Meiosis

Alapfogalmak és definíciók

A meiózis az eukarióta sejtek felosztásának speciális módja, amelyben a kromoszómák kezdeti száma 2-szeresére csökken (az ógörögből). majonéz" - kevesebb - és innen " meiózis" - csökken). Gyakran a kromoszómák számának csökkenését nevezik csökkentés.

A kromoszómák kezdeti száma meiociták(a meiózisba belépő sejtek) ún diploid kromoszómaszám (2n) A meiózis következtében kialakuló sejtekben a kromoszómák számát ún haploid kromoszómaszám (n).

A kromoszómák minimális számát egy sejtben magszámnak nevezzük ( x). Egy sejtben a kromoszómák alapszáma megfelel a genetikai információ minimális mennyiségének (a DNS minimális mennyiségének), amelyet génnek nevezünk. O m gének száma O sejtben lévő mov-t génnek nevezzük O többszörös szám (Ω). A legtöbb többsejtű állatban, minden gymnospermben és sok zárvatermőben a haploidia-diploidia és a gén fogalma O sok szám egyezik. Például egy személyben n=x= 23 és 2 n=2x=46.

Fő jellemzője a meiózis az konjugáció(párosítás) homológ kromoszómák ezt követi az eltérésük különböző sejtek. A kromoszómák leánysejtek közötti meiotikus eloszlását ún kromoszóma szegregáció.

Elbeszélés meiózis felfedezése

A meiózis különálló fázisait állatokban W. Flemming (1882), növényekben E. Strasburger (1888), majd V. I. orosz tudós írta le. Beljajev. Ugyanakkor (1887) A. Weissman elméletileg alátámasztotta a meiózis szükségességét, mint a kromoszómák állandó számának fenntartásának mechanizmusát. A nyúl petesejtek meiózisának első részletes leírását Winiworth (1900) adta. A meiózis vizsgálata még mindig folyamatban van.

A meiózis általános lefolyása

Egy tipikus meiózis két egymást követő sejtosztódásból áll, ill meiózis IÉs meiózis II. Az első osztódásnál a kromoszómák száma felére csökken, ezért az első meiotikus osztódást ún. csökkentés, ritkábban heterotípusos. A második felosztásban a kromoszómák száma nem változik; ezt a felosztást hívják egyenlítő(kiegyenlítés), ritkábban - homeotipikus. A "meiosis" és a "redukciós osztás" kifejezéseket gyakran felcserélhetően használják.

Interfázis

Premeiotikus interfázis abban különbözik a szokásos interfázistól, hogy a DNS-replikáció folyamata nem éri el a végét: a DNS körülbelül 0,2 ... 0,4%-a marad megkétszerezetlen. Így a sejtosztódás a sejtciklus szintetikus szakaszában kezdődik. Ezért a meiózist átvitt értelemben korai mitózisnak nevezik. Általánosságban azonban úgy tekinthető, hogy egy diploid sejtben (2 n) DNS-tartalma 4 Val vel.

Centriolok jelenlétében megkettőződnek oly módon, hogy a sejtben két diploszóma van, amelyek mindegyike egy-egy centriolpárt tartalmaz.

A meiózis első osztódása (redukciós osztódás, vagy meiosis I)

A redukciós osztódás lényege a kromoszómák számának felére csökkentése: az eredeti diploid sejtből két haploid sejt képződik két kromatid kromoszómával (minden kromoszóma 2 kromatidot tartalmaz).

1. próféta(az első osztály prófája) több szakaszból áll:

Leptotena(vékony szálak szakasza). A kromoszómák fénymikroszkóp alatt vékony szálak gömbjeként láthatók. Korai leptotennek nevezzük, amikor a kromoszómák szálai még nagyon rosszul láthatók proleptotén.

