Ақпарат

Мейозда жасушаның қандай түрінен басталады?


Жарайды, мен мектепте митоз және мейоз туралы оқып жатырмын және сұрағым бар еді. Митозда сіз алдымен а-дан бастайсызДиплоидты (2Н)жасуша, содан кейін екі еншілес жасушалармен аяқталады, олар да барДиплоидты. Дегенмен, мейозда төртеуің бітетінін білемінГаплоидты жасушалар (N), бірақ сіз неден бастайсыз? Бір жұмыртқадан тағы төрт жұмыртқа пайда болады ма? Немесе ол а-дан басталадыДиплоидты жасушасодан кейін аяқталадыГаплоидтар? Олай болса, бастапқы ұяшық қалай аталады?


Мейоз диплоидты жасушадан басталып, төрт гаплоидты жасуша түзеді. Жануарларда бастапқы диплоидты жасуша әдетте а деп аталады жыныс жасушасы ал аман қалған гаплоидты жасушалар гаметалар (сперматозоидтар мен аналық жасушалар) болады. (Жануарларда аналық митоздық реттілік тек бір аналық жұмыртқаны шығарады, қалған үш гаплоидты жасушалар «полярлық денелерге» айналады.)

Өсімдіктер сияқты басқа организмдерде бастапқы диплоидты жасуша әдетте «жыныс жасушасы» деп аталмайды, өйткені ол организмнің өмірінің ерте кезеңдерінде ерекшеленбейді. Оның орнына бастапқы жасуша сәйкес уақытта сәйкес жерде (мысалы, гүлде) өзін табатын кез келген дифференциацияланбаған диплоидты жасуша болуы мүмкін.


Митоз кезінде диплоидты жасуша (2n = әрбір хромосоманың екі данасы, әрбір ата-анадан бір) өзінің ДНҚ-сын репликациялайды, осылайша әр хромосоманың төрт данасы болады. Содан кейін ол бөлінеді, әрбір аналық жасуша әрбір хромосоманың екі көшірмесін алады және қайтадан 2n болады.

Мейозда диплоидты жасуша (2n) өзінің ДНҚ-сын репликациялайды, сонда әрбір хромосоманың төрт данасы болады. Содан кейін ол бөлінеді, әрбір аналық жасуша әрбір хромосоманың екі көшірмесін алады және қайтадан 2n болады. Содан кейін олардың әрқайсысы тағы бір рет бөлінеді ДНҚ репликациясыз сондықтан әрбір хромосоманың (1n) бір көшірмесі бар төрт жасуша бар.

Сіз өз ДНҚ-сын тетраплоид ретінде репликациялаған диплоидты жасуша туралы ойлауыңыз мүмкін, бірақ бұл сөз әдетте бұл контексте қолданылмайды, өйткені бұл өтпелі 4n күйі.

Бұл өте кең шолу. Толық көрініс пен кеңейтілген терминологияны алу үшін мейоз туралы Уикипедия жазбасын қараңыз.

@mgkrebbs (түсініктемелерде):

Егер гамета түзетін мейоздық бөлінулерді қарастыратын болсақ, онда сперматогенезде мейозға ұшырайтын жасуша бірінші реттік сперматоцит, ал оогенезде ол біріншілік ооцит болып табылады. Бастапқы сперматоциттер де, біріншілік ооциттер де диплоидты жасушалар, олар I мейозға кірер алдында ДНҚ репликациясынан өтеді.


Мейоз соматикалық (диплоидты) жасушадан басталады. Ұзақ, өте қысқа етіп айту үшін, бұл бір жасуша екі рет цитокинезден өтеді. Сіз гаметалар немесе жыныс жасушалары деп аталатын төрт гаплоидты жасушалармен аяқталады.


Мейозда жасушаның қандай түрінен басталады? - Биология

Мейоз – диплоидты жасушалардың гаплоидты жасушаларға ядролық бөлінуі, бұл жыныстық көбеюдің қажетті кезеңі.

Үйрену мақсаттары

Жыныстық көбеюдегі мейоздың маңызын сипаттаңыз

Негізгі қорытындылар

Негізгі нүктелер

  • Жыныстық көбею – гаплоидты жасушалардың түзілуі және сол жасушалардың екеуінің қосылып, диплоидты жасуша түзілуі.
  • Жыныстық көбеюге дейін диплоидты жасушадағы хромосомалардың саны екі есе азаюы керек.
  • Мейоз бастапқы жасуша ретінде хромосома санының жартысы бар жасушаларды шығарады.
  • Жыныстық көбеюде қолданылатын гаплоидты жасушалар, гаметалар хромосоманың бір айналымынан және екі айналым ядролық бөлінуінен тұратын мейоз кезінде түзіледі.
  • Мейоз I мейоздық бөлінудің бірінші кезеңі, ал II мейоз екінші айналым.

Негізгі шарттар

  • гаплоидты: жұпталмаған хромосомалардың бір жиынтығы бар жасуша
  • гамета: хромосомалардың әдеттегі санының жартысы ғана болатын аталық (сперматозоид) немесе аналық (жұмыртқа) репродуктивті жасуша
  • диплоидты: хромосоманың әр түрінен жұбы бар жасуша, жұптың бірі аналық жасушадан, екіншісі сперматозоидтан алынған

Кіріспе: Мейоз және жынысты көбею

Көбею қабілеті заттай барлық тіршілік иелеріне тән негізгі қасиет. Натуралды түрде кез келген ағзаның ұрпағы ата-анасына немесе ата-анасына қатты ұқсайтынын білдіреді. Жыныстық көбею үшін ұрықтандыру қажет: екі жеке организмнің екі жасушасының қосылуы. Гаплоидты жасушаларда бір хромосома жиынтығы болады. Хромосомалардың екі жиынтығы бар жасушалар диплоидты деп аталады. Жасушадағы хромосомалар жиынтығының санын оның плоидтық деңгейі деп атайды. Егер репродуктивті цикл жалғасатын болса, онда диплоидты жасуша ұрықтандыру қайта пайда болғанға дейін хромосомалардың санын азайтуы керек немесе әр ұрпақта хромосома жинақтарының санының үздіксіз екі еселенуі болады. Сондықтан жыныстық көбеюге хромосома жиынтығының санын азайтатын ядролық бөліну кіреді.

Ұрпақтар ата-анасына қатты ұқсайды: заттай кез келген ағзаның ұрпағы ата-анасына немесе ата-анасына қатты ұқсайтынын білдіреді. Гиппопотам бегемот бұзауларын (а) туады. Ешуа ағаштары тұқым береді, одан Ешуа ағашының көшеттері пайда болады (b). Ересек қоқиқаздар жұмыртқа салады, олардан қоқиқаз балапандары шығады (c).

