Мейоз

Мейоз - способ деление эукариотических клеток, при котором из одной диплоидной формируется 4 гаплоидные. В результате мейоза число хромосом уменьшается в 2 раза. поэтому его еще называют редукционным делением (правильнее редукционным называть только первое деление мейоза, а второе - эквационное).  Мейозом образуются половые клетки животных и споры высших растений (из которых развиваются гаметофиты - половое поколение, образующее гаметы путем митоза).
При мейозе происходит два быстро следующих друг за другом деления, каждое из которых состоит из 4 уже известных нам  фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы; между двумя делениями может быть короткая интерфаза, но никогда не происходит репликации ДНК.

Ход мейоза.

Перед началом мейоза (как и перед началом митоза) происходит удвоение наследственной информации клетки, т.е. ДНК реплицируется, и хромосомный набор имеет формулу 2n4с.
первое деление мейоза - редукционное.

Профаза 1. 2n4c . Самая длительная фаза мейоза. Ее часто делят на пять стадий (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез). Хромосомы укорачиваются и становятся видимыми как обособленные структуры. Гомологичные хромосомы, происходящие из ядер материнской и отцовской гамет, приближаются одна к другой и конъюгируют. Они одинаковой длины, их центромеры занимают одинаковое положение, и они обычно содержат одинаковое число генов, расположенных в одной и той же линейной последовательности. Пары конъюгирующих гомологичных хромосом называют бивалентами. Биваленты укорачиваются и утолщаются, становятся ясно видны. 

Гомологичные хромосомы, составляющие бивалент, частично разделяются, становится видно, что каждая состоит из двух хроматид. Хромосомы остаются соединенными в нескольких точках – хиазмах. В каждой хиазме происходит обмен участками хроматид в результате разрывов и соединений, в которых участвуют две из имеющихся в хиазме четырех нитей. В результате гены из одной хромосомы оказываются  связанными с генами другой хромосомы, что приводит к новым генным комбинациям в образующихся хроматидах. Этот процесс называется кроссинговер. После кроссинговера гомологичные хромосомы не расходятся, а остаются прочно связанными.  В клетке центриоли мигрируют к полюсам, ядрышки и ядерная мембрана разрушаются, образуются нити веретена деления. 
Профазу1 специалисты разделяют на несколько этапов:

Метафаза 1. 2n4c. Биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку. Их центромеры ведут себя как единые структуры и организуют прикрепленные к ним нити веретена деления. В результате тянущего усилия каждый бивалент оказывается на экваторе, а обе его центромеры равноудалены от экватора (снизу и сверху). 

Анафаза 1. 1n2c * 2 (к каждому полюсу клетки!) Имеющиеся у каждого бивалента две центромеры еще не делятся, но сестринские хроматиды уже не примыкают одна к другой. Нити веретена тянут центромеры, каждая из которых связана с двумя хроматидами, к противоположным полюсам веретена. В результате хромосомы разделяются на два гаплоидных набора, попадающих в дочерние клетки. Гомологичные хромосомы каждой пары расходятся к полюсам независимо от хромосом другой пары.

Телофаза 1. 1n2c в каждой образующейся клетке. Расхождение гомологичных центромер и связанных с ними хроматид к противоположным полюсам означает завершение первого деления мейоза. Число хромосом в одном наборе стало вдвое меньше, но находящиеся на каждом полюсе хромосомы состоят из двух хроматид. Вследствие кроссинговера эти хроматиды генетически неидентичны. Веретена и их нити обычно исчезают. Иногда после этой фазы хромосомы деспирализуются и возникает ядерная оболочка. Затем происходит деление цитоплазмы. Иногда практически не наблюдается этой фазы, и клетка переходит от анафазы1 к профазе2.
    

Второе деление мейоза - эквационное. 

Интерфаза 2.1n2c в каждой клетке. Эта стадия обычна только в животных клетках; продолжительность варьирует. Фаза S отсутствует, и дальнейшей репликации ДНК не происходит. Синтезируются необходимые вещества, главным образом, АТФ.

Профаза 2. 1n2c. Если не было телофазы1, то этой стадии тоже нет (обратные процессы). Ядерные мембраны и ядрышки разрушаются,  хроматиды укорачиваются и утолщаются. Центриоли перемещаются к противоположным полюсам, появляются нити веретена. Хроматиды располагаются таким образом, что их длинные оси перпендикулярны оси веретена первого деления мейоза. 

Метафаза 2. 1n2c.  Центромеры ведут себя как двойные структуры. Они организуют нити веретена, направленные к обоим полюсам, и таким образом выстраиваются по экватору веретена.

Анафаза 2.  1n1c * 2 (к каждому полюсу клетки!) .  Центромеры делятся, и нити веретена деления растаскивают их к противоположным полюсам. Центромеры тянут за собой отделившиеся друг от друга хроматиды, которые теперь называются хромосомами. 

Телофаза 2. 1n1c (в каждой клетке).  Сходна с телофазой митоза. Хромосомы деспирализуются, растягиваются и после этого плохо различимы.  Нити веретена исчезают, а центриоли реплицируются. Вокруг каждого ядра, которое содержит теперь гаплоидное число хромосом, образуется ядерная мембрана. Далее следует деление цитоплазмы. Образуется 4 дочерние клетки. 

Значение мейоза:

 1. Половое размножение.  Предотвращение удвоения числа хромосом в каждом последующем поколении.

 2. Генетическая изменчивость. Мейоз создает возможности для возникновения в гаметах новых генных комбинаций.

Сходства митоза и мейоза:

-       способы деления эукариотических клеток;

-       одинаковые фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза;

-       перед клеточным делением происходит удвоение ДНК, спирализация хромосом.

Черты отличия митоза и мейоза

Митоз 1.      Одно деление; 2.      В метафазе по экватору выстраиваются удвоенные хромосомы; 3.      Конъюгация и кроссинговер отсутствуют; 4.      Между делениями имеется интерфаза, в которую происходит удвоение ДНК; 5.      Образуются две диплоидные клетки. Видео на тему:

Мейоз 1.      Два быстро следующих друг за другом деления; 2.      По экватору выстраиваются пары гомологичных хромосом; 3.      Гомологичные хромосомы конъюгируют, происходит кроссинговер; 4.      Между двумя делениями мейоза нет интерфазы (короткая) и не происходит удвоение ДНК; 5.      Образуются четыре гаплоидные клетки.