Zygoten(szálak egyesítésének szakasza). folyik homológ kromoszómák konjugációja(a lat. konjugáció- kapcsolat, párosítás, ideiglenes összevonás). A homológ kromoszómák (vagy homológok) olyan kromoszómák, amelyek morfológiailag és genetikailag hasonlóak egymáshoz. A normál diploid szervezetekben a homológ kromoszómák párosulnak: a diploid szervezet az egyik kromoszómát az anyától, a másikat az apától kapja. Konjugálva kialakulnak bivalensek. Mindegyik bivalens egy pár homológ kromoszóma viszonylag stabil komplexe. A homológokat a fehérje tartja össze szinaptonemális komplexek. Egy szinaptonemális komplex csak két kromatidot képes megkötni egy ponton. A bivalensek száma megegyezik a kromoszómák haploid számával. Egyébként bivalenseket hívnak tetradák, mivel minden bivalens 4 kromatidot tartalmaz.

Pachytene(vastag szálak szakasza). A kromoszómák spiralizálódnak, hosszirányú heterogenitásuk jól látható. A DNS-replikáció befejeződött (egy speciális pachytén DNS). befejező átkelés A kromoszómák keresztezése, melynek eredményeként kromatid szakaszokat cserélnek.

Diploten(kétszálú szakasz). A bivalensekben lévő homológ kromoszómák taszítják egymást. Külön pontokon kapcsolódnak össze, amelyeket ún chiasma(az ógörög χ - "chi" betűkből).

diakinézis(a bivalensek divergenciájának szakasza). Külön bivalensek találhatók a mag perifériáján.

Metafázis I(az első osztály metafázisa)

BAN BEN prometafázis I a nukleáris burok lebomlik (töredékek). Az orsó kialakul. Ezután metakinézis következik be - a bivalensek a sejt egyenlítői síkjába kerülnek.

Anafázis I(az első osztály anafázisa)

Az egyes bivalenseket alkotó homológ kromoszómák elkülönülnek, és minden kromoszóma a sejt legközelebbi pólusa felé mozog. A kromoszómák kromatidákká válása nem történik meg. Azt a folyamatot, amelynek során a kromoszómák eloszlanak a leánysejtek között, ún kromoszóma szegregáció.

Telofázis I(az első osztály telofázisa)

A homológ kétkromatid kromoszómák teljesen eltérnek a sejt pólusaitól. Normális esetben minden egyes leánysejt egy homológ kromoszómát kap minden homológ párból. Kettő haploid olyan magok, amelyek feleannyi kromoszómát tartalmaznak, mint az eredeti diploid sejt magja. Minden haploid mag csak egy kromoszómakészletet tartalmaz, vagyis minden kromoszómát csak egy homológ képvisel. A leánysejtek DNS-tartalma 2 Val vel.

A legtöbb esetben (de nem mindig) az I. telofázist kíséri citokinézis .

Interkinézis

Interkinézis két meiotikus osztódás közötti rövid intervallum. Abban különbözik az interfázistól, hogy nem következik be DNS-replikáció, kromoszóma-kettőzödés és centriole-kettőződés: ezek a folyamatok a premeiotikus interfázisban, részben pedig az I. profázisban zajlottak le.

A meiózis második felosztása (egyenlítői felosztás, vagy meiózis II)

A meiózis második osztódása során nem csökken a kromoszómák száma. Az egyenletosztás lényege, hogy négy haploid sejt képződik egyetlen kromatid kromoszómával (minden kromoszóma egy kromatidot tartalmaz).

Profázis II(a másodosztály prófája)

Nem különbözik jelentősen a mitózis profázisától. A kromoszómák fénymikroszkóp alatt vékony szálakként láthatók. Mindegyik leánysejtben osztódási orsó képződik.

Metafázis II(a másodosztály metafázisa)

A kromoszómák a haploid sejtek egyenlítői síkjain helyezkednek el egymástól függetlenül. Ezek az egyenlítői síkok lehetnek ugyanabban a síkban, lehetnek egymással párhuzamosak vagy egymásra merőlegesek.

Anafázis II(a másodosztály anafázisa)

A kromoszómák kromatidákra válnak szét (mint a mitózisban). Az így létrejövő egykromatid kromoszómák az anafázis csoportok részeként a sejtek pólusaira költöznek.