Жыныстық көбею – гаплоидты жасушалардың (гаметалар) түзілуі және екі гаметаның бірігуі (ұрықтануы) зигота деп аталатын жалғыз, бірегей диплоидты жасушаны құру. Барлық жануарлар мен өсімдіктердің көпшілігі осы гаметаларды немесе жұмыртқа мен сперматозоидтарды шығарады. Көптеген өсімдіктер мен жануарларда митоздық жасушалардың ондаған айналымы арқылы бұл диплоидты жасуша ересек организмге айналады.

Жыныстық репродуктивті циклдің бөлігі болып табылатын гаплоидты жасушалар мейоз деп аталатын жасушалық бөліну түрі арқылы жасалады. Мейоз митоз сияқты көптеген механизмдерді пайдаланады. Дегенмен, бастапқы ядро ​​әрқашан диплоидты, ал мейоздық жасушаның бөлінуінің соңында пайда болатын ядролар гаплоидты болады, сондықтан алынған жасушаларда бастапқы хромосомалардың жартысы болады. Хромосомалардың осы қысқаруына қол жеткізу үшін мейоз хромосомалардың екі еселенуінің бір айналымынан және ядролық бөлінудің екі айналымынан тұрады. Бөліну кезеңдерінің әрқайсысында болатын оқиғалар митоз оқиғаларына ұқсас болғандықтан, бірдей кезеңдік атаулар беріледі. Дегенмен, бөлінудің екі раунды болғандықтан, негізгі процесс және кезеңдері “I” немесе “II” деп белгіленеді. Осылайша, I мейоз мейоздық бөлінудің бірінші кезеңі болып табылады және I профазадан тұрады. , прометафаза I және т.б. Мейоз II, мейоздық бөлінудің екінші кезеңі, профаза II, прометафаза II және т.б.


Көбею кезінде хромосомалармен не болады?

Көбею мамандандырылған жыныс жасушаларына байланысты, деп аталады гаметалар. Бұл жасушаларда тек 23 хромосома немесе басқа жасушалардың генетикалық материалының жартысы бар. Гаметалар әдетте еркектерде сперматозоидтар, ал әйелдерде жұмыртқа жасушалары ретінде белгілі.
Көбею кезінде жұмыртқа жасушасындағы 23 хромосома мен сперматозоид жасушасынан 46 хромосоманың толық жиынтығын құрайды. Бұл а деп аталады зигота. Бұл зигота кейін балаға айналуы мүмкін.


Анафаза I

Мейоздың I анафазасында келесі оқиғалар орын алады:

  • Хромосомалар қарама-қарсы жасуша полюстеріне жылжиды. Митозға ұқсас, кинетохора талшықтары сияқты микротүтікшелер хромосомаларды жасуша полюстеріне тарту үшін өзара әрекеттеседі.
  • Митоздан айырмашылығы, апалы хроматидтер гомологтық хромосомалар қарама-қарсы полюстерге көшкеннен кейін бірге қалады.

Мейоздың I анафазасының соңында жасуша I телофазаға өтеді.


Жасушаның бөлінуінде бөлінетін жасуша «ата-аналық» жасуша деп аталады. Ата-аналық жасуша екі «қызы» жасушаға бөлінеді. Содан кейін процесс жасушалық цикл деп аталатын процесте қайталанады.

Қатерлі өкпе жасушасының жасушалық бөлінуі (NIH суреті)

Жасушалар циклиндер деп аталатын арнайы белоктардан келетін химиялық сигналдар арқылы бір-бірімен байланысу арқылы олардың бөлінуін реттейді. Бұл сигналдар ұяшықтарға қашан бөлінуді және кейінірек бөлінуді қашан тоқтату керектігін айтатын қосқыштар сияқты әрекет етеді. Жасушалардың бөлінуі маңызды, сондықтан сіз өсе аласыз және кесектеріңіз жазылады. Клеткалардың бөлінуін уақытында тоқтатуы да маңызды. Тоқтау керек кезде жасуша бөлінуді тоқтата алмаса, бұл қатерлі ісік деп аталатын ауруға әкелуі мүмкін.

Кейбір жасушалар, мысалы, тері жасушалары, үнемі бөлінеді. Біз жоғалтқан тері жасушаларының орнын толтыру үшін үнемі жаңа тері жасушаларын жасауымыз керек. Біз әр минут сайын 30 000-нан 40 000 өлі тері жасушаларын жоғалтатынымызды білесіз бе? Бұл біз күн сайын шамамен 50 миллион жасуша жоғалтады дегенді білдіреді. Бұл алмастыратын тері жасушаларының көптігі, тері жасушаларында жасушалардың бөлінуі өте маңызды. Жүйке және ми жасушалары сияқты басқа жасушалар әлдеқайда аз бөлінеді.


1-бөлім: мейоз моншақтарының симуляциясы

Материалдар

Процедура

  1. Гипотетикалық жаратылыстың хромосомасындағы гендерді білдіретін моншақтардың жартысын дәл келесідей орнатыңыз. Критер диплоидты (2N) және үш түрлі хромосома бар деп есептейміз. Критер үш хромосоманың әрқайсысының екі данасы болғандықтан, диплоидты сан 6 (2 × 3 = 6) болады.

Бұл сіздің жаратылыстың хромосомалары репликацияланбаған түрде көрінеді. Мұнда үш гомологтық жұптан тұратын алты хромосома бар екенін ескеріңіз. Әрбір хромосома жұбы хромосоманың аналық және әкелік нұсқасынан тұрады. Аналық және әкелік нұсқалар сәйкес моншақ түсімен ұсынылған.

Бұл сізге ыңғайлы болмайынша жалғастырмаңыз! Өткізуді ұмытпаңыз.


Мейоз

Гаплоидты гаметалар түзетін процесс - мейоз. Мейоз хромосомалар саны екі есе азайған жасушаның бөліну түрі. Ол организмдердің белгілі бір арнайы жасушаларында ғана кездеседі. Мейоз кезінде гомологиялық хромосомалар бөлінеді, және гаплоидты әрбір жұптан бір ғана хромосома болатын жасушалар түзіледі. Мейоз кезінде жасушаның екі бөлінуі жүреді және барлығы төрт гаплоидты жасуша түзіледі. Жасушаның екі бөлінуі мейоз I және мейоз II деп аталады. Мейоздың жалпы процесі қысқаша сипатталған Сурет төменде.

Мейозға шолу. Мейоз кезінде гомологиялық хромосомалар бөлініп, әртүрлі еншілес жасушаларға өтеді. Бұл диаграмма тек жасушалардың ядроларын көрсетеді. Жасушаның бірінші бөлінуіне дейін болатын генетикалық материал алмасуына назар аударыңыз.

Мейоз фазалары

Мейоз I жасушалық циклдің интерфазасында ДНҚ репликациясынан кейін басталады. Мейоз I және II мейозда жасушалар митоз сияқты төрт фазадан өтеді - профаза, метафаза, анафаза және телофаза. Дегенмен, мейоз I мен митоздың арасында маңызды айырмашылықтар бар. Блок-схема ішіндегі Сурет төменде I және II мейозда не болатынын көрсетеді.

