Мейоз происходит при размножении вируса гриппа

Половые клетки животных формируются в результате особого типа деления, при котором число хромосом во вновь образующихся клетках в два раза меньше, чем в исходной материнской клетке. Таким образом, из диплоидной клетки образуются гаплоидные клетки. Это необходимо для того, чтобы сохранить постоянный набор хромосом организмов при половом размножении.

Мейоз (от греч. meiosis — уменьшение) — редукционное деление, при котором хромосомный набор клетки уменьшается вдвое.

Для мейоза характерны те же стадии, что и для митоза, но процесс состоит из двух последовательных делений — I деление и II деление мейоза.

В результате образуются не две, а четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Как и митозу, мейозу предшествует интерфаза, продолжительность которой зависит от вида организма и бывает различной. Перед делением происходит синтез белка и редупликация ДНК. Клетка увеличивается в размерах за счет удвоения количества органоидов. Каждая хромосома в конце интерфазы состоит из двух молекул ДНК, которые образуют две сестринские хроматиды, сцепленные центромерой, поэтому хромосомный набор клетки сохраняется диплоидным. Таким образом, перед началом деления набор хромосом и ДНК соответственно составляет 2n4c.

Профаза I. Профаза первого деления мейоза значительно длиннее, чем в митозе, кроме того, она сложнее. Ее подразделяют на пять стадий.

Лептотена. Хромосомы спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая состоит из двух сестринских хроматид, но они тесно сближены и создают впечатление одной тонкой нити. Отдельные участки хромосом интенсивно окрашены за счет более сильной спирализации и называются хромомерами. Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга — конъюгируют. В результате образуются биваленты — двойные хромосомы.

Зиготена. На этой стадии происходит тесное сближение и соединение гомологичных хромосом — конъюгация. Они накладываются друг на друга, причем однотипные участки с одинаковыми генами четко соприкасаются друг с другом. Пары соединенных (конъюгированных) гомологичных хромосом образуют биваленты (от лат. би — двойной). Каждая гомологичная хромосома состоит из двух сестринских хроматид, значит, биваленты фактически состоят из четырех хроматид и представляют собой тетрады (от лат. тетра — четыре).

Пахитена. Это достаточно длительная стадия, так как именно в этот период между конъюгированными хромосомами может происходить обмен отдельными участками — кроссинговер (рис. 9). Между несестринскими хроматидами двух гомологичных хромосом начинается обмен некоторыми генами, что приводит к рекомбинации генов в хромосомах. Биваленты продолжают укорачиваться и утолщаться.

Рис. 9. Кроссинговер. Последовательность процесса: А — репликация ДНК и удвоение хромосом; Б — конъюгация; В — кроссинговер

Диплотена. На этой стадии гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга. Конъюгация заканчивается, однако хромосомы еще связаны друг с другом в точках, в которых происходил кроссинговер. В таком состоянии они могут находиться довольно долго.

Диакинез. Гомологичные хромосомы продолжают отталкиваться друг от друга и остаются соединенными только в некоторых точках. Они приобретают определенную форму и теперь хорошо заметны. Каждый бивалент состоит из четырех хроматид, сцепленных попарно центромерами. Ядерная мембрана постепенно исчезает, центриоли расходятся к полюсам клетки, и образуются нити веретена деления. Профаза I занимает 90 % от всего времени мейоза (рис. 10).

Рис. 10. Мейоз: А — профаза I; Б — метафаза I; В — анафаза I; Г — телофаза I; Д — профаза II; Е — метафаза II; Ж — анафаза II; 3 — телофаза II

Метафаза I. Гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов выстраиваются в экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора. Образуется метафазная пластинка. Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.

Анафаза I. Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки. Это основное отличие мейоза от митоза. Таким образом, у каждого полюса оказывается только одна хромосома из пары, т. е. происходит уменьшение числа хромосом вдвое — редукция. Первое деление мейоза называется редукционным.

Телофаза /. Первое деление мейоза завершается цитокинезом — делится все остальное содержимое клетки. В цитоплазме образуется перетяжка и возникают две клетки с гаплоидным набором хромосом. Формируется ядерная оболочка и ядро. Хромосомы состоят из двух хроматид, но теперь они не идентичны друг другу вследствие кроссинговера. Число хромосом в каждой клетке равно соответственно n, а ДНК — 2c.

Образование двух клеток может происходить не всегда. Иногда телофаза завершается только формированием двух гаплоидных ядер.