Telofázis II(a másodosztály telofázisa)

Az egykromatid kromoszómák teljesen a sejt pólusaira költöztek, magok keletkeznek. A DNS-tartalom mindegyik sejtben minimális lesz, és eléri az 1-et Val vel.

A meiózis típusai és biológiai jelentősége

Általában a meiózis eredményeként egy diploid sejtből négy haploid sejt képződik. Nál nél gametikus meiózis a kialakult haploid sejtekből ivarsejtek képződnek. Ez a fajta meiózis az állatokra jellemző. A gametikus meiózis szorosan összefügg gametogenezisÉs megtermékenyítés. Nál nél zigótaÉs spóra meiózis a keletkező haploid sejtek spórákat vagy zoospórákat hoznak létre. Az ilyen típusú meiózis jellemző az alacsonyabb rendű eukariótákra, gombákra és növényekre. A spórás meiózis szorosan összefügg sporogenezis. És így, A meiózis az ivaros és ivartalan (spóra) szaporodás citológiai alapja.

A meiózis biológiai jelentősége Ez abból áll, hogy fenntartja a kromoszómák számának állandóságát a szexuális folyamat jelenlétében. Ezenkívül az átkelés miatt rekombináció- az örökletes hajlamok új kombinációinak megjelenése a kromoszómákban. A meiózis is biztosítja kombinatív változékonyság- az örökletes hajlamok új kombinációinak megjelenése a további megtermékenyítés során.

A meiózis lefolyását a szervezet genotípusa szabályozza, a nemi hormonok (állatokban), a fitohormonok (növényekben) és sok más tényező (például a hőmérséklet) szabályozása alatt.

Meiosis Az eukarióták sejtosztódási módszere, amelyben haploid sejtek képződnek. Ez különbözik a mitózistól, amely diploid sejteket termel.

Ezenkívül a meiózis két egymást követő felosztásban megy végbe, amelyeket rendre az elsőnek (meiosis I) és a másodiknak (meiózis II) neveznek. A sejtek már az első osztódás után egyetlen, azaz haploid kromoszómakészletet tartalmaznak. Ezért az első felosztást gyakran nevezik csökkentés. Bár néha a "redukciós osztás" kifejezést a teljes meiózisra vonatkozóan használják.

A második osztály az úgynevezett egyenlítőés mechanizmusa hasonló a mitózishoz. A II. meiózisban a testvérkromatidák a sejt pólusaihoz térnek el.

A meiózist a mitózishoz hasonlóan interfázisban DNS-szintézis - replikáció előzi meg, amely után minden kromoszóma már két kromatidából áll, amelyeket testvérkromatidáknak nevezünk. Az első és a második osztódás között nem megy végbe DNS-szintézis.

Ha a mitózis következtében két sejt keletkezik, akkor a meiózis következtében - 4. Ha azonban a szervezet petéket termel, akkor csak egy sejt marad, amely magában foglalja a tápanyagokat.

Az első osztódás előtti DNS mennyiségét általában 2n 4c-ként jelölik. Itt n kromoszómákat, c kromatidákat jelöl. Ez azt jelenti, hogy minden kromoszómának van egy homológ párja (2n), ugyanakkor minden kromoszóma két kromatidából áll. Egy homológ kromoszóma jelenlétében négy kromatidot kapunk (4c).

Az első és a második osztódás előtt a DNS mennyisége mind a két leánysejtben 1n 2c-re csökken. Vagyis a homológ kromoszómák különböző sejtekké válnak szét, de továbbra is két kromatidból állnak.

A második osztódás után négy sejt képződik 1n 1c készlettel, azaz mindegyik csak egy kromoszómát tartalmaz egy pár homológból, és csak egy kromatidból áll.

Az alábbiakban részletesen ismertetjük az első és a második meiotikus felosztást. A fázisok kijelölése ugyanaz, mint a mitózisban: profázis, metafázis, anafázis, telofázis. Az ezekben a fázisokban lezajló folyamatok azonban, különösen az I. profázisban, némileg eltérőek.

Meiosis I

I. próféta

Ez általában a meiózis leghosszabb és legösszetettebb fázisa. Sokkal tovább tart, mint mitózis esetén. Ez annak köszönhető, hogy ekkor a homológ kromoszómák közelednek egymáshoz és DNS-szegmenseket cserélnek (konjugáció és keresztezés történik).