Мейоз фазалары. Мейоздың бұл схемасы мейоз I II мейозға қарағанда егжей-тегжейлі көрсетеді. Мейоз I&mdashбірақ мейоз II емес&mdashмитоздан біршама ерекшеленеді. I мейоздың митоздан қандай айырмашылығы бар?

I мейоздың митоздан қандай айырмашылығы бар? Мейоздың басында (профаза I) назар аударыңыз, гомологтық хромосомалар ДНҚ сегменттерімен алмасады. Бұл ретінде белгілі қиылысу, және мейоздың осы фазасына ғана тән.


SE мейозы (2)

Сөздік: анафаза, хромосома, кроссовер, цитокинез, диплоидты, ДНҚ, доминантты, гамета, генотип, жыныс жасушасы, гаплоидты, гомологты хромосомалар, интерфаза, мейоз, метафаза, митоз, жұмыртқа жасушасы, фенотип, профаза, рецессивті, спермацидоз, қарындас. , зигота

Алдыңғы білім сұрақтары (Gizmo қолданбас бұрын бұларды орындаңыз.)

  1. кезінде митоз Бір жасуша екі еншілес жасуша түзу үшін бөлінеді. Бастапқы ұяшықта не болуы керек, сонда еншілес ұяшықтардың әрқайсысында хромосомалар ​?

Аналық жасушаларда әрбір хромосоманың көшірмесі болуы маңызды, сондықтан процесс алдымен хромосомаларды көшіруді, содан кейін әрбір жаңа жасушаға толық жинақ беру үшін көшірмелерді мұқият бөлуді қамтиды.

  1. Жыныстық көбею кезінде екі жыныс жасушасы біріктіріліп, хромосомалардың толық жиынтығы бар ұрықтанған жасуша жасайды. Әрбір жыныс жасушасындағы хромосомалардың саны қандай болуы керек?

Әрбір аналық жасушаға берілетін ДНҚ-ның толық жиынтығы болуы үшін ДНҚ көшірілуі керек.

Gizmo қыздыру мейозы жасуша бөлінуінің бір түрі, нәтижесінде хромосомалары ата-аналық жасушаның жартысына тең төрт аналық жасуша пайда болады. Бұл аналық жасушалар жетіледі гаметалар немесе жыныс жасушалары. ішінде Мейоз Gizmo, сіз мейоздың қадамдарын үйренесіз және теңшелген жыныс жасушалары мен ұрпақтарын шығару үшін эксперимент жасайсыз.

ҚАДАМДАР қойындысында «Еркек» түймесін басыңыз. Сіз микробқа қарап отырсыз

ұяшық немесе гаметалар болу үшін мейозға ұшырайтын жасуша.

  1. Сипаттаманы оқыңыз интерфаза Gizmo төменгі жағында. Жасушаға не болады

интерфазаның басталуы? жасушалар иРНҚ және қажетті ақуыздарды синтездейді

ДНҚ синтезі

  1. түймесін басыңыз ДНҚ жасуша ядросында. Не болып жатқанын сипаттаңыз. . ДНҚ көшіріледі жәнеdell біршама өседі
  1. Неліктен жасуша мейоз басталғанға дейін өсіп, ДНҚ-ны көбейту керек? . 2ДНҚ жинақтары

Кіріспе: Бір ата-аналық жасушадан екі бірдей еншілес жасушаны тудыратын митоздан айырмашылығы, мейоз ата-аналық жасуша ретінде ДНҚ мөлшерінің жартысы бар төрт бірегей еншілес жасушаны жасайды.

Сұрақ: Мейоз бір ата-аналық жасушадан төрт аналық жасушаны қалай жасайды?

  1. Назар аударыңыз: ( Профаза I) Ядроны нұқыңыз, оны ыдыратыңыз, содан кейін оны хромосомаларға конденсациялау үшін ДНҚ-ны басыңыз. Центросомаларды ұяшықтың жоғарғы және төменгі жағына апарыңыз.

A. Бұл жасушада қанша хромосома бар? 4 жұп

Әрбір хромосома бір жұптан тұрады апалы хроматидтер Интерфаза кезінде ДНҚ репликацияланғанда пайда болған екі бірдей ДНҚ тізбегі.

B. Оң жақтағы суретте жұптарды қосатын екі сызық сызыңыз гомологиялық хромосомалар (ұқсас көлемдегі хромосомалар сәйкес келетін гендер жиынтығы).

Gizmo ішінде гомологтық хромосомаларды бірге сүйреңіз. басыңыз Жалғастыру.

  1. Назар аударыңыз: ( Метафаза мен және Анафаза ​ I) - Гомологты хромосомалардың топтарын метафазалық тақтаға апарыңыз, содан кейін центросомалардың әрқайсысынан шпиндель талшықтарын хромосомаларға апарыңыз. Хромосомаларды ажырату үшін центросоманы басыңыз.

I анафазада хромосомалар қалай бөлінеді? . апалы хроматидтер жасушаның екі шетіне дейін тартылған

A. Мейоздағы I анафазаның анафазадан қандай айырмашылығы бар

митозда? митоз хроматидтерді бұзады

4. мейоз 2 хроматидтерді ажыратады.

Мейоз кезеңдері

Gizmo дайындаңыз: ● STEPS қойындысының таңдалғанын тексеріңіз. ● Қажет болса, Еркек жасуша. I профазаға өту үшін оны көшіру үшін ДНҚ-ны басыңыз.

А әрекеті (алдыңғы беттен жалғасы)

  1. Байқаңыз: Телофаза мен және цитокинез мейоздың бірінші жартысының соңғы кезеңдері болып табылады.

A. Телофаза I кезінде хромосомаларды басқанда не болатынын сипаттаңыз.

хромосомалар ыдырайды және олардың айналасындағы ядролық қабықша реформаланады

B. Жиырылғыш сақинаны басып, сүйреңіз. Цитокинез кезінде не болғанын сипаттаңыз.

Бөлінетін жасушаның айналасында белдеу құрайтын, оны екіге бөлетін актин мен миозин жіптерден тұратын құрылым.

  1. Байқаңыз: жоғарғы оң жақ бұрыштағы нұсқауларды орындай отырып, II телофазаның соңына жеткенше мейоздың екінші жартысының сатыларынан өтіңіз. Жалғастыру барысында төмендегі сұрақтарға жауап беріңіз. пайдаланыңыз Артқа қадамды қайта көру қажет болса, түймесін басыңыз.

A. II профаза басталғанға дейін жасушадағы ДНҚ өзін-өзі көбейте ме? Жоқ

B. ІІ метафаза кезінде гомологты хромосомалар І метафазадағыдай жұптасады ма? Жоқ

C. II анафазаның I анафазадан айырмашылығы неде? I анафазада хромосома бар, II анафазада қарындас хроматидтері бар

D. II анафазаның соңында жасушаның әр жағында қанша хроматидтер болады? . 2

E. Цитокинезден кейін аналық жасушадан қанша жасуша түзілді? . 4

F. Барлық ұяшықтардың өлшемдері бірдей ме? иә

Бастапқы ата-аналық ұяшық деп аталады диплоидты Өйткені оның құрамында гомологтық хромосома жұптарының толық жиынтығы бар. Төрт аналық жасушаның әрқайсысы гаплоидты | Әрбір еншілес жасушада әрбір гомологтық жұптан бір хроматид болады.

