Физиология

Два типа клеточного деления имеют несколько общих характеристик. К ним относят необходимость осуществить редупликацию (удваивание) полного хромосомного набора клетки. И при митозе, и при мейозе используются одинаковые внутриклеточные механизмы для удваивания ДНК, синтеза РНК и новых белков, которые будут участвовать в самом процессе деления. Оба типа деления используют митотическое веретено для размещения разделившегося хромосомного материала по двум полюсам клетки. Самое главное различие между митозом и мейозом — удвоенные после редупликации хромосомы при мейозе ведут себя иначе, чем при митозе, что позволяет дочерним клеткам получить уменьшенное в два раза количество наследственного материала — не 46, а 23 хроматиды (молекулы ДНК). Эта редукция количества хромосом необходима, чтобы превратить диплоидные клетки (2N) в гаплоидные (N) половые клетки, которые сформируют новый диплоидный организм после оплодотворения.

В ходе интерфазы, предшествующей делению клетки, ДНК каждой хромосомы удваивается (4N). В результате каждая хромосома имеет две сестринские хроматиды, соединенные в области центромера. При митозе хромосомы сначала укорачиваются и утолщаются с одновременным исчезновением ядрышка и ядерной оболочки (профаза). Затем между двумя разошедшимися центриолями формируется митотическое веретено, и все хромосомы выстраиваются по экватору клетки (метафаза). В области центромера хромосомы затем расщепляются, и каждая хроматида хромосомы мигрирует к полюсам веретена деления (анафаза). Наконец, в телофазе формируются новые ядрышки и ядерные оболочки, и цитоплазма материнской клетки разделяется с образованием двух дочерних клеток. Митотическое веретено при этом исчезает. В результате митоза на месте материнской клетки образуются две генетически идентичные дочерние клетки.
Клетка вступает в мейоз, имея удвоенный набор ДНК (4N). Мейоз состоит из двух последовательных клеточных делений.

Первое деление мейоза

Профаза. В профазе первого деления (профаза 1) происходит несколько специфических и существенных событий.
• Лептотена. На стадии лептотены профазы 1 молекулы ДНК конденсируются, и в клетке появляются хромосомы, имеющие вид тонких длинных нитей.

• Зиготена. На следующей стадии, называемой зиготеной, гомологичные пары хромосом сближаются и затем соединяются, формируя тетрады. Процесс соединения гомологичных хромосом называется конъюгацией, или синапсисом.

• Пахитена. На стадии пахитены хромосомы утолщаются и укорачиваются, хроматиды соединенных хромосом перекрещиваются, и происходит обмен участками (кроссин-говер) между гомологичными хромосомами.

• Диплотена. На стадии диплотены гомологичные хромосомы все еще связаны между собой, но их ДНК несколько деконденсируется. В результате клетка получает возможность осуществлять процессы синтеза РНК и белка.

• Диакинез. На стадии диакинеза ДНК вновь конденсируется, соединенные хромосомы еще более укорачиваются и утолщаются, появляются признаки формирования веретена деления, и начинает растворяться ядерная оболочка.

В метафазу 1 мейоза ядерная оболочка полностью разрушается, и соединенные пары гомологичных хромосом выстраиваются по экватору клетки. В анафазу 1 соединенные гомологичные хромосомы разделяются, и хромосомы, каждая их которых состоит из двух хроматид, расходятся к полюсам клетки. В телофазу 1 формируются две дочерние клетки, имеющие диплоидный хромосомный набор (2N). Этот диплоидный набор неравноценен тому, что получается после митоза. Клетки после первого деления мейоза имеют 46 хроматид, организованных в 23 хромосомы.
После первого деления следует короткая интерфаза, но при этом не происходит удваивания ДНК.

- Читать далее "Второе деление мейоза. Сперматогенез и овогенез"