Konjugáció- a homológ kromoszómák összekapcsolásának folyamata. Átkelés- azonos régiók cseréje homológ kromoszómák között. A homológ kromoszómák nem-sister kromatidjai ekvivalens régiókat cserélhetnek. Azokon a helyeken, ahol ilyen csere történik, az ún chiasma.

A páros homológ kromoszómákat ún bivalensek, vagy tetradák. A kommunikáció az I. anafázisig fennmarad, és a testvérkromatidák közötti centromerek és a nem testvérkromatidák közötti chiasmaták biztosítják.

A profázisban a kromoszómák spiralizálódnak, így a fázis végére a kromoszómák elnyerik jellegzetes alakjukat és méretüket.

Az I. profázis későbbi szakaszaiban a nukleáris burok vezikulákra bomlik, és a magvak eltűnnek. Megkezdődik a meiotikus orsó kialakulása. Háromféle orsó mikrotubulus képződik. Egyesek a kinetokorokhoz vannak rögzítve, mások az ellenkező pólusból növekvő tubulusokhoz (a szerkezet távtartóként működik). Megint mások csillagszerkezetet alkotnak, és a membránvázhoz kapcsolódnak, támasztó funkciót ellátva.

A centriolokkal rendelkező Centroszómák a pólusok felé eltérnek. A mikrotubulusok az egykori sejtmag régiójába kerülnek, amelyek a kromoszómák centromer régiójában található kinetokorokhoz kapcsolódnak. Ebben az esetben a testvérkromatidák kinetochorei egyesülnek és egyetlen egészként működnek, ami lehetővé teszi, hogy az egyik kromoszóma kromatidjai ne váljanak el, és ezt követően együtt mozogjanak a sejt egyik pólusára.

Metafázis I

Végül kialakul a hasadási orsó. A homológ kromoszómapárok az egyenlítő síkjában helyezkednek el. A sejt egyenlítője mentén egymással szemben sorakoznak úgy, hogy az egyenlítői sík homológ kromoszómapárok között van.

Anafázis I

A homológ kromoszómák elkülönülnek, és a sejt különböző pólusaira térnek el. A profázis során bekövetkezett átkelés miatt kromatidjaik már nem azonosak egymással.

Telofázis I

A magok helyreállnak. A kromoszómák despiralizálódnak vékony kromatinná. A sejt két részre oszlik. Állatoknál a membrán invaginációjával. A növényeknek sejtfaluk van.

Meiosis II

A két meiotikus felosztás közötti interfázis ún interkinézis, nagyon rövid. Az interfázistól eltérően a DNS duplikációja nem történik meg. Valójában már megduplázódott, csak a két sejt mindegyike tartalmazza a homológ kromoszómák egyikét. A II. meiózis egyidejűleg két sejtben fordul elő, amelyek az I. meiózis után alakultak ki. Az alábbi diagram csak egy sejt osztódását mutatja a kettőből.

Profázis II

Rövid. A magok és nukleolusok ismét eltűnnek, a kromatidák spiralizálódnak. Az orsó kialakulni kezd.

Metafázis II

Minden kromoszómához két orsószál kapcsolódik, amely két kromatidából áll. Az egyik szál az egyik pólusból, a másik a másikból. A centromerek két különálló kinetokorból állnak. A metafázis lemez az I. metafázis egyenlítőjére merőleges síkban jön létre. Vagyis ha a meiózisban lévő szülősejtet végigosztom, akkor most két sejt osztódik át.

Anafázis II

A testvérkromatidákat megkötő fehérje elválik, és azok különböző pólusokra váltanak szét. A testvérkromatidákat ma testvérkromoszómáknak nevezik.

Telofázis II

Hasonlóan az I. telofázishoz. Megtörténik a kromoszómák despiralizációja, a hasadási orsó eltűnik, magok és nukleolusok képződése, citokinézis.