  1. Бақылаңыз: сперматидтерді басыңыз. Мейоздан пайда болған сперматидтер жетілген аталық гаметаларға айналады сперматозоид жасушалары . Оң жақтағы кеңістікте жетілген сперматозоидтың сызбасын салыңыз.

Жетілген сперматозоидтар цитоплазманың аз ғана мөлшеріне ие және өздерін алға жылжыту үшін флагеллаларын немесе «құйрықтарын» пайдаланады. Сперматозоидтар ұрықтандыру кезінде жұмыртқа жасушасына генетикалық материалды жеткізу үшін бір мақсатқа арналған.

Кіріспе: аталық және әйел жыныс жасушаларында ата-анадан алынған генетикалық материал болса да

организм, олар әртүрлі функцияларды орындайды. Аталық гамета аналық гаметаға генетикалық материалды жеткізеді. Ұрықтанған аналық гамета зигота , содан кейін ұрпаққа айналады.

Сұрақ: Аталық және аналық жасушалардың мейозында қандай айырмашылықтар бар?Аталық мейоз аталық безде, ал әйелдік мейоз аналық безде жүреді.

  1. Салыстыру: түймесін басыңыз Әйел түймесі. Әйел жасушасы үшін I анафазаның соңына жеткенше мейоздан өтеді.

Осы уақытқа дейін сіз ерлер мен еркектердің дамуы арасында қандай да бір айырмашылықтарды байқадыңыз ба

әйел жыныс жасушалары? Екі бөлек жынысы бар түрлерде жынысты тудыратын жыныс

кішірек және қозғалғыш жыныс жасушасы немесе гамета аталық деп аталады. Түсіндіру: Аталық сүтқоректілер

сперматозоидтар деп аталатын гаметалар шығарады, ал әйелдер сүтқоректілер жұмыртқа деп аталатын гаметаларды шығарады.

A. Пайда болған екі ұяшықтың өлшемінен не байқадың? . 3 кішкентай, 1 үлкен

B. Бұл телофаза I және цитокинез I соңындағы екі жасушамен қалай салыстырылады?

аталық жасушалар? Жылдам мейозға ұшырайтын көптеген жасушалар конденсацияланбайды

телофаза I соңында хромосомалар. Басқа жасушаларда хромосома бар

деконденсация осы кезде хромосомалар II профазада қайта конденсацияланады.

A. Қазір төрт жасушадан не байқадың? . Барлық 3 ұяшықтың өлшемі бірдей олардың бір үлкені

B. Ең үлкен жасуша қалай аталады? ЖҰМЫРАҚ ЖҰМЫРАҚ

Жұмыртқа жасушасы - адам ағзасындағы ең үлкен жасуша. Керісінше, сперматозоид адам ағзасындағы ең кішкентай жасуша болып табылады.

Аталық және аналық жыныс жасушаларын салыстыру

Gizmo дайындаңыз: ● STEPS қойындысының таңдалғанын тексеріңіз.

● Қалпына келтіру түймесін басыңыз.

Кіріспе: Жоғарыда көрсетілген әрекеттер ағзалардың кем дегенде төрт түрлі тудыруы мүмкін екенін көрсетеді

гаметалар. Шындығында, организмдер миллиондаған генетикалық бірегей гаметаларды жасай алады.

Сұрақ: Мейоз бірегей гаметалардың шексіз санын қалай жасай алады?

  1. Тәжірибе: Хромосомалар үшін келесі қысқартуларды пайдаланыңыз. Қою жасыл – DG Ашық жасыл – LG Қою күлгін – DP, Ашық күлгін – LP. таңдаңыз Еркек немесе Әйел жасуша.

А.Мейоздан I анафазаға өтіңіз. Қандай хромосомалар және қайсысы жоғарылады

төмендеді? Жоғары: хромосомалар Төмен: анафаза

B. басыңыз Артқа және I анафазаны бірнеше рет қайта іске қосыңыз. Нәтижелері өзгерді ме?

Түсіндіріңіз. Хромосомалар I анафаза кезінде кездейсоқ бөлінеді.

C. Анафаза I кезінде хромосомалар кездейсоқ бөлінеді. Екі еншілес жасушада қандай хромосомалардың болуы мүмкін? (DG, LG, DP және LP пайдаланыңыз.)

Аналық және әкелік хромосомалардың (223) мүмкін комбинациясы бар.

  1. Эксперимент: түймесін басыңыз Қалпына келтіру . таңдаңыз Еркек немесе Әйел жасуша. I профазада хромосомалар конденсацияланғанша мейоз арқылы жүріңіз.

LG (ашық жасыл) хромосомасын Аллель картасы сол жақта. Бұл хромосомадағы аллельдерді (немесе геннің вариацияларын) көрсетеді. А генотип аллельдердің тізімі болып табылады. LG хромосомасының генотипі, мысалы, EEFFGGHHJJ.

A. Қалған хромосомалардың генотиптері қандай? DG: Ашық жасыл

LP: Қою жасыл DP: Ашық күлгін

B. Центросомаларды жылжытқаннан кейін гомологтық хромосомалардың жұптарын бірге сүйреңіз.

Хромосоманы басыңыз. Не болады? Ол кроссовер жасайды

Генетикалық әртүрлілік

Gizmo дайындаңыз: ● STEPS қойындысының таңдалғанын тексеріңіз. ● түймесін басыңыз Қалпына келтіру ​.

Гомологиялық хромосомалар жұптастырылған кезде олар бөлімдермен алмаса алады. Бұл гендер алмасуы деп аталады кроссовер ​.

C. Кроссовер жасау үшін бірнеше сегменттерді басып, содан кейін басыңыз Жалғастыру . I анафазаға өтіңіз. Әрбір хромосоманы аллель картасына апарып, оның генотипін жазыңыз.

LG: DG DG: LP LP: DP DP: LP

(С әрекеті келесі бетте жалғасы)

Кіріспе: Бұрын сіз кроссоверлердің генетикалық әртүрлі гаметаларға әкелетінін білдіңіз. Бұл әрекетте сіз мейоздан өтетін ата-аналық жасушаларда кроссовер жасайсыз және алынған гаметаларды біріктіріп, нақты генотиптері бар ұрпақтар аласыз.

Сұрақ: Белгілі бір фенотипі мен генотипі бар ұрпақты қалай жасауға болады?

  1. Зерттеу: ТӘЖІРИБЕ қойындысы бір жұп гомологтық хромосомалары бар жеңілдетілген жеміс шыбынының геномын көрсетеді. Әрбір хромосомада қанат пішінін, дене түсін, антенна түрін және көздің түсін бақылайтын гендер бар. Бас әріптегі аллельдер басым және кіші әріптегі аллельдер рецессивті . Аллель кілті төменгі сол жақта берілген. (Нағыз жеміс шыбындарында сегіз хромосома және одан да көп гендер бар екенін ескеріңіз.)

