма. Эти места перекреста смещаются к концам хромосом (терминализация), и хромосомы не разделяются в этих участках до конца метафазы I. Кроссинговер делает возможным обмен участками хроматид и тем самым – внутрихромосомную рекомбинацию.

Рис. 6.5. Мейоз. А. Схема. Б. В. Кроссинговер.

Таким образом, в мейозе можно выделить следующие стадии (рис. 6.6):

1. Мейоз I:

– профаза I (начало укорочения хромосом, спаривание, или конъюгация гомологичных хромосом, укорочение спаренных хромосом и кроссинговер, частичное разделение пар, начало терминализации хиазм);

– метафаза I (растворение ядерной оболочки, расположение спаренных хромосом в экваториальной плоскости);

– анафаза I (разделение гомологичных хромосом, начало их удлинения и расхождение к полюсам);

– телофаза I (хромосомы находятся на полюсах).

Рис. 6.6. Основные стадии мейоза

2. Мейоз II включает профазу II, метафазу II, анафазу II и телофазу II.

К концу мейоза II имеются четыре гаплоидных ядра; в результате клеточного деления образуются четыре клетки.

У диплоидных организмов редукционное деление, обусловливающее смену ядерных фаз, осуществляется в различное время перед образованием половых клеток.

Вопросы для самопроверки

1. Каким способом (консервативным или полуконсервативным) осуществляется репликация ДНК?

2. Из каких соединений и по какому принципу строится новая цепь ДНК?

3. В каком направлении строятся новые полинуклеотидные цепи ДНК и какие особенности их построения на материнской цепи 3¢®5¢ и материнской цепи 5¢®3¢?

4. Какие ферменты осуществляют синтез ДНК?

5. Какая частота ошибок при репликации ДНК?

6. В какой фазе интерфазы происходит репликация ДНК?

7. Из каких фаз состоит митоз?

8. Приведите формулу митоза и сравните генотипы материнского и дочерних ядер.

9. Приведите формулу мейоза и сравните генотипы материнского и дочерних ядер.

10. В какой фазе мейоза происходит кроссинговер и к какому виду наследственных изменений он приводит?

ГЛАВА 7