Мейоз II. Перед вторым делением мейоза интерфаза очень короткая (у животных), но может и вообще отсутствовать (у растений). В интерфазе II репликации ДНК не происходит, число хромосом и ДНК сохраняются неизменными. Обе клетки или ядра после непродолжительного перерыва одновременно приступают ко второму делению мейоза.

Мейоз II полностью идентичен митозу и протекает в двух клетках (ядрах) синхронно. Здесь происходят два главных события: расхождение сестринских хроматид и образование гаплоидных клеток.

Профаза II. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. Хромосомы спирализуются, укорачиваются и утолщаются. Фаза значительно короче профазы I. При отсутствии интерфазы II иногда профаза II также может практически отсутствовать.

Метафаза II. Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Нити веретена деления соединены с центромерами. Веретено деления в мейозе II перпендикулярно веретену первого деления.

Анафаза II. Центромеры делятся. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды, которые теперь становятся хромосомами. У каждого полюса образуется гаплоидный набор хромосом, где каждая хромосома состоит теперь из одной молекулы ДНК.

Телофаза II. Хромосомы деспирализуются, становятся плохо различимыми. Нити веретена деления исчезают. Формируется ядерная мембрана. Далее происходит цитокинез, как и в митозе. Образуются 4 гаплоидных ядра или 4 гаплоидные клетки. Число хромосом и ДНК в каждой клетке равно соответственно n и c.

Биологический смысл мейоза заключается в образовании гаплоидных клеток, которые в результате полового размножения сливаются, и вновь восстанавливается диплоидный набор. Этот процесс обеспечивает постоянный набор хромосом у вновь образующихся организмов.

Поведение хромосом в мейозе

Мейоз обеспечивает появление разнообразных по качеству генетической информации гамет. Это связано с особым поведением хромосом в мейозе (рис. 11).

Рис. 11. Поведение хромосом в мейозе: А — распределение гомологичных хромосом; Б — независимое распределение негомологичных хромосом; В — кроссинговер и нарушение сцепления генов

В мейозе гомологичные хромосомы всегда попадают в разные гаметы. Так как гомологичные хромосомы могут нести разные по качеству признаки, следовательно, гаметы не идентичны по генному набору.

Негомологичные хромосомы расходятся в гаметы произвольно, независимо друг от друга. Это связано со случайным расположением бивалентов в мейозе I и их независимым расхождением в анафазе I. Следовательно, отцовские и материнские хромосомы распределяются в гаметах случайным образом. Этот процесс называется независимым распределением, что увеличивает число типов гамет и является основой для генетического разнообразия организмов.

Число типов гамет у диплоидных организмов можно определить по формуле:

где N — число типов гамет, n — число пар хромосом организма.

Например, у дрозофилы кариотип равен 8, число пар хромосом — 4.

У человека кариотип составляет 46 хромосом, т. е. 23 пары.

N= 2 23 = 8 388 608

Конъюгация и кроссинговер способствуют рекомбинации генов, изменяется сочетание генов в хромосоме, что увеличивает разнообразие гамет и сочетание признаков в организме.

Мейоз в жизненном цикле организмов

Мейоз в жизненном цикле организма от одного полового размножения до другого происходит один раз. У многоклеточных животных и высших растений диплоидная фаза длительная и сложная. Она соответствует взрослому организму. Фаза гаплоидных клеток непродолжительна и проста. Это чаще всего половые клетки или группа клеток, в которых они образуются. Однако у некоторых организмов гаплоидная фаза соответствует взрослому состоянию, а диплоидной является лишь оплодотворенная яйцеклетка — зигота (рис. 12).

Рис. 12. Схема жизненных циклов организмов: А — жизненный цикл низших растений водорослей, грибов; мейоз происходит сразу после образования зиготы, взрослое поколение гаплоидное; Б — жизненный цикл животных; В — жизненный цикл высших растений, чередование гаплоидного и диплоидного поколения

У животных мейоз происходит при образовании гамет. Гаплоидными являются только гаметы. После оплодотворения диплоидный набор хромосом восстанавливается, поэтому зигота и взрослый организм диплоидные.

У высших растений мейоз происходит при образовании спор, из которых потом развивается гаплоидный организм — гаметофит. Он может представлять собой взрослый организм (у мхов) или только несколько клеток на основном растении — спорофите. В обоих случаях на нем в процессе митоза образуются гаметы, а после оплодотворении — диплоидная зигота. Она дает начало спорофиту.