A. басыңыз Қалпына келтіру . Ешқандай кроссовер жасамай, түймесін басыңыз Гаметаларға бөлінеді . Нелер

гаметалардың мүмкін болатын генотиптері? CBLR немесе cbrl

B. Зигота жасау үшін әрбір ата-ананың гаметасын төмендегі жолаққа апарыңыз. Қандай

мүмкін болатын ұрпақ генотиптерінің әртүрлі комбинациясы? Bb Aa Ab

C. басыңыз Фенотипті көрсетіңіз әрбір комбинация үшін. Нәтижесінде қандай фенотиптер пайда болады?

  1. Эксперимент: түймесін басыңыз Қалпына келтіру . Ата-аналық жасушалардың әрқайсысында ортаңғы хроматидтерді басу арқылы кроссовер жасауға болады.

A. C b l r генотипі бар гамета жасаңыз. Біріншіден, кроссовер жасау үшін ата-аналық ұяшықтардың біріндегі c генін басыңыз. Содан кейін, басыңыз Гаметаларға бөлінеді ​.

Сіз C b l r генотипі бар гаметаны құрдыңыз ба? иә

B. басыңыз Қалпына келтіру . Генотипі бар гаметаны құрыңыз: c b L R. Қанша кроссовер болды

бұл гаметаны құру қажет пе? Тек біреу

Кроссовер орын алған кезде генетикалық материалдың барлық бөлігі екі гомологиялық хромосома арасында ауыстырылады, сондықтан С гені В генімен, ал R гені L генімен ауыстырылады.

C. басыңыз Қалпына келтіру . c B L r гаметасын жасаңыз. Қанша кроссовер қажет болды? . екі

(D әрекеті келесі бетте жалғасы)

D әрекеті (алдыңғы беттен жалғасы)

  1. Сынақ: таңдаңыз Сынақ радио түймесі. Соған көз жеткізіңіз Мақсатты ұрпақ 1 ашылмалы мәзірде таңдалады.

Мақсатты ұрпақ 1 - қалыпты қанаттары (cc), қара денесі (bb), қалыпты антеннасы (ll) және қызыл көздері (Rr) бар жеміс шыбындары. Ұрпақ әрбір ата-анадан бір хроматид алатындықтан, әрбір хроматид басқа ата-анадан келуі керек.

A. Gizmo көмегімен генотипі дұрыс жеміс шыбынын жасаңыз. Мұны қалай жасағаныңызды түсіндіріңіз.

Мен жоғалтқан r және бас әріппен кесіп өттім.

B. Дұрыс генотип емес, дұрыс фенотипті алудың басқа жолы бар ма? . Иә

Түсіндіріңіз. . Кейбір гендер рецессивті болғандықтан, доминантты гендер жоғарыда пайда болады.

  1. Қиындық: келесі мақсатты ұрпаққа ауысу үшін ашылмалы мәзірді пайдаланыңыз. 2-5 мақсатты ұрпақты құру кезінде төмендегі кестені толтырыңыз.

Мақсатты ұрпақты 5 алу үшін неліктен бір хроматид иығына екі кроссовер қажет болды?

Екі кроссовер қажет болды, себебі хромосомалар ішкі бөліктерді ауыстырды.

5. Ойланыңыз және талқылаңыз: Екі гомологтық хромосома бар делік. Әрбір хромосома

хромосоманың әртүрлі бөліктерінде бір ғана мутант аллелі бар. Бұл жағдайда кроссоверлер қалай пайдалы болуы мүмкін? (Кеңес: жалғыз, мутациясыз хромосоманы қалай жасауға болады?)

Егер кроссовер нәтижесінде біреуінде мутант аллельі жоқ, ал басқаларында екі мутант аллель бар хромосома жұбы болса.


Биология 171


Көбею қабілеті барлық ағзаларға тән негізгі қасиет: бегемоттар бегемот бұзауларын туады Ешуа ағаштары тұқым береді, олардан Ешуа ағашының көшеттері шығады, ал ересек қоқиқаздар жұмыртқа салып, қоқиқаз балапандарын шығарады. Алайда, жоғарыда көрсетілген организмдерден айырмашылығы, ұрпақтары ата-аналарына ұқсауы мүмкін немесе ұқсамауы мүмкін. Мысалы, көбелектер сияқты көптеген жәндіктерде (толық метаморфозбен) дернәсілдік формалар ересек формаларға сирек ұқсайды.

Көптеген біржасушалы организмдер мен бірнеше көпжасушалы организмдер өздерінің генетикалық жағынан бірдей клондарын шығара алады. жыныссыз көбею, көптеген бір жасушалы организмдер мен көп жасушалы организмдердің көпшілігі басқа әдісті қолдана отырып, жүйелі түрде көбейеді —жыныстық көбею. Бұл өте дамыған әдіс ата-анасының екі гаплоидты жасушаны өндіруін және екі гаплоидты жасушаның бірігуін, генетикалық рекомбинацияланған диплоидты жасушаны - генетикалық бірегей организмді құруды қамтиды. Жыныстық репродуктивті циклдің бөлігі болып табылатын гаплоидты жасушалар жасушалардың бөлінуінің мейоз деп аталатын түрі арқылы жасалады. Мейоз бен ұрықтандыруды қамтитын жыныстық көбею ұрпаққа жыныстық көбеюдің эволюциялық жетістігіне байланысты болуы мүмкін вариацияны енгізеді. Көп жасушалы да, бір жасушалы да эукариоттық организмдердің басым көпшілігі көбею үшін мейоздың және ұрықтанудың қандай да бір түрін қолдана алады немесе қолдануы керек.

Көптеген өсімдіктер мен жануарларда митоздық жасушалардың мыңдаған айналымдары арқылы диплоидты жасушалар (жыныссыз немесе жыныстық көбею арқылы пайда болған) ересек организмге айналады.

Үйрену мақсаттары

Осы бөлімнің соңында сіз келесі әрекеттерді орындай аласыз:

  • Мейоз кезіндегі хромосомалардың әрекетін және бірінші және екінші мейоздық бөлінулер арасындағы айырмашылықтарды сипаттаңыз
  • Мейоз кезінде болатын жасушалық оқиғаларды сипаттаңыз
  • Мейоз бен митоздың айырмашылығын түсіндіріңіз
  • Гаплоидты гаметалар арасында генетикалық вариация тудыратын мейоздық процестің механизмдерін түсіндіріңіз

Жыныстық көбею үшін гаметалар деп аталатын екі мамандандырылған жасушаның қосылуы қажет, олардың әрқайсысында бір хромосома жиынтығы бар. Гаметалар қосылса, олар а зигота, немесе екі хромосома жиынтығын қамтитын ұрықтанған жұмыртқа. (Ескерту: Хромосомалардың бір жиынтығы бар жасушаларды екі хромосома жиынтығы бар гаплоидты жасушалар деп атайды.) Егер жыныстық жолмен көбейетін кез келген түр үшін репродуктивті цикл жалғасуы керек болса, онда диплоидты жасуша хромосома жиынтығының санын қандай да бір жолмен азайтуы керек. гаплоидты гаметалар түзеді, әйтпесе хромосомалардың саны ұрықтандырудың әрбір кезеңімен екі еселенеді. Сондықтан жыныстық көбею үшін хромосомалар жиынтығының санын екі есе азайтатын ядролық бөліну қажет.

