Пояснюємо, що таке мейоз і з чого складається кожна з його фаз. Також, що таке мітоз і його відмінності від мейозу.
Що таке мейоз?
Мейоз є одним із способів ділити клітини, який характеризується тим, що породжує клітини дочки генетично відрізняються від клітини, яка їх породила. Цей тип поділу клітини є ключовим статеве розмноження, оскільки через мейоз організми вони виробляють свої гамети або статеві клітини. Нова особина, що виникла в результаті з’єднання двох гамет (одної чоловічої та однієї жіночої), матиме a генетичний матеріал відрізняється від батьківської, яка виникає внаслідок їх поєднання.
Мейоз (від грец meioum, зменшення) складається з поділу диплоїдної клітини (2n), тобто забезпеченої двома наборами хромосоми щоб породити чотири гаплоїдні клітини (n), забезпечені одним набором хромосом, тобто половиною генетичного навантаження початкової клітини.
В тварини (у тому числі людина) більшість клітин в організмі є диплоїдними і називаються соматичними клітинами. Тільки в зародковій тканині є особливі клітини, які через мейоз дають початок гаплоїдним клітинам. Ці гаплоїдні клітини є гаметами або репродуктивними клітинами, які беруть участь у статевому розмноженні, тобто це сперматозоїди (чоловічі гамети) і яйцеклітини (жіночі гамети).
Коли сперматозоїд і яйцеклітина зливаються один з одним під час запліднення, кожен з них дає половину генетичного навантаження нової особини, що утворюється в результаті цього з'єднання. Таким чином, обидва гаплоїдні набори кожної гамети об’єднуються, утворюючи повний диплоїдний набір, який є геномом новоутвореної нової особини.
Мейоз є важливим процесом перед статевим розмноженням, оскільки під час цього процесу утворюються гамети. Однак мейоз також є частиною складних життєвих циклів у водоростей, гриби та інших простих еукаріотів, щоб досягти певного чергування поколінь, відтворюючи свої клітини в a сексуальний Ю безстатевий на різних етапах.
Мейоз був відкритий у 19 столітті німецьким біологом Оскаром Гертвігом (1849-1922) на основі його досліджень з яйцями морського їжака. З тих пір послідовно дослідження сприяли глибшому розумінню цього процесу та розумінню його життєвої важливості в еволюція з вищих форм життя.
Дивіться також:Еукаріотична клітина
Фази мейозу
Мейоз - це а процес комплекс, що включає дві різні фази: мейоз I і мейоз II. Кожна з них складається з кількох стадій: профази, метафази, анафази та телофази. Це вимагає більш детального вивчення:
- Мейоз I. Відбувається перший диплоїдний поділ клітини (2n), відомий як редуктивний, оскільки в результаті утворюються клітини з половиною генетичного навантаження (n). Мейоз I відрізняється від мейозу II (і мітозу) тому, що його профаза дуже довга і в ході гомологічних хромосом (ідентичних, оскільки по одній від кожного з батьків) з’єднуються і рекомбінують для обміну генетичним матеріалом.
- Профаза I. Вона поділяється на кілька етапів. На першому кроці ДНК він готується шляхом конденсації в хромосомах і стає видимим. Потім гомологічні хромосоми об’єднуються в пари, утворюючи комплекс, в якому вони обмінюються генетичним матеріалом. Цей процес відомий як рекомбінація генів. Нарешті, хромосоми роз’єднуються, хоча в деяких моментах вони залишаються об’єднаними: це точки, де відбулася рекомбінація генів. Крім того, конверт з ядро і в клітині виникає свого роду розділова лінія.
- Метафаза I. Двовалентні хромосоми (складаються з двох хроматид кожна, тому їх ще називають тетрадою) розташовані в екваторіальній площині клітини і прикріплені до структури, що складається з мікротрубочок, які називаються ахроматичним веретеном.
- Анафаза I. Гомологічні хромосоми кожного бівалентного (кожна складається з двох сестринських хроматид) відокремлюються одна від одної, прагнуть до одного полюса клітини і утворюють два гаплоїдних полюса (n). Випадковий генетичний розподіл вже здійснено.
- Телофаза I. Гаплоїдні групи хромосом досягають полюсів клітини. Ядерна оболонка утворюється знову. The плазматична мембрана розділяє і дає початок двом гаплоїдним дочірнім клітинам.
- Мейоз II. Відома як дуплікативна фаза, вона нагадує мітоз: дві цілі особини утворюються шляхом дублювання ДНК.
- Профаза II. Гаплоїдні клітини, створені в мейозі I, конденсують свої хромосоми і розривають ядерну оболонку. Знову з’являється ахроматичне веретено.
- Метафаза II. Як і раніше, хромосоми прагнуть до екваторіальної площини клітини, готуючись до нового поділу.
- Анафаза II. Сестринські хроматиди кожної хромосоми відокремлюються і притягуються до протилежних полюсів клітини.
- Телофаза II. Кожен з полюсів клітини отримує гаплоїдний набір хроматид, які перейменовані в хромосоми. Ядерна оболонка утворюється знову, після чого відбувається поділ цитоплазма і формування клітинні мембрани в результаті утворюються чотири гаплоїдні клітини (n), кожна з яких має різний розподіл повного генетичного коду особини.
Мейоз і мітоз
Між мітозом і мейозом є кілька відмінностей:
- Мітоз пов’язаний з безстатевим розмноженням. Мітоз складається з поділу вихідної клітини з утворенням двох генетично ідентичних дочірніх клітин. Мітоз використовується як механізм у різних типах безстатевого розмноження, при якому організм виробляє клітинні «клони», не додаючи різноманітності в генетичний пул. Мейоз, з іншого боку, є необхідним процесом для підготовки до статевого розмноження, і на відміну від мітозу, він забезпечує високу генетичну рекомбінацію.
- Мітоз пов’язаний з процесами росту і розвитку. Багатоклітинні організми використовують механізм мітозу для підтримки та оновлення конструкцій Цей тип поділу клітин дозволяє додавати нові клітини під час розвитку та росту особини та замінювати старі та зношені клітини протягом усього життя організму.
- Мітоз створює дві дочірні клітини. І диплоїдні, і ідентичні. Мейоз, з іншого боку, утворює чотири клітини-нащадки, але всі вони гаплоїдні і відрізняються одна від одної та від клітини, яка його породила.
- Мітоз зберігає ДНК. Мітоз - це механізм збереження інтактного генетичного матеріалу (хоча вони можуть виникати мутації випадково під час процесу), тоді як мейоз піддає його процесу рекомбінації, в якому можуть виникати помилки, але який також збагачує геном і дозволяє створювати особливо успішні ланцюги. Мейоз у певний момент значною мірою відповідає за генетичні відмінності між людьми.
Більше в:Мітоз