У некоторых низших растений, одноклеточных животных, грибов мейоз происходит сразу же после образования зиготы. Взрослый организм существует только в гаплоидной форме.

Вопросы для самоконтроля

1. Какой тип деления клетки лежит в основе полового размножения?

2. Какие клетки образуются в результате мейотического деления?

3. Охарактеризуйте фазы мейоза.

4. Объясните биологический смысл мейоза.

5. Почему редукционное деление имеет место только при половом размножении?

6. В чем основное отличие мейоза от митоза? Сравните деление мейоза I, мейоза II и митоза. В чем их сходство и отличие?

7. Как распределяются гомологичные и негомологичные хромосомы в мейозе?

8. Объясните, почему при мейозе происходит образование значительного числа типов гамет.

9. Определите, сколько и какие типы гамет образуются из клетки с набором хромосом AaBbCc.

10. Как циклы развития организмов связаны с мейозом?

Определение мейоза

Мейоз – это особый вид деление клеток, при котором число хромосом в дочерних клетках становится гаплоидным.

При мейозе из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные. Мейоз происходит при образовании половых клеток – гамет (у животных) – или при образовании гаплоидных спор у растений.

Можно выделить три основных отличия мейоза от митоза:

1. Генетический материал удваивается только один раз, но происходит два деления, приводящие к образованию четырех ядер.
2. Каждое из четырех ядер гаплоидно (содержат половину набора хромосом материнской клетки).
3. Гаплоидные ядра содержат новые комбинации генетического материала.

Поведение хромосом в мейозе имеют глубокие генетические и эволюционные последствия. Благодаря мейозу, популяции диплоидных организмов неоднородны. Особи отличаются друг от друга по многим признакам, и это придает популяции большую устойчивость и приспособленность.

Профаза первого мейотического деления состоит из пяти стадий и включает: лептотену, зиготену, плахитену, диплотену и диакинез.

Лептотена – это стадия тонких нитей (рис. 1). Происходит конденсация хромосом, которые становятся видны в световой микроскоп.

Рис. 1. Профаза 1. Стадия лептотены

Зиготена – стадия сливающихся нитей (рис. 2). Происходит конъюгация гомологичных хромосом.

Рис. 2. Профаза 1.Стадия зиготены

Пахитена – стадия толстых нитей (рис. 3). Хромосомы спирализуются, и хорошо видна их продольная неоднородность. Завершается кроссинговер, в результате которого хромосомы обмениваются участками хроматид.

Рис. 3. Профаза 1.Стадия пахитены

Диплотена – стадия двойных нитей (рис. 4). Продолжается конденсация хромосом, но при этом начинается процесс расхождения гомологичных хромосом, которые удерживаются в точках обмена участками, возникшими при кроссинговере, они получили название хиазм.

Рис. 4. Профаза 1.Стадия диплотены

Диакинез – стадия расхождения бивалентов (рис. 5). Исчезают ядрышки, отдельные биваленты располагаются на периферии ядра, и затем наступают все процессы, которые так характерны для этой фазы.

Рис. 5. Профаза 1.Стадия диакинеза

Хромосомные болезни – синдромы, развитие которых обусловлено изменениями числа и структуры хромосом. Частота появления хромосомных болезней у новорожденных составляет 1%. Грубые аномалии, связанные с изменением числа хромосом, как правило, приводят к спонтанным выкидышам или же к мертворождению.

Выделяют группы хромосомных болезней связанных с изменениями половых хромосом и не половых хромосом или аутосом. К первым относятся два синдрома, а именно синдром Шерешевского-Тернера и синдром Клайнфельтера.

Лица, страдающие болезнью Шерешевского-Тернера, имеют кариотип XO, то есть они содержат всего 45 хромосом и имеют женский фенотип. Впервые женщина с таким синдромом была описана Шерешевским в 1925 году. А в 1938 году Тернер опубликовал работу, в которой было описано уже 7 женщин с подобным синдромом.

Что характерно для данного синдрома? Во-первых, недостаточное половое развитие: неразвитые женские половые органы и бесплодие. Все женщины с данным заболеванием – низкого роста, особым фенотипическим признаком является присутствие крыловидной складки на достаточно короткой шее. При этом люди с синдромом Шерешевского-Тернера обладают очень дружелюбным характером, очень усидчивы и прилежны (рис. 6).

