Мейоз. Первое деление мейоза

1. Мейоз

2. Мейоз

• Способ деления эукариот, при котором
образуются клетки с гаплоидным набором
хромосом, называется редукционным
делением, или мейозом.
• В отличие от митоза, в мейозе два деления – первое
(редукционное) и второе (обычный митоз без
репликации). Первому делению мейоза
предшествует интерфаза, перед вторым делением
интерфаза не выражена. Оба деления мейоза состоят
из тех же стадий, что и митоз: профаза, метафаза,
анафаза и телофаза.

3. Первое деление мейоза

4. Мейоз - первое деление

• Интерфаза 1.
• Происходят процессы, аналогичные процессам в
интерфазе митоза: активный синтез и накопление
белков, РНК и других, необходимых для деления,
компонентов. В конце интерфазы происходит
удвоение хромосом и начинается их спирализация.
• Удвоенные хромосомы при мейозе принято
обозначать как 2n4с, где 2n показывает степень
плоидности клетки, а 4с указывает на количество
хромосомного материала (нитей ДНК).

5. Мейоз - первое деление

• Профаза 1.
• Занимает 90% всего времени мейоза.
• Гомологичные хромосомы подходят друг к
другу и «слипаются» по всей длине пары.
• Процесс соединения гомологичных
хромосом называется конъюгация.
• Этот комплекс, состоящий из 4-х хроматид,
называется бивалентом или тетрадой.
Бивалент

6. Профаза I

• Несестринские хроматиды гомологичных хромосом бивалента тесно
соединяются между собой и обмениваются генами или более
длинными участками. Этот процесс называется кроссинговер.
• Благодаря кроссинговеру происходит перекомбинация генов, и
образовавшиеся в результате этого процесса хромосомы отличаются от
исходных родительских.

7. Мейоз

• Не для каждой хромосомы можно обнаружить пару.
Например, в кариотипе мужских особей человека
парами можно расположить только 44 хромосомы,
после чего останутся две хромосомы, непохожие
друг на друга: одна короткая, с плечами, сильно
различающимися по длине, другая равноплечая,
средних размеров. У женских особей такой
гетероморфной пары нет.
• Эту пару назвали парой половых хромосом
(короткую — Y-хромосомой, а среднюю — Ххромосомой) в противоположность 22 парам
аутосом. Аутосомы одинаковы у представителей
обоих полов, половые хромосомы у одного пола —
одинаковые, у другого — разные.
• Тем не менее половые хромосомы также образуют
бивалент и в первом делении мейоза расходятся в
разные клетки.

8. Профаза I

В первой профазе мейоза принято выделять отдельные стадии:
В лептотене (стадия тонких нитей) происходит конденсация хромосом, и
они становятся видны в световой микроскоп;
В зиготене (стадия сливающихся нитей) гомологичные хромосомы
соединяются в биваленты;
В пахитене (стадия толстых нитей) происходит кроссинговер.
Диплотена (стадия двойных нитей) начинается взаимным отталкиванием
гомологов и образованием хиазм (точка, в которой две гомологичные
несестринские хроматиды обмениваются генетическим материалом).
Целостность бивалента в это время сохраняется, в частности благодаря
связи между сестринскими хроматидами в районе хиазм. У подавляющего
большинства организмов в диплотене происходит дальнейшая
конденсация хромосом. Лишь в ооцитах животных, накапливающих много
желтка (некоторые рыбы, земноводные, птицы, млекопитающие),
хромосомы, наоборот, деконденсируются и приобретают вид «ламповых
щёток». Это наиболее длительный период профазы I, у человека может
длиться 12-50 лет.
Для диакинеза (стадия обособленных двойных нитей) характерно
уменьшение числа хиазм и значительная компактность бивалентов,
конденсация хромосом завершается.

9. Мейоз - первое деление

• Характерной особенностью
профазы 1 мейоза, в отличие от
митоза, является то, что
несмотря на частичную
конденсацию, хромосомы не
перестают синтезировать и-РНК,
особенно интенсивно процесс
транскрипции идет при овогенезе.
• В ядрах созревающих женских
половых клеток можно отчетливо
видеть хромосомы с отходящими от
них деконденсированными петлями
хроматина, на которых идет
транскрипция. Это хромосомы типа
«ламповых щеток».

