18. Мейоз, стадії та значення
Мейоз - це вид поділу клітин, при якому відбувається зменшення числа хромосом вдвічі і перехід клітин з диплоїдного стану в гаплоїдний.
Мейоз є послідовністю двох поділів.
Перший поділ мейозу (редукційний) призводить до утворення з диплоїдних гаплоїдних клітин. У профазу I, як і мітоз, відбувається спіралізація хромосом. Одночасно гомологічні хромосоми зближуються своїми однаковими ділянками (кон'югують), утворюючи біваленти. Перед вступом до мейозу кожна хромосома має подвоєний генетичний матеріал і складається з двох хроматид, тому бівалента містить 4 нитки ДНК. У процесі подальшої спіралізації може відбуватися кросинговер - перехрест гомологічних хромосом, що супроводжується обміном відповідними ділянками між їх хроматидами. У метафазі I завершується формування веретена поділу, нитки якого прикріплюються до центромірів хромосом, об'єднаних у біваленти таким чином, що від кожної центроміри йде лише одна нитка одного з полюсів клітини. В анафазі I хромосоми розходяться до полюсів клітини, при цьому у кожного полюса виявляється гаплоїдний набір хромосом, що складається з двох хроматид. У телофазі I відновлюється ядерна оболонка, після чого материнська клітина поділяється на дві дочірні.
Другий поділ мейозу починається відразу після першого і подібно до мітозу, проте клітини, що входять до нього, несуть гаплоїдний набір хромосом. Профаза II за часом дуже коротка. За нею настає метафаза II, при цьому хромосоми розташовуються в екваторіальній площині, утворюється веретено поділу. В анафазі II відбувається поділ центроміру, і кожна хроматида стає самостійною хромосомою. Дочірні хромосоми, що відокремилися один від одного, прямують до полюсів поділу. У тіло-фазі II відбувається поділклітин, у якому з двох гаплоїдних клітин утворюється 4 дочірні гаплоїдні клітини.
Таким чином, в результаті мейозу з однієї диплоїдної клітини утворюються чотири клітини з набором гаплоїдним хромосом.
У ході мейозу здійснюються два механізми рекомбінації генетичного матеріалу.
1. Непостійний (кросинговер) є обмін гомологічними ділянками між хромосомами. Відбувається у профазі I на стадії пахітени. Результат – рекомбінація алельних генів.
2. Постійний – випадкове та незалежне розбіжність гомологічних хромосом в анафазі I мейозу. В результаті гамети отримують різну кількість хромосом батьківського та материнського походження.
Біологічне значення мейозу
1) є основним етапом гаметогенезу;
2) забезпечує передачу генетичної інформації від організму до організму за статевого розмноження;
3) дочірні клітини генетично не ідентичні материнській та між собою.
19. Гаметогенез. Поняття, стадії
Гаметогенез - це процес утворення статевих клітин. Протікає він у статевих залозах – гонадах (у яєчниках у самок і сім'яниках у самців). Гаметоге-нез в організмі жіночої особини зводиться до утворення жіночих статевих клітин (яйцеклітин) і зветься овогенезу. У особин чоловічої статі виникають чоловічі статеві клітини (сперматозоїди), процес утворення яких називається сперматогенезом.
1. Стадія розмноження. Клітини, з яких у подальшому утворюються чоловічі та жіночі гамети, називаються сперматогоніями та овогоннями відповідно. Вони несуть диплоїдний набір хромосом 2n2c. Первинні статеві клітини багаторазово діляться мітозом, у результаті їх кількість істотно зростає. Сперматогонії розмножуються протягом усього репродуктивного періоду у чоловічомуорганізм. Розмноження огонь відбувається в ембріональному періоді.
Наприкінці 7 місяці більшість овоцитів перетворюється на профазу I мейозу.
Якщо одинарному гаплоидном наборі кількість хромосом позначити як n, а кількість ДНК – як з, то генетична формула клітин у стадії розмноження відповідає 2n2c до синтетичного періоду мітозу (коли відбувається реплікація ДНК) і 2n4c після нього.
2. Стадія зростання. Клітини збільшуються у розмірах і перетворюються на сперматоцити та овоцити I порядку. Ця стадія відповідає інтерфазі I мейозу. Важлива подія цього періоду – реплікація молекул ДНК за постійної кількості хромосом. Вони набувають двонитчастої структури: генетична формула клітин у цей період виглядає як 2n4c.
3. Стадія дозрівання. Відбуваються два послідовні поділки – редукційний (мейоз I) та екваційний (мейоз II), які разом становлять мейоз. Після першого поділу (мейозу I) утворюються сперматоцити та овоцити II порядку (з генетичною формулою n2c), після другого поділу (мейозу II) – сперматиди та зрілі яйцеклітини (з формулою nc) з трьома редукційними тільцями, які гинуть і в процесі розмноження . Таким чином, в результаті стадії дозрівання один сперматоцит I порядку (з формулою 2n4c) дає чотири спер-матіди (з формулою nc), а один овоцит I порядку (з формулою 2n4c) утворює одну зрілу яйцеклітину (з формулою nc) і три редукційні тільця.
4. Стадія формування, чи сперміогенезу (тільки при сперматогенезі). В результаті цього процесу кожна незріла сперматида перетворюється на зрілий сперматозоїд (з формулою nc), набуваючи всіх структур, йому властиві. Ядро сперматид ущільнюється, відбувається надспіралізація хромосом, які стають функціонально інертними. Комплекс Гольджіпереміщається одного з полюсів ядра, формуючи акросому. До іншого полюса ядра прямують центріолі, причому одна з них бере участь у формуванні джгутика. Навколо джгутика спірально закручується одна мітохондрія. Майже вся цитоплазма сперматид відривається, тому головка сперматозоїда її майже не містить.