Рис. 6. Ребенок с синдромом Шерешевского-Тернера (кариотип ХО)

Если говорить об их умственном развитии, то считалось, что женщины, страдающие от такой болезни, отстают в умственном развитии. Но, когда провели ряд исследований, оказалось, что из 120 исследованных женщин 2 имели университетское образование, десять закончили школу, 93 женщины закончили начальную школу, а остальные 15 действительно посещали школы для умственно отсталых детей.

Лица, страдающие синдромом Клайнфельтера, имеют кариотип XXY, то есть они содержат 47 хромосом, и мужской фенотип. Впервые это синдром был описан в 1942 году Клайнфельтером, при этом он указал типичные признаки этого синдрома:

1. Увеличение у мужчин молочных желез.
2. Недостаточное развитие наружных половых органов, бесплодие.
3. Высокий рост (за счет длины ног).

Кроме этого мальчики с синдромом Клайнфельтера плохо спят, быстро утомляются и если говорить о психологической картине, то они считают себя довольно несчастливыми людьми и периодически у них возникают вспышки агрессии. Для лечения этого синдрома ученые используют гормональную терапию.

Значение мейоза

1. Сохранение постоянства числа хромосом при половом размножении. У организмов, размножающихся половым путем, при мейозе из одной материнской диплоидной клетки образуются четыре дочерние клетки, каждая из которых содержит половину из числа хромосом по сравнению с материнской.

При оплодотворении ядра этих половых клеток (гамет) сливаются, образуя зиготу, в которой содержится постоянное для каждого вида число хромосом. Это число соответствует диплоидному состоянию.

Например, новый человеческий организм возникает в момент оплодотворения, то есть при слиянии яйцеклетки матери, содержащей 23 хромосомы, и сперматозоида отца, который также содержит 23 хромосомы (рис. 7).

Рис. 7. Процесс оплодотворения

А – яйцеклетка (содержит 23 хромосомы), Б – сперматозоид (содержит 23 хромосомы), В – слияние яйцеклетки и сперматозоида, Г – зигота (содержит 23+23=46 хромосом)

В момент оплодотворения при слиянии гаплоидных гамет в зиготе – первой клетке будущего организма – восстанавливается свойственный клеткам человеческого тела диплоидный набор хромосом.

Если бы не было мейоза, слияние гамет приводило бы к удвоению числа хромосом в каждом новом поколении (рис. 8).

Рис. 8. Что произошло бы, если бы мейоза не было, и гаметы были диплоидными?

2. Генетическая изменчивость. Мейоз создает возможности для возникновения в гаметах новых комбинаций генетического материала (рис. 9).

Рис. 9. Признаки, возникшие вследствие комбинации генетического материала: голубые глаза на фоне темной кожи и волос (слева), светлокожий ребенок у темнокожих родителей (справа)

Это ведет к изменениям, как в генотипе, так и в фенотипе потомства, получаемого при слиянии гамет.

Мейоз представляет собой два последующих (одно за другим) деления ядра. Как и митозу, так и мейозу предшествует интерфаза (основная фаза жизненного цикла клетки), однако репликация (удвоение) ДНК происходит только в интерфазе I. В этой же интерфазе накапливаются вещества, необходимые для обоих делений мейоза.

Интерфаза II присутствует у животных, но отсутствует у многих растений.

Перед первым мейотическим делением каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой (рис. 10).

Рис. 10. Строение хромосомы в профазе

Фазы мейоза

Перечислим фазы первого (редукционного) деления мейоза: профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I (рис. 11).

Рис. 11. Фазы редукционного этапа мейоза

Профаза I – самая продолжительная фаза, которая состоит из пяти стадий. В профазе I происходит конъюгация, то есть каждая хромосома находит себе гомологичную, сближается с ней, и образуется бивалент (рис. 12).

Рис. 12. Конъюгация (перекрест) хромосом в профазе 1 мейоза

1 – гомологичные хромосомы; 2 – перекрест хромосом, образование бивалента (точки соединения хромосом – хиазмы); 3 – гомологичные хромосомы после обмена участками

Хромосомы соединены между собой в точках, эти точки называются хиазмами. Во время контакта между отцовской и материнской хромосомами происходит обмен идентичными участками хромосом.

Это явление получило названия кроссинговера. В результате кроссинговера могут возникнуть новые комбинации генетического материала. К концу профазы ядерная оболочка разрушается, центриоли, если они имеются, расходятся к разным полюсам клетки и начинается образование нитей веретена деления (рис. 13).

Рис. 13. Клетка при переходе от профазы к метафазе

Метафаза I – биваленты, или гомологичные хромосомы, выстраиваются в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам гомологичных хромосом (рис. 14).