A meiózis jelentése

Egy többsejtű szervezetben csak a csírasejtek osztódnak meiózissal. Ezért a meiózis fő jelentése az BiztonsággépezetAszexuális szaporodás,amely fenntartja a kromoszómák számának állandóságát a fajban.

A meiózis másik jelentése a genetikai információ rekombinációja, amely az I. profázisban fordul elő, azaz a kombinatív variabilitás. Az allélok új kombinációi két esetben jönnek létre. 1. Ha keresztezés történik, azaz a homológ kromoszómák nem testvérkromatidjai helyet cserélnek. 2. A kromoszómák független divergenciájával a pólusokhoz mindkét meiotikus osztódásban. Más szavakkal, minden kromoszóma lehet ugyanabban a sejtben, bármilyen kombinációban más nem homológ kromoszómákkal.

A sejtek már az I. meiózis után különböző genetikai információ. A második osztódás után mind a négy sejt különbözik egymástól. Ez egy fontos különbség a meiózis és a mitózis között, amelyben genetikailag azonos sejtek képződnek.

A kromoszómák és kromatidák keresztezése és véletlenszerű szegregációja az I. és II. anafázisban új génkombinációkat hoz létre és egyekokokból örökletes változékonyság szervezetek amely lehetővé teszi az élő szervezetek evolúcióját.

Meiomok (más görög meYashchuit szóból - redukció) vagy redukciós sejtosztódás - egy eukarióta sejt magjának osztódása a kromoszómák számának felére csökkenésével. Két szakaszban fordul elő (a meiózis redukciós és egyenlítő szakaszában). A meiózist nem szabad összetéveszteni a gametogenezissel, a speciális csírasejtek vagy ivarsejtek differenciálatlan őssejtekből történő képződésével.

A kromoszómák számának csökkenésével a meiózis következtében életciklusátmenet van a diploid fázisból a haploid fázisba. A ploiditás helyreállítása (átmenet haploidból diploid fázisba) a szexuális folyamat eredményeként következik be.

Tekintettel arra, hogy a homológ kromoszómák első, redukciós, szakaszos, páronkénti fúziója (konjugációja) profázisában a meiózis helyes lefolyása csak diploid sejtekben, vagy akár poliploid sejtekben (tetra-, hexaploid stb.) lehetséges. Páratlan poliploidokban (tri-, pentaploid stb. sejtek) is előfordulhat meiózis, de bennük, mivel az I. profázisban nem tudják biztosítani a kromoszómák páronkénti fúzióját, kromoszóma-divergencia lép fel olyan zavarokkal, amelyek veszélyeztetik a sejt vagy a belőle fejlődő többsejtű haploid szervezet életképességét.

Ugyanez a mechanizmus áll az interspecifikus hibridek sterilitásának hátterében. Mivel az interspecifikus hibridek a sejtmagban egyesítik a hozzá tartozó szülők kromoszómáit különféle típusok, a kromoszómák általában nem tudnak konjugálni. Ez zavarokhoz vezet a kromoszómák divergenciájában a meiózis során, és végső soron a csírasejtek vagy ivarsejtek életképtelenségéhez (a probléma leküzdésének fő eszköze a poliploid kromoszómakészletek használata, mivel ebben az esetben minden kromoszóma konjugál a készletének megfelelő kromoszómával). A kromoszómák konjugációját bizonyos korlátozások a kromoszóma-átrendeződések (nagy léptékű deléciók, duplikációk, inverziók vagy transzlokációk) is megszabják.

A meiózis során nemcsak a kromoszómák száma csökken a haploid számukra, hanem egy rendkívül fontos genetikai folyamat is végbemegy - a homológ kromoszómák közötti helyek cseréje, ezt a folyamatot keresztezésnek nevezik.

A meiózisnak többféle típusa van. Egy zigótával (aszkomicetákra, basymycetákra, egyes algákra, sporozoákra stb. jellemző), amelynek életciklusában a haploid fázis dominál, két ivarsejt egyesül, kettős (diploid) kromoszómakészlettel rendelkező zigótát alkotva. Ebben a formában a diploid zigóta (nyugvó spóra) meiózisba lép, kétszer osztódik, és négy haploid sejt keletkezik, amelyek tovább szaporodnak.