10. Мейоз - первое деление

• Метафаза 1. Биваленты располагаются в
экваториальной части клетки (2n4с).
Центромерные районы каждой удвоенной
хромосомы в биваленте способны
взаимодействовать с нитями веретена
деления, отходящими только от одного
полюса клетки. Гомологи оказываются
соединенными с разными полюсами.
• Анафаза 1. Гомологичные хромосомы (а
не хроматиды, как при митозе!), каждая
из которых все еще состоит из 2-х
хроматид, разъединяются и расходятся к
полюсам клетки (2n4с).
• Телофаза 1. Происходит образование 2-х дочерних клеток с
гаплоидным набором хромосом, хотя каждая хромосома остается
удвоенной, т.е. состоящей из 2-х хроматид. Такую клетку можно
обозначить как 1n2с.

11. Второе деление мейоза

12. Мейоз - второе деление

• Интерфаза 2.
Эта стадия обычно непродолжительна по
времени и не всегда выражена. Ядро
приобретает вид интерфазного, образуются
ядрышки и ядерная оболочка, но удвоения
хромосом не происходит. У некоторых видов
интерфаза 2 вообще отсутствует. В таком случае
клетки сразу после телофазы 1 вступают в
профазу 2.

13. Мейоз - второе деление

• Профаза 2.
• Ядрышки и ядерные мембраны вновь разрушаются, появляются
нити веретена деления, удвоенные хромосомы своей
центромерой прикрепляются к нитям веретена. Хромосомы
начинают движение к экватору клетки (1n2с).
• Метафаза 2.
• Удвоенные хромосомы выстраиваются на экваторе (1n2с).
• Анафаза 2.
• Хроматиды разъединяются и движутся к полюсам клетки (2n2с).
• Телофаза 2.
• Вокруг хромосом на полюсах клетки образуется ядерная
оболочка, и начинается цитокинез.
• В результате 2-х делений мейоза образуются 4 дочерних клеткигаметы с гаплоидным набором хромосом (1n1с).

14. Мейоз

• В зависимости от места в жизненном цикле
организма различают три типа мейоза:
• - зиготный (у многих грибов и водорослей) –
происходит в зиготе сразу после оплодотворения и
приводит к образованию гаплоидного мицелия или
таллома, а затем спор и гамет;
• - гаметный (у всех многоклеточных животных и ряда
низших растений) – происходит в половых органах и
приводит к образованию гамет;
• - споровый (у высших растений) – происходит при
образовании спор, из которых прорастает
гаплоидный гаметофит, в котором позднее
образуются гаметы.

15. Механизм определение пола

16. Варианты определения пола

• Еще Мендель обратил внимание на то, что
соотношение 1:1 по половой принадлежности
напоминает расщепление, которое получается
при анализирующем скрещивании, если
исследуемая особь имела гетерозиготный
генотип (Аа × аа). Логично было
предположить, что один пол гетерозиготен, а
второй гомозиготен по гену, который
определяет пол организма. Но все оказалось
гораздо сложнее.
• Однако, существуют некоторые виды покрытосеменных растений, у
которых пол действительно определяется одним геном, который
наследуется по законам Менделя.
• У растения, известного, как «бешеный огурец», серия множественных
аллелей определяет пол цветков: ам – мужской пол, аж – женский пол,
аг - обоеполые цветки, способные к самоопылению (ам > аг > аж).
• Таким образом, пол растения зависит от одного гена.

17. Варианты определения пола

• 1. При помощи одного гена (бешеный
огурец).
• 2. До оплодотворения в зависимости
от величины яиц (коловратки, тли).
• 3. После оплодотворения (у
морского кольчатого червя Bonellia
viridis, крокодила, мидии) в
зависимости от условий среды.
• 4. В зависимости от факта оплодотворения (пчелы, муравьи - особи
женского пола развиваются из диплоидных оплодотворенных
яйцеклеток, а мужские особи из неоплодотворенных (партеногенез).
• 5. У большинства живых организмов пол формируется в момент
оплодотворения и зависит от баланса хромосом. Это хромосомное
определение пола.

18.

19. Хромосомное определение пола

• 1. ХY - тип. У мухи-дрозофилы и некоторых других насекомых,
ракообразных, земноводных, рыб, млекопитающих и растений
гетерогаметный пол – мужской, а гомогаметный – женский.
• 2. ZW – тип. У птиц, пресмыкающихся и некоторых насекомых
(чешуекрылые) женский пол – гетерогаметен (ZW), а мужской –
гомогаметен (ZZ).
• 3. ХО – тип. У некоторых мух, клопов, жуков, пауков и
кузнечиков у самцов только одна половая хромосома (ХО), самки
гомогаметны (ХХ).
• 4. ZО – тип. У моли, наоборот, самцы гомогаметны (ZZ), а самки
имеют только одну половую хромосому (ZО).
• 5. 2n - 1n – тип. У пчел и муравьев самки диплоидны, самцы
гаплоидны.

20.

• Домашнее задание: § 26