Рис. 14. Метафаза 1 мейоза. Образование веретена деления и метафазной пластинки

Анафаза I – начинается с расхождения гомологичных хромосом к разным полюсам клетки (в отличие от митоза).

В анафазе митоза центромеры делятся и к разным полюсам клетки отходят идентичные хроматиды (рис. 15).

Рис. 15. Анафаза 1 мейоза. Расхождение гомологичных хромосом к полюсам клетки. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. В результате кроссинговера (обмена участками в профазе 1) хроматиды отличаются друг о друга.

В анафазе I мейоза центромеры не делятся, хроматиды остаются вместе, а к разным полюсам клетки отходят гомологичные хромосомы, то есть в анафазе разъединяются биваленты.

У человека при образовании половых клеток (гамет) 23 хромосомы отходят к одному полюсу, а 23 к другому полюсу. Однако из-за обмена фрагментами в результате кроссинговера их хроматиды не идентичны, как это было в начале мейоза (рис. 15).

В телофазе 1 происходит образование двух дочерних клеток. У животных и у некоторых растений хромосомы деспирализуются, и вокруг них образуется ядерная оболочка, наступает цитокинез.

У большинства растений не наблюдается ни телофазы I, ни интерфазы I, а клетка из анафазы I переходит в профазу II.

Так, в результате первого деления мейоза образуются 2 гаплоидные клетки, каждая из которых продолжает свое деление (рис. 16).

Рис. 16. Схема распределения родительских хромосом в результате двух делений мейоза

Второе деление (эквационное) представляет, фактически, обычный митоз и включает в себя соответственные стадии: профазу II, метафазу II, анафазу II и телофазу II (рис. 17).

Рис. 17. Фазы второго деления мейоза

Во время профазы II происходит разрушение ядерной оболочки и начинается формирование нитей веретена деления (рис. 18).

Рис. 18. Профаза II мейоза, происходящая в двух дочерних клетках

Метафаза II. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости, образуется метафазная пластинка. Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом (рис. 19).

Рис. 19. Метафаза II мейоза, происходящая в двух дочерних клетках. Формируется веретено деления и метафазная пластинка.

Анафаза II. Центромеры каждой из хромосом делятся, и хроматиды расходятся к противоположным полюсам (рис. 20).

Рис. 20. Анафаза II мейоза, происходящая в двух дочерних клетках. Дочерние хроматиды расходятся к полюсам клеток.

Телофаза II. Хромосомы деспирализуются, растягиваются и становятся плохо различимыми (рис. 21). Вокруг каждого ядра, которые теперь содержат гаплоидный набор хромосом, вновь образуется ядерная оболочка. В результате последующего деления цитоплазмы, из одной родительской клетки получаются четыре дочерние, гаплоидные клетки (рис. 21).

Рис. 21.Телофаза II мейоза. Образование четырех гаплоидных клеток

Мейоз необходим не только для сохранения постоянства числа хромосом при половом размножении, но и для увеличения генетического разнообразия половых клеток, поскольку в результате кроссинговера образуются комбинированные хромосомы, несущие гены отца и матери. Таким образом, мейоз лежит в основе комбинативной изменчивости.

Список литературы

1. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10–11 класс. – М.: Дрофа, 2005. По ссылке скачать учебник: (Источник).
2. Д.К. Беляев. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с. (Источник).
3. В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – М.: Дрофа, 2010. – 388 с. (Источник).
4. В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е издание, дополненное. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с. (Источник).
5. И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина, П.В. Ижевский. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 2-е издание, переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 с. (Источник).

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Вирусы— это неклеточные формы жизни, различимые только под электронным микроскопом. Это внутриклеточные паразиты. За пределами клетки они не проявляют своих свойств и имеют кристаллическую форму.

Наиболее просто организованные вирусы представляют собой нуклеопротеид, состоящий из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Сложные вирусы могут иметь дополнительную оболочку из липопротеина. Некоторые вирусы (бактериофаги) имеют аппарат транспортировки своего генома в бактерии, после проникновения в клетку капсид остается за пределами клетки. Тело бактериофага имеет сложное строение, оно содержит головку, хвостик (трубку, через которую геном проталкивается в клетку) и хвостовые отростки.

В клетку вирусы могут попасть вместе с пиноцитозными пузырьками или путем погружения части оболочки клетки с приклеившимся к ней вирусом в цитоплазму, а также путем растворения оболочки клетки.

Вирусы вносят в клетку свою генетическую информацию, и клетка начинает производить подобные вирусы.