A spóra típusú meiózis magasabb rendű növényekben fordul elő, amelyek sejtjei diploid kromoszómakészlettel rendelkeznek. Ilyenkor a növények szaporítószerveiben a meiózis után keletkezett haploid sejtek még többször osztódnak. A meiózis egy másik típusa, a gametikus, az ivarsejtek – az érett csírasejtek prekurzorai – érése során fordul elő. Többsejtű állatokban, egyes alacsonyabb rendű növények között található.

Gametikus meiózis esetén a szervezet fejlődése során jellemző, hogy csírasejtek klónjai szekretálódnak, amelyek ezt követően csírasejtekké differenciálódnak. És csak ezeknek a klónoknak a sejtjei mennek át meiózison az érés során és válnak csírasejtekké. Következésképpen a fejlődő többsejtű állati szervezetek összes sejtje két csoportra osztható: szomatikusra - amelyből minden szövet és szerv sejtjei képződnek, és csírasejtekre, amelyek csírasejteket eredményeznek.

A csírasejtek (gonociták) izolálása általában az embrionális fejlődés korai szakaszában történik. Így a ciklopsz rákfélékben a gonociták meghatározása már a zigóta első osztódásánál megtörténik: a két sejt közül az egyik csírasejteket hoz létre. Az ascarisban a csírasejtek vagy a "csíravonal" sejtjei (A. Weisman) 16 blasztomer stádiumban izolálódnak, Drosophilában - blasztociszta stádiumban, emberben - a primer csírasejtek (gonoblasztok) az embrionális fejlődés 3. hetében jelennek meg az embrionális szakasz sárgája zsák falában a caudalis szakaszban.

A meiózis fázisai

A meiózis 2 egymást követő felosztásból áll, amelyek között egy rövid interfázis található.

• Profázis I - az első osztály profázisa nagyon összetett, és 5 szakaszból áll:
• Leptothena vagy leptonema - a kromoszómák tömörítése, a DNS kondenzációja kromoszómák képződésével vékony szálak formájában (a kromoszómák lerövidülnek).
• Zigotén vagy zigonem - konjugáció következik be - homológ kromoszómák összekapcsolódása két összefüggő kromoszómából álló szerkezetek kialakulásával, amelyeket tetradoknak vagy bivalenseknek neveznek, és ezek további tömörítése.
• Pachytene vagy pachinema - (a leghosszabb szakasz) - helyenként a homológ kromoszómák szorosan kapcsolódnak egymáshoz, és chiasmát képeznek. Átkelés történik bennük - a homológ kromoszómák közötti helyek cseréje.
• Diploten vagy diplonema - a kromoszómák részleges dekondenzációja megtörténik, miközben a genom egy része működhet, transzkripciós folyamatok (RNS képződés), transzláció (fehérjeszintézis) következnek be; A homológ kromoszómák kapcsolatban maradnak egymással. Egyes állatokban a petesejtek kromoszómái a meiózis e szakaszában a lámpakefe kromoszómáinak jellegzetes alakját veszik fel.
• Diakinézis - a DNS újra a lehető legnagyobb mértékben kondenzálódik, a szintetikus folyamatok leállnak, a magburok feloldódik; a centriolák a pólusok felé eltérnek; A homológ kromoszómák kapcsolatban maradnak egymással.

Az I. fázis végére a centriolok a sejt pólusaira vándorolnak, orsórostok képződnek, a magmembrán és a sejtmagok elpusztulnak.

• · Metafázis I – a kétértékű kromoszómák a sejt egyenlítője mentén sorakoznak fel.
• · Anafázis I – a mikrotubulusok összehúzódnak, a bivalensek szétválnak, a kromoszómák pedig a pólusok irányába divergálnak. Fontos megjegyezni, hogy a zigoténben lévő kromoszómák konjugációja miatt két-két kromatidából álló egész kromoszómák térnek el a pólusok felé, nem pedig egyedi kromatidák, mint a mitózisban.
• · Telofázis I – a kromoszómák despiralizálódnak, és megjelenik a magmembrán.

