Сутність, механізм та біологічне значення мейозу

Мейоз - це особливий спосіб поділу клітин, в результаті якого відбувається редукція (зменшення) числа хромосом удвічі. Вперше він був описаний В. Флеммінгом в 1882 р у тварин і Е. Сграсбургером в 1888 р у рослин. За допомогою мейозу утворюються спори і статеві клітини - гамети. В результаті редукції хромосомного набору в кожну гаплоїдний суперечками і гамет потрапляє по одній хромосомі з кожної пари хромосом, що є в даній диплоидной клітці. В ході подальшого процесу запліднення (злиття гамет) організм нового покоління отримає знову диплоїдний набір хромосом, тобто каріотип організмів даного виду в низці поколінь залишається постійним. Таким чином, найважливіше значення мейозу полягає в забезпеченні сталості каріотипу в ряду поколінь організмів даного виду при статевому розмноженні.

Мейоз включає два швидко йдуть одне за одним поділу. Перед початком мейозу кожна хромосома реплікується (подвоюється в S-періоді інтерфази). Протягом деякого часу дві її утворилися копії залишаються пов'язаними один з одним центромерой. Отже, в кожному ядрі, в якому починається мейоз, міститься еквівалент чотирьох наборів гомологічниххромосом (4 с).

Друге поділ мейозу слід практично відразу за першим, і синтез ДНК в проміжку між ними не відбувається (т. Е. По суті справи, між першим і другим поділом відсутня интерфаза).

Біологічне значення кросинговеру надзвичайно велике, оскільки генетична рекомбінація дозволяє створювати нові, раніше не існували комбінації генів і підвищує виживаність організмів в процесі еволюції.

У метафазі I завершується формування веретена поділу. Його нитки прикріплюються до кінетохор хромосом, об'єднаних в біваленти. В результаті нитки, пов'язані з кінетохор гомологічниххромосом, встановлюють біваленти в площині екватора веретена поділу.

У анафазе I гомологічні хромосоми відділяються одна від одної і розходяться до полюсів клітини. При цьому до кожного полюсу відходить гаплоїдний набір хромосом (кожна хромосома складається з двох хроматид).

У телофазе I біля полюсів веретена збирається одиночний, гаплоїдний набір хромосом, в якому кожен вид хромосом представлений вже не парою, а однією хромосомою, що складається з двох хроматид. У короткій за тривалістю телофазе I відновлюється ядерна оболонка, після чого материнська клітина ділиться на дві дочірні.

Таким чином, освіта бівалентов при кон'югації гомологічних хромосом в профазі I мейозу створює умови для подальшої редукції числа хромосом. Формування гаплоидного набору в гаметах забезпечується розбіжністю в анафазе I НЕ хроматид, як в мітозі, а гомологічниххромосом, які раніше були об'єднані в біваленти.

Слідом за телофаза I поділу слід коротка интерфаза, в якій ДНК не синтезується, і клітини приступають до чергового ділення, яке схоже з звичайним митозом. Профаза II нетривала. Ядерця і ядерна оболонка руйнуються, а хромосоми коротшають і товщають. Центриоли, якщо вони присутні, переміщаються до протилежних полюсів клітини, з'являються нитки веретена поділу. У метафазі II хромосоми вишиковуються в екваторіальній площині. У анафазе II в результаті руху ниток веретена поділу здійснюється поділ хромосом на хроматиди, так як відбувається руйнування їх зв'язків в області центромер. Кожна хроматида стає самостійною хромосомою. За допомогою ниток веретена поділу хромосоми розтягуються до полюсів клітини. Телофаза II характеризується зникненням ниток веретена поділу, відокремленням ядер і цітокінезом, що завершується утворенням з двох гаплоїдних клітин чотирьох гаплоїдних клітин. В цілому, після мейозу (I і II) з однієї диплоїдної клітини утворюються 4 клітини з гаплоїдний набором хромосом.

Редукційний розподіл є, по суті, механізмом, що перешкоджає безперервного збільшення числа хромосом при злитті гамет, без нього при статевому розмноженні число хромосом подвоювалося б в кожному новому поколінні. Іншими словами, завдяки мейозу підтримується певний і постійне число хромосом у всіх поколіннях будь-якого виду рослин, тварин і грибів. Інша важлива значення мейозу полягає в забезпеченні надзвичайного різноманітності генетичного складу гамет як в результаті кросинговеру, так і в результаті різного поєднання батьківських і материнських хромосом при їх незалежному розбіжності в анафазе I мейозу, що забезпечує появу різноманітного і різноякісних потомства при статевому розмноженні організмів.