Особенности мейоза у гетерозиготных носителей хромосомных перестроек

Что такое мейоз

Мейоз-два последовательных деления ядра, которые введут к образованию гамет. При делении число хромосом уменьшается вдвое, так что гаметы получают вдвое меньше хромосом, чем остальные клетки тела. Первое деление — редукционное, второе деление — эквационное.

Рис. 1.

Стадии мейоза

Первое деление мейоза — редукционное, начинается с профазы I, состоящей из пяти стадий: лептонемы, зигонемы, пахинемы, диплонемы и диакинеза. Это фаза мейоза, во время которой происходят сложные структурные преобразования хромосомного материала. Она длительная по времени.

Рис. 2.

На стадии лептонемы (тонких нитей) хромосомы имеют вид тонких однородных нитей, которые ориентируются друг на друга. С помощью электронного микроскопа установлено, что хромосомы на стадии лептонемы состоят из двух хроматид, соединенных центромерой. (мейоз сперматогенез, овогенез кроссинговер) На стадии зигонемы (парных нитей) парные хромосомы начинают соединяться по всей длине (конъюгировать) и совмещаться хромомерами. Парные конъюгирующие хромосомы называются гомологичными. Попарная комбинация гомологичных хромосом называется синапсом.

На стадии пахинемы (толстых нитей) происходит спирализация хромосом, в результате чего гомологичные хромосомы утолщаются и укорачиваются. Соединенные в пары хромосомы называются бивалентами. Они состоят из четырех хроматид. В целом связанные друг с другом хроматиды двух конъюгирующих хромосом образуют тетраду, которая более четко заметна на стадии диплонемы.

На стадии диплонемы (двойной нити) обнаруживается произошедший ранее обмен участками между гомологичными хроматидами в виде перекрещивания гомологичных хроматид. Такие перекрещивания называются хиазмами.

Обмен гомологичных хромосом участками называют перекрестом или кроссинговером. В результате кроссинговера происходит рекомбинация генов. В каждой паре конъюгирующих хромосом бывает несколько перекрестов.

В диплонеме хромосомы начинают отталкиваться друг от друга.

На стадии диакинеза хромосомы еще больше укорачиваются и утолщаются. При переходе от стадии профазы к метафазе наблюдается разрушение оболочки ядра, исчезновение ядрышек и развитие ахроматинового веретена.

В метафазе I биваленты расположены на плоскости экватора, причем их вдвое меньше диплоидного числа хромосом. В отличие от митоза центромеры хромосом не делятся. Хромосомы связаны между собой в точках перекреста.

При переходе к анафазе I хиазмы исчезают, каждая тетрада распадается на две диады (две парные хромосомы).

В анафазе I редукционного деления мейоза к противоположным полюсам расходятся не хроматиды, а целые хромосомы, ранее попарно соединявшиеся в профазе мейоза (биваленты).

Поэтому в телофазе I на противоположных полюсах клетки образуются гаплоидные ядра, а количество хромосом в дочерних ядрах вдвое меньше, чем в исходной материнской клетке. Нити веретена исчезают, формируется оболочка.

Хромосомы дочерних ядер состоят из качественно различных хроматид в результате обмена участками между гомологичными хромосомами в профазе I.

После очень короткой интерфазы между первым и вторым делением мейоза следует второе эквационное (уравнительное) деление, которое проходит по типу митоза.

Профаза II характеризуется исчезновением ядра, ядерной оболочки и образованием веретена.

На метафазе II гаплоидные хромосомы, состоящие из двух хроматид, выстраиваются центромерами в плоскости экватора.

В анафазе II происходит продольное деление центромер. К противоположным полюсам расходятся качественно различные хромосомы.

В телофазе IIобразуются ядра, содержащие гаплоидный набор хромосом.

Биологическое значение мейоза:

• 1)является основным этапом гаметогенеза;
• 2)обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;
• 3) дочерние клетки генетически не идентичныс материнской и между собой.

А так же, биологическое значение мейоза заключается в том, что уменьшение числа хромосом необходимо при образовании половых клеток, поскольку при оплодотворении ядра гамет сливаются. Если бы указанной редукции не происходило, то в зиготе (следовательно, и во всех клетках дочернего организма) хромосом становилось бы вдвое больше. Однако это противоречит правилу постоянства числа хромосом. Благодаря мейозу половые клетки гаплоидны, а при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

мейоз ядро лептонема хромосома.

Рис. 3.