A meiózis második osztódása közvetlenül az első után következik, kifejezett interfázis nélkül: nincs S-periódus, mivel a második osztódás előtt nem történik DNS-replikáció.

• Profázis II - a kromoszómák kondenzációja megtörténik, a sejtközpont osztódik, és osztódásának termékei a mag pólusaira térnek el, a nukleáris burok megsemmisül, osztódási orsó keletkezik, amely merőleges az első orsóra.
• A metafázis II - egyértékű kromoszómák (mindegyik két kromatidból állnak) az "egyenlítőn" (egyenlő távolságra a mag "pólusaitól") helyezkednek el, ugyanabban a síkban, és az úgynevezett metafázis lemezt alkotják.
• Anafázis II - az egyértékűek szétválnak, a kromatidák pedig a pólusok felé divergálnak.
• · Telophase II - a kromoszómák despiralizálódnak, és megjelenik a magmembrán.

Ennek eredményeként egy diploid sejtből négy haploid sejt képződik. Azokban az esetekben, amikor a meiózis a gametogenezishez kapcsolódik (például többsejtű állatokban), a meiózis első és második felosztása élesen egyenetlen a tojások fejlődése során. Ennek eredményeként egy haploid tojás és három úgynevezett redukciós test (az első és második osztódás abortív származékai) képződik.

Az állatok meiózisának különálló fázisait V. Flemming (1882), növényekben pedig E. Strasburger (1888), majd V. I. orosz tudós írta le. Beljajev. Ugyanakkor (1887) A. Weissman elméletileg alátámasztotta a meiózis szükségességét, mint a kromoszómák állandó számának fenntartásának mechanizmusát. A nyúl petesejtek meiózisának első részletes leírását Winiworth (1900) adta. A meiózis vizsgálata még mindig folyamatban van.

A meiózis biológiai jelentősége

A meiózis biológiai jelentősége az, hogy a nemi folyamatok jelenlétében állandó számú kromoszómát tartson fenn. Ezenkívül az átkelés eredményeként rekombináció következik be - az örökletes hajlamok új kombinációinak megjelenése a kromoszómákban. A meiózis kombinációs változékonyságot is biztosít - az örökletes hajlamok új kombinációinak megjelenését a további megtermékenyítés során.

A meiózis lefolyását a szervezet genotípusa szabályozza, a nemi hormonok (állatokban), a fitohormonok (növényekben) és sok más tényező (például a hőmérséklet) szabályozása alatt.

A meiózis (magasabb növényekben) a virágzás előestéjén megy végbe, és egy haploid gametofita kialakulásához vezet, amelyben később ivarsejtek képződnek.

Kétszer. Két szakaszban fordul elő (a meiózis redukciós és egyenlítő szakaszában). A meiózist nem szabad összetéveszteni a gametogenezissel – a speciális csírasejtek vagy ivarsejtek differenciálatlan őssejtekből történő képződésével.

A meiózis következtében a kromoszómák számának csökkenésével az életciklusban átmenet következik be a diploid fázisból a haploid fázisba. A ploiditás helyreállítása (átmenet haploidból diploid fázisba) a szexuális folyamat eredményeként következik be.

Tekintettel arra, hogy a homológ kromoszómák első, redukciós, szakaszos, páronkénti fúziója (konjugációja) profázisában a meiózis helyes lefolyása csak diploid sejtekben, vagy akár poliploid sejtekben (tetra-, hexaploid stb.) lehetséges. Páratlan poliploidokban (tri-, pentaploid stb. sejtek) is előfordulhat meiózis, de bennük, mivel az I. profázisban nem tudják biztosítani a kromoszómák páronkénti fúzióját, kromoszóma-divergencia lép fel olyan zavarokkal, amelyek veszélyeztetik a sejt vagy a belőle fejlődő többsejtű haploid szervezet életképességét.