Көптеген жануарлар мен өсімдіктер және көптеген біржасушалы организмдер диплоидты, сондықтан хромосомалардың екі жиынтығы бар. Ағзаның әрбір соматикалық жасушасында (гаметалардан немесе репродуктивті жасушалардан басқа көпжасушалы организмнің барлық жасушалары) ядрода әрбір хромосоманың екі көшірмесі болады. гомологиялық хромосомалар. Гомологиялық хромосомалар - ұзындығы бойынша бірдей жерлерде бірдей гендерден тұратын сәйкес жұптар. Диплоидты организмдер әрбір ата-анадан әрбір гомологиялық хромосоманың бір көшірмесін мұра етеді.

Мейоз – бұл ядролық бөліну ол диплоидты жасушалардан гаплоидты жасушаларды құрайды және ол митоз сияқты көптеген жасушалық механизмдерді пайдаланады. Дегенмен, сіз үйренгеніңіздей, митоз ядролары бастапқы ата-аналық ядроға генетикалық сәйкес келетін еншілес жасушаларды шығарады. Митозда ата-аналық және аналық ядролар бірдей «плоидтық деңгейде» болады - көп жасушалы жануарлардың көпшілігінде диплоидты. Өсімдіктер митозды спорофит ретінде өсіру үшін және гаметофиттер ретінде жұмыртқалар мен сперматозоидтарды өсіру және шығару үшін пайдаланады, сондықтан олар гаплоидты және диплоидты жасушалар үшін (сонымен қатар барлық басқа плоидиттер үшін) митозды пайдаланады. Мейозда бастапқы ядро ​​әрқашан диплоидты, ал нәтижесінде пайда болған енші ядролар гаплоидты болады. Хромосома санының осы азаюына қол жеткізу үшін мейоз хромосоманың репликациясының бір айналымынан, содан кейін ядролық бөлінудің екі айналымынан тұрады. Бөліну кезеңдерінің әрқайсысында болатын оқиғалар митоз оқиғаларына ұқсас болғандықтан, бірдей кезеңдік атаулар беріледі. Дегенмен, бөлудің екі кезеңі болғандықтан, негізгі процесс пен кезеңдер «I» немесе «II» белгісімен белгіленеді. Осылайша, I мейоз мейоздық бөлінудің бірінші кезеңі болып табылады және I профазадан, I прометафазадан және т.б. Сол сияқты, мейоз II (мейоздық бөлінудің екінші кезеңі өтеді) II профазаны, II прометафазаны және т.б.

Мейоз I

Мейоздың алдында Г-дан тұратын интерфаза болады1, S және G2 митоздың алдындағы фазалармен бірдей дерлік фазалар. Г1 фаза («бірінші бос кезең») жасушаның өсуіне бағытталған. S фазасында — интерфазаның екінші фазасында — жасуша көшіреді немесе қайталайды хромосомалардың ДНҚ. Ақырында, Г2 фаза («екінші саңылау фазасы») жасуша мейозға соңғы дайындықтан өтеді.

S фазасындағы ДНҚ репликациясы кезінде әрбір хромосома екі бірдей көшірме жасау үшін репликацияланады:апалы хроматидтер Олар центромерада когезин белоктары арқылы біріктіріліп, хроматидтерді II анафазаға дейін біріктіреді.

Профаза I

I профазаның басында хромосомаларды микроскоппен анық көруге болмас бұрын, гомологиялық хромосомалар ядролық қабықшаға ақуыздар арқылы ұштарында бекітіледі. Ядролық қабық ыдырай бастағанда, гомологиялық хромосомалармен байланысқан белоктар жұпты жақындатады. Митозда гомологиялық хромосомалар жұптаспайтынын еске түсірейік. Гомологты хромосомалардың арасындағы белоктар торы болып табылатын синаптонемалық кешен алдымен белгілі бір жерлерде пайда болады, содан кейін хромосомалардың бүкіл ұзындығын жабу үшін сыртқа таралады. Гомологиялық хромосомалардың тығыз жұптасуы деп аталады синапсис. Синапсисте гомологиялық хромосомалардың хроматидтеріндегі гендер бір-бірімен дәл сәйкестендіріледі. Синаптонемальды кешен хромосомалық сегменттердің гомологты емес хроматидтер арасындағы алмасуын қолдайды - бұл процесс кроссинг-овер деп аталады. Кроссинг-over ретінде алмасудан кейін көзбен байқауға болады хиасмата (сингулярлық = хиазма) ((сурет)).

Адамдарда X және Y жыныс хромосомалары толық гомологтық болмаса да (яғни олардың гендерінің көпшілігі ерекшеленеді), I профаза кезінде X және Y хромосомаларының жұптасуына мүмкіндік беретін гомологияның шағын аймағы бар. Ішінара синаптонемалық. комплекс тек гомология аймақтары арасында дамиды.


Синаптонемальді кешеннің бойында аралықта орналасқан рекомбинациялық түйіндер деп аталатын үлкен белоктар жинақтары. Бұл жинақтар кейінгі хиазматтардың нүктелерін белгілейді және бауырлас емес хроматидтер арасындағы кроссовер немесе генетикалық рекомбинацияның көп сатылы процесіне делдал болады. Рекомбинация түйінінің жанында әрбір хроматидтің қос тізбекті ДНҚ-сы үзіліп, кесілген ұштары модификацияланады және бауырлас емес хроматидтер арасында жаңа байланыс пайда болады. I профаза дами бастағанда синаптонемалық кешен ыдырай бастайды, хромосомалар конденсациялана бастайды. Синаптонемалық кешен жойылған кезде гомологиялық хромосомалар центромера мен хиазматада бір-бірімен байланысып қалады. Хиазматалар I анафазаға дейін сақталады. Хиазматтардың саны хромосоманың түріне және ұзындығына байланысты өзгереді. Мейоз I кезінде гомологты хромосомалардың дұрыс бөлінуі үшін бір хромосомада кем дегенде бір хиазма болуы керек, бірақ олардың саны 25-ке дейін болуы мүмкін. Кроссоверден кейін синаптонемалық кешен ыдырап, гомологтық жұптар арасындағы когезин байланысы жойылады. I профазаның соңында жұптар тек хиасматада ((сурет)) бірге ұсталады. Бұл жұптар тетрадалар деп аталады, өйткені гомологтық хромосомалардың әрбір жұбының төрт қарындас хроматидтері қазір көрінеді.