Внутри клетки начинает синтезироваться ДНКили РНКвируса и образуется множество вирусов. В результате клетка гибнет, и вирусы выходят наружу, заражая новые клетки. Встроенный в геном клетки геном вируса может существовать в таком виде долгое время.

Вирусы вызываюттабачную мозаику у растений, оспу, грипп, полиомиелит, гепатит, СПИДу человека. Наибольшую опасность в наше время представляет вирус СПИДа. Он попадает в организм человека при переливании крови, при половых контактах. Этот вирус поражает клетки организма, отвечающие за иммунитет. В результате человек оказывается беззащитным перед инфекционными болезнями и быстро погибает.

Вирусы, благодаря мутированию и способности быстро размножаться внутри клеток, становятся устойчивыми к действию лекарств, и это обстоятельство затрудняет лечение таких вирусных заболеваний, как грипп, гепатит и др.

Деление клеток - основа размножения и роста организмов

Деление клеток- процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов. Основную роль в делении клеток играет ядро. На окрашенных препаратах клеткисодержимое ядра в состоянии покоя представлено хроматином, который различим в виде тонких тяжей (фибрилл), мелких гранул и глыбок. Основу хроматина составляют нуклеопротеины - длинные нитевидные молекулы ДНК(хроматиды), соединенные со специфическими белками-гистонами. В процессе деления ядра нуклеопротеины спирализуются, укорачиваются и становятся видны а световой микроскоп в виде компактных палочковидных хромосом. У каждой хромосомы есть первичная перетяжка (утонченный неспирализованный участок) - центромера, которая делит хромосому на два плеча.

Митоз- это непрямое деление клеток, широко распространенное в природе. Благодаря митозу обеспечивается равномерное распределение генетического материала между двумя дочерними клетками. Митозсостоит из четырех последовательных фаз. Период жизни клетки между двумя ми-готическими делениями называется интерфазой. Она в десятки раз продолжительнее митоза. В эту фазу происходит синтез молекулАТФ и белков, удвоение ДНК, удваиваются некоторые органоиды клетки.

В профазе начинается спирализация ДНК. Утолщенные и укороченные нити ДНКсостоят из двух хроматид, К концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, формируется веретено деления.

В метафазе происходит окончательная спирализация хромосом, их центромеры располагаются по экватору, прикрепляясь к нитям веретена деления.

В анафазе центромеры делятся, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам клетки. В телофазе хромосомы раскручиваются, вокруг них образуются ядерные мембраны. В центре материнской клеткиобразуется перетяжка, происходит деление цитоплазмы. Так из одной материнской клеткиобразуются две дочерние. Значение митоза: обеспечивает точную передачу наследственной информации каждой из дочерних клеток.

Мейоз

Мейоз- особый вид деления клеток, в результате которого образуются гаметы - половые клеткис гаплоидным набором хромосом. Мейозпредставляет собой два последовательных деления в процессе гаметогенеза. Оба деления мейоза включают те же фазы, что и митоз:

Перед первым делением клетки в интерфазе происходит удвоение ДНК.

Первое мейотическое деление:

В профазе начинается спирализация хромосом. Затем хромосомы каждой гомологичной пары соединяются друг с другом по всей длине и переплетаются. Этот процесс называется конъюгацией.

Во время конъюгации происходит обмен участками генов гомологичных хромосом (кроссинговер). После конъюгации гомологичные хромосомы отталкиваются друг от друга, но сохраняют связи в местах кроссинговера.

В метафазе первого деления хромосомы гомологичных пар располагаются в плоскости экватора. В анафазе к полюсам клеткирасходятся целые хромосомы, каждая из которых содержит две хроматиды. В дочерние клеткипопадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом. Второе мейотическое деление: Ему не предшествует синтез ДНК, т. к. интерфазы практически нет. После короткой профазы в метафазе второго деления к хромосомам, состоящим из двух хроматид, прикрепляются нити веретена деления. В анафазе к полюсам клеткирасходятся хроматиды и в каждой дочерней клеткеоказывается по одной дочерней хромосоме. Таким образом, в половых клеткахколичество хромосом уменьшается вдвое.

Биологическое значение мейоза заключается в уменьшении числа хромосом вдвое и образовании гаплоидных гамет. Слияние гаплоидных клеток при оплодотворении восстанавливает в зиготе диплоидный набор хромосом. Перекомбинация генов, осуществляемая в мейозе, приводит к внутривидовой изменчивости.