Ugyanez a mechanizmus áll az interspecifikus hibridek sterilitásának hátterében. Mivel az interspecifikus hibridek a különböző fajokhoz tartozó szülők kromoszómáit egyesítik a sejtmagban, a kromoszómák általában nem tudnak konjugálni. Ez zavarokhoz vezet a kromoszómák divergenciájában a meiózis során, és végső soron a csírasejtek vagy ivarsejtek életképtelenségéhez (a probléma leküzdésének fő eszköze a poliploid kromoszómakészletek használata, mivel ebben az esetben minden kromoszóma konjugál a készletének megfelelő kromoszómával). A kromoszóma-átrendeződések (nagy léptékű deléciók, duplikációk, inverziók vagy transzlokációk) szintén bizonyos korlátozásokat támasztanak a kromoszómakonjugációval kapcsolatban.

Enciklopédiai YouTube

• 1 / 5

  A meiózis 2 egymást követő felosztásból áll, amelyek között egy rövid interfázis található.

  • I. próféta- az első felosztás profázisa nagyon összetett, és 5 szakaszból áll:
  • Leptotena, vagy leptonema- kromoszómák pakolódása, DNS kondenzációja kromoszómák képződésével vékony szálak formájában (a kromoszómák lerövidülnek).
  • Zygoten, vagy zygonema- konjugáció következik be - homológ kromoszómák összekapcsolódása két összefüggő kromoszómából álló struktúrák, úgynevezett tetradok vagy bivalensek kialakulásával és azok további tömörödésével.
  • Pachytene, vagy pachinema- (a leghosszabb szakasz) - helyenként a homológ kromoszómák szorosan kapcsolódnak egymáshoz, és chiasmatákat képeznek. Átkelés történik bennük - a homológ kromoszómák közötti helyek cseréje.
  • Diploten, vagy diploméma- megtörténik a kromoszómák részleges dekondenzációja, miközben a genom egy része működhet, transzkripciós (RNS-képződés), transzlációs (fehérjeszintézis) folyamatok következnek be; A homológ kromoszómák kapcsolatban maradnak egymással. Egyes állatokban a petesejtek kromoszómái a meiotikus profázis ezen szakaszában jellegzetes lámpakefe kromoszómák alakját veszik fel.
  • diakinézis- a DNS ismét a lehető legnagyobb mértékben kondenzálódik, a szintetikus folyamatok leállnak, a magburok feloldódik; a centriolák a pólusok felé eltérnek; A homológ kromoszómák kapcsolatban maradnak egymással.

  Az I. fázis végére a centriolok a sejt pólusaira vándorolnak, orsórostok képződnek, a magmembrán és a sejtmagok elpusztulnak.

  • Metafázis I- a kétértékű kromoszómák a sejt egyenlítője mentén sorakoznak fel.
  • Anafázis I- a mikrotubulusok összehúzódnak, a bivalensek szétválnak, a kromoszómák pedig a pólusok irányába divergálnak. Fontos megjegyezni, hogy a zigoténben lévő kromoszómák konjugációja miatt két-két kromatidából álló egész kromoszómák térnek el a pólusok felé, nem pedig egyedi kromatidák, mint a mitózisban.
  • Telofázis I

  A meiózis második osztódása közvetlenül az első után következik, kifejezett interfázis nélkül: nincs S-periódus, mivel a második osztódás előtt nem történik DNS-replikáció.

  • Profázis II- kromoszómák kondenzációja következik be, a sejtközpont osztódik és osztódásának termékei a mag pólusaira térnek el, a magburok megsemmisül, osztódási orsó keletkezik, amely merőleges az első orsóra.
  • Metafázis II- az egyértékű kromoszómák (mindegyik két kromatidából állnak) az "egyenlítőn" (a mag "pólusaitól" egyenlő távolságra) helyezkednek el, ugyanabban a síkban, és az úgynevezett metafázis lemezt alkotják.
  • Anafázis II- az egyértékűek osztódnak, a kromatidák pedig a pólusok felé divergálnak.
  • Telofázis II A kromoszómák despiralizálódnak, és megjelenik a magmembrán.

  Ennek eredményeként egy diploid sejtből négy haploid sejt képződik. Azokban az esetekben, amikor a meiózis a gametogenezishez kapcsolódik (például többsejtű állatoknál), a fejlődés során