Кроссовер оқиғалары мейоз нәтижесінде пайда болатын ядролардағы генетикалық вариацияның бірінші көзі болып табылады. Гомологты емес хроматидтер арасындағы бір кроссовер оқиғасы аналық хромосома мен әкелік хромосома арасындағы эквивалентті ДНҚ-ның өзара алмасуына әкеледі. Рекомбинантты қарындас хроматидті гамета жасушасына ауыстырғанда, ол бір ата-анадан ДНҚ-ны және екінші ата-анадан біраз ДНҚ-ны тасымалдайды. Рекомбинантты хроматидте кроссоверге дейін болмаған аналық және әкелік гендердің тіркесімі бар. Кроссовер оқиғалары синапсталған хромосомалардың ұзындығының кез келген жерінде дерлік болуы мүмкін. Осылайша, мейоздан өтетін әртүрлі жасушалар аналық және ата-аналық гендердің әртүрлі комбинациялары бар әртүрлі рекомбинантты хроматидтерді шығарады. Хромосоманың иініндегі бірнеше кроссовер бірдей әсерге ие, генетикалық рекомбинирленген хромосомаларды өндіру үшін ДНҚ сегменттерін алмастырады.


Прометафаза I

I прометафазаның негізгі оқиғасы шпиндель талшықтарының микротүтікшелерінің центромералардағы кинетохора белоктарына қосылуы болып табылады. Кинетохора белоктары хромосоманың центромераларын митоздық шпиндельдің микротүтікшелерімен байланыстыратын көп белокты кешендер. Микротүтікшелер микротүтікшелерді ұйымдастыру орталықтарынан (МТОК) өседі. Жануарлар жасушаларында МТОК - бұл жасушаның қарама-қарсы полюстерінде орналасқан центросомалар. Әрбір полюстен шыққан микротүтікшелер жасушаның ортасына қарай жылжиды және екі біріктірілген гомологтық хромосомалардың кинетохораларының біріне бекітіледі. Гомологтық жұптың әрбір мүшесі келесі фазада микротүтікшелер гомологтық жұпты ажырата алатындай етіп жасушаның қарама-қарсы полюстерінен созылған микротүтікшеге бекітіледі. Кинетохораға бекітілген шпиндель талшығы а деп аталады кинетохора микротүтікшелері. I прометафазаның соңында әрбір тетрада екі полюстен де микротүтікшелерге бекітіледі, бір гомологты хромосома әрбір полюске қарайды. Гомологиялық хромосомалар әлі де хиазматада бірге ұсталады. Сонымен қатар, ядролық мембрана толығымен бұзылды.

Метафаза I

Метафаза I кезінде гомологиялық хромосомалар орналасады метафазалық тақта—шамамен жасушаның орта сызығында, кинетохоралары қарама-қарсы полюстерге қараған. Гомологтық жұптар экваторда кездейсоқ бағдарланады. Мысалы, 1-хромосоманың екі гомологтық мүшесі таңбаланса а және б, содан кейін хромосомалар a-b немесе b-a қатарласуы мүмкін. Бұл гамета тасымалдайтын гендерді анықтауда маңызды, өйткені әрқайсысы екі гомологтық хромосоманың біреуін ғана алады. (Естеріңізге сала кетейік, кроссинг-оверден кейін гомологтық хромосомалар бірдей болмайды. Олардың генетикалық ақпаратында шамалы айырмашылықтар болады, бұл әрбір гаметаның бірегей генетикалық құрылымына ие болады.)

Метафазалық пластинкадағы рекомбинирленген хромосомалардың теңестіруіндегі кездейсоқтық, бауырлас емес хроматидтер арасындағы қиылысу оқиғаларымен бірге ұрпақтардағы генетикалық вариацияның көп бөлігіне жауап береді. Мұны әрі қарай түсіндіру үшін, жыныстық жолмен көбейетін ағзаның гомологтық хромосомалары бастапқыда әрбір ата-анадан бір-бірден екі бөлек жиынтық ретінде тұқым қуалайтынын есте сақтаңыз. Мысал ретінде адамдарды қолданатын болсақ, ана берген жұмыртқада 23 хромосоманың бір жиынтығы бар. Әкесі жұмыртқаны ұрықтандыратын сперматозоидтағы 23 хромосоманың басқа жиынтығын береді. Көп жасушалы ұрпақтың әрбір жасушасында гомологтық хромосомалардың бастапқы екі жиынтығының көшірмелері болады. Мейоздың I профазасында гомологиялық хромосомалар тетрадаларды құрайды. I метафазада бұл жұптар жасушаның екі полюсі арасындағы ортаңғы нүктеде тізіліп, метафаза тақтасын құрайды. Микротүтікше талшығының аналық немесе әкелік тұқым қуалайтын хромосомамен кездесу мүмкіндігі бірдей болғандықтан, метафаза пластинасындағы тетрадалардың орналасуы кездейсоқ болады. Осылайша, кез келген аналық тұқым қуалайтын хромосома кез келген полюске қарсы тұруы мүмкін. Сол сияқты, кез келген аталық тұқым қуалайтын хромосома да кез келген полюске қарсы тұруы мүмкін. Әрбір тетраданың бағыты басқа 22 тетраданың бағдарына тәуелсіз.

Бұл оқиға — кездейсоқ (немесе тәуелсіз) метафазалық пластинкадағы гомологиялық хромосомалардың ассортименті — гаметаларға немесе спораларға вариацияны енгізетін екінші механизм. Мейозға ұшыраған әрбір жасушада тетрадалардың орналасуы әртүрлі. Вариациялар саны жиынтықты құрайтын хромосомалардың санына байланысты. Метафазалық пластинадағы бағдарлаудың екі мүмкіндігі бар, сәйкестіктердің ықтимал саны 2-ге тең. n диплоидты жасушада, мұнда n гаплоидты жиынтықтағы хромосомалардың саны. Адамдарда 23 хромосома жұбы бар, соның нәтижесінде метафаза пластинасындағы хромосомалардың кездейсоқ реттелгендігінен сегіз миллионнан астам (2 23) генетикалық ерекшеленетін гаметалар пайда болады. Бұл санға қарындас емес хроматидтер арасында кроссинг арқылы бұрын пайда болған өзгергіштік кірмейді. Осы екі механизмді ескере отырып, мейоз нәтижесінде пайда болатын кез келген екі гаплоидты жасушаның бірдей генетикалық құрамға ие болуы екіталай ((сурет)).

Қорытындылай келе, мейоз I екі жолмен генетикалық әртүрлі гаметаларды жасайды. Біріншіден, I профаза кезінде хромосомалардың әрбір гомологтық жұбының бауырлас емес хроматидтері арасындағы кроссовер оқиғалары аналық және әкелік гендердің жаңа комбинациялары бар рекомбинантты хроматидтерді тудырады. Екіншіден, метафазалық пластинкадағы тетрадалардың кездейсоқ ассортименті гаметаларға енетін аналық және әкелік хромосомалардың бірегей комбинацияларын жасайды.


