Советуем для ознакомления:

Разделы генетики:

Популярные разделы сайта:

Оглавление темы "Кариотип. Митоз. Мейоз.":
1. Хромосомы. Хромосомы человека. Кариотип. Виды хромосом. Строение хромосом.
2. Дифференциальная окраска хромосом. Методы дифференциальной окраски хромосом.
3. Кариотип. Описание кариотипа. Структура хромосом.
4. Клеточный цикл. Стадии клеточного цикла. Интерфаза. Стадии интерфазы.
5. Митоз. Определение митоза. Стадии митоза.
6. Мейоз. Определение мейоза. Стадии мейоза. Кроссинговер.

Мейоз. Определение мейоза. Стадии мейоза. Кроссинговер.

Мейозом называют процесс деления ядер зародышевых клеток при их превращении в гаметы. Мейоз включает два деления клеток, которые называют соответственно мейоз I и мейоз II Каждое из этих делений формально состоит из тех же стадий, что и митоз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Рассмотрим каждый из мейозов отдельно.

Мейоз I называют также редукционным делением, так как в результате этого деления число хромосом во вновь образующихся клетках уменьшается в 2 раза. В профазу I хромосомы уже входят разделенными на хроматиды, которые соединены в центромере.

Именно на этой стадии мейоза происходит чрезвычайно важное событие с точки зрения создания генетического разнообразия — обмен гомологичными участками несестринских хроматид, т.е. хроматид, относящихся к разным парам гомологичных хромосом. Данный обмен называют кроссинговером, или рекомбинацией.

Мейоз. Определение мейоза. Стадии мейоза. Кроссинговер.
Кроссинговер и генетическая рекомбинация в мейозе.

Профаза I мейоза продолжается достаточно долго, ее принято делить на 5 стадий: лептотену, зиготе -ну, пахитену, диплотену и диакинез. В стадии лептотены хромосомы начинают конденсироваться и становятся видимыми. В зиготене пары гомологичных хромосом конъюгируют (спариваются) и формируют характерную двойную структуру, которую называют синоптенемальным комплексом. Две конъюги-рованные гомологичные хромосомы называют бивалентом. В пахитене хромосомы становятся короче вследствие большей спирализации. В каждой хромосоме теперь видна продольная щель — хромосома разделяется на хроматиды. Бивалент представлен 4 хроматидами, расположенными бок о бок друг к другу: несестринские хроматиды бивалента соединяются между собой в некоторых точках, образуя так называемые хиазмы. Хиазмы являются цитологическим проявлением обменов генетическим материалом между гомологичными хромосомами. Эти обмены в формальной генетике называют кроссинговером.

Каждая хиазма соответствует одному событию кроссинговера. По-видимому, кроссинговер происходит за счет механизма разрыва и последующего крестообразного соединения несестринских хроматид в гомологичных участках. Кроссинговер осуществляется с очень большой точностью, поэтому ни одна из хроматид не теряет и не приобретает генов. Более того, если кроссинговер происходит в последовательности одного гена, то не теряется и не приобретается ни один нуклеотид в хроматидах, обменивающихся участками гомологичной ДНК. Молекулярные события во время кроссинговера представляются следующим образом. Обе нити ДНК одной из несестринских хроматид разрезаются (двунитевой разрыв). Специальный фермент откусывает примерно 600—800 нуклеотидов с 5'-кон-ца от разрыва в каждой из нитей. В результате образуется два 3'-«хвоста» однонитевой ДНК. Один из хвостов вставляется между двумя нитями ДНК второй несестринской хроматиды. Этот хвост находит комплементарную последовательность нуклеотидов в одной из нитей несестринской хроматиды и спаривается с ней. Смещенная нить ДНК второй хроматиды спаривается со вторым З'-хвостом хроматиды 1. Синтез ДНК заполняет обе бреши, используя в качестве матрицы обе нити хроматиды 2. Затем все нити разрезаются и разрезанные концы одной нити лигируются (ковалентно соединяются) с разрезанными концами второй хроматиды. В результате несестринские хроматиды обмениваются плечами, кроссинговер на этом завершается (рис. 8.6).

Мейоз. Определение мейоза. Стадии мейоза. Кроссинговер.
Мейоз I и II. Отцовские хромосомы окрашены в черный цвет, материнские — в белый. Изображен мейоз у мужчины

В диплотене мейоза гомологичные хромосомы начинают расходиться, удерживаясь только в тех точках, где наблюдаются хиазмы. Хиазм образуется больше в крупных хромосомах, всего же на одну гамету приходится примерно 40 кроссинговеров. Некоторые исследователи считают, что отсутствие хиазм в биваленте является фактором, предрасполагающим к нерасхождению хромосом. В диакинезе хромосомы максимально конденсируются по мере их расхождения, гомологичные хромосомы продолжают удерживаться хиазмами, которые сдвигаются дистально.

В метафазе I мейоза исчезает ядерная оболочка и хромосомы распределяются в экваториальной плоскости клетки. К центромерам прикрепляются нити веретена, как в митозе, и начинают оттягивать их к полюсам клетки. В анафазе /завершается терминализация хиазм, т.е. они перемещаются к концам хромосом и исчезают. Гомологичные хромосомы перемещаются к противоположным полюсам за счет сокращения нитей веретена. В результате в телофазе I у полюсов клетки собираются гаплоидные наборы хромосом и зародышевая клетка, завершая деление, дает начало двум новым дочерним клеткам, которые в сперматогенезе называют вторичными сперма-тоцитами, а в оогенезе — ооцитами.

Учебное видео: мейоз и его фазы

Видео мейоза и его фазы

- Вернуться в оглавление раздела "Генетика. Медицинская генетика."