Анафаза I

I анафазада микротүтікшелер байланысқан хромосомаларды ажыратады. Апалы хроматидтер центромерада бір-бірімен тығыз байланысқан.Біріктірілген кинетохораларға қосылған микротүтікшелер гомологтық хромосомаларды бір-бірінен ажырататындықтан, хиазмалар I анафазада бұзылады ((сурет)).

Телофаза I және цитокинез

Телофазада бөлінген хромосомалар қарама-қарсы полюстерге келеді. Қалған типтік телофаза оқиғалары түрге байланысты болуы немесе болмауы мүмкін. Кейбір организмдерде телофаза I кезінде түзілген хроматидтердің бөлінген жиынтықтарының айналасында хромосомалар «деконденсацияланады» және ядролық қабықтар пайда болады. Басқа организмдерде, цитокинез—цитоплазмалық компоненттердің екі еншілес жасушаға физикалық бөлінуі — ядролардың реформациясыз жүреді. Жануарлардың және кейбір саңырауқұлақтардың барлық дерлік түрлерінде цитокинез жасуша мазмұнын а арқылы бөледі жыртылған бороз (цитоплазманың бөлінуіне әкелетін актин сақинасының тарылуы). Өсімдіктерде, а жасушалық пластинка жасуша цитокинезі кезінде Гольджи көпіршіктерінің метафаза пластинасында бірігуі арқылы түзіледі. Бұл жасуша пластинасы, сайып келгенде, екі аналық жасушаны бөлетін жасуша қабырғаларының пайда болуына әкеледі.

Екі гаплоидты жасуша диплоидты жасушаның бірінші мейоздық бөлінуінің нәтижесі болып табылады. Жасушалар гаплоидты, өйткені әр полюсте гомологтық хромосомалардың әрбір жұбының біреуі ғана болады. Сондықтан хромосомалардың бір ғана толық жиынтығы бар. Сондықтан жасушалар гаплоидты болып саналады - бір ғана хромосома жиынтығы бар, әрбір хромосома әлі де екі қарындас хроматидтерден тұрады. Еске салайық, апалы хроматидтер екі гомологтық хромосоманың біреуінің көшірмелері ғана (кроссинг-over кезінде болған өзгерістерді қоспағанда). II мейозда бұл екі қарындас хроматидтер бөлініп, төрт гаплоидты еншілес жасушаларды жасайды.

Жануар жасушаларының мейозымен (Javascript интерактивті) хромосомалар қалай тураланатынын және көшетінін бақылай отырып, мейоз процесін қарастырыңыз.

Мейоз II

Кейбір түрлерде жасушалар II мейозға дейін қысқа интерфазаға немесе интеркинезге өтеді. Интеркинезде S фазасы жоқ, сондықтан хромосомалар қайталанбайды. I мейозда түзілген екі жасуша мейоз II оқиғаларын синхронды түрде өтеді. Мейоз II кезінде екі аналық жасушаның ішіндегі қарындас хроматидтері бөлініп, төрт жаңа гаплоидты гаметалар түзіледі. II мейоздың механикасы митозға ұқсас, тек әрбір бөлінетін жасушада әрқайсысында екі хроматид бар гомологиялық хромосомалардың бір ғана жиынтығы болады. Демек, әрбір жасушада митоздан өтетін диплоидты жасуша ретінде бөлінетін бауырлас хроматидтердің жарты саны болады. Хромосомалық құрамы бойынша II мейоздың басындағы жасушалар G-дегі гаплоидты жасушаларға ұқсас.2, митозға өтуге дайындалуда.

Профаза II

I телофазада хромосомалар деконденсацияланса, олар қайтадан конденсацияланады. Егер ядролық қабықшалар пайда болса, олар көпіршіктерге бөлінеді. Интеркинез кезінде қайталанған МТОК бір-бірінен қарама-қарсы полюстерге қарай жылжиды және жаңа шпиндельдер пайда болады.

II прометафаза

Ядролық қабықшалар толығымен бұзылып, шпиндель толығымен қалыптасады. Әрбір қарындас хроматид қарама-қарсы полюстерден микротүтікшелерге жабысатын жеке кинетохора құрайды.

Метафаза II

Апалы хроматидтер максималды конденсацияланған және жасушаның экваторында тураланған.

II анафаза

Апалы хроматидтер кинетохора микротүтікшелері арқылы бөлініп, қарама-қарсы полюстерге қарай жылжиды. Кинетохорлы емес микротүтікшелер жасушаны ұзартады.


Телофаза II және цитокинез

Хромосомалар қарама-қарсы полюстерге келіп, конденсациялана бастайды. Хромосомалардың айналасында ядролық қабықтар пайда болады. Егер ата-аналық жасуша, әдетте, диплоидты болса, цитокинез енді екі жасушаны төрт ерекше гаплоидты жасушаға бөледі. Жасушалар аталық және аналық гомологтардың кездейсоқ ассортиментіне және кроссовер кезінде пайда болатын хромосомалардың аналық және әкелік сегменттерінің (олардың гендер жиынтығымен) рекомбинациясына байланысты генетикалық бірегей болып табылады. Мейоздың бүкіл процесі (суретте) көрсетілген.


Мейоз бен митозды салыстыру

Митоз және мейоз - бұл эукариоттық жасушалардағы ядроның бөліну формасы. Олардың кейбір ұқсастықтары бар, бірақ сонымен бірге өте әртүрлі нәтижелерге әкелетін бірқатар маңызды және айқын айырмашылықтарды көрсетеді ((Сурет)). Митоз - бұл әдетте екі жаңа жасушаға бөлінген екі ядроға әкелетін жалғыз ядролық бөліну. Митоздық бөліну нәтижесінде пайда болған ядролар генетикалық жағынан бастапқы ядромен бірдей. Олардың хромосома жиынтығының саны бірдей: гаплоидты жасушаларда бір жиынтық және диплоидты жасушалар жағдайында екі жиынтық. Керісінше, мейоз екі ядролық бөлімнен тұрады, нәтижесінде төрт ядро ​​пайда болады, олар әдетте төрт жаңа, генетикалық тұрғыдан ерекшеленген жасушаға бөлінеді. Мейоз кезінде түзілген төрт ядро ​​генетикалық жағынан бірдей емес және олардың құрамында тек бір хромосома жиынтығы бар. Бұл диплоидты болып табылатын бастапқы жасушадағы хромосома жиынтығының жартысы.

Митоз мен мейоздың негізгі айырмашылықтары мейоз I-де болады, бұл митозға қарағанда өте өзгеше ядролық бөліну. I мейозда гомологты хромосома жұптары синаптонемалық кешенмен физикалық түрде кездеседі және байланысады. Осыдан кейін хромосомалар хиазматтарды дамытады және бауырлас емес хроматидтер арасында кроссоверден өтеді. Соңында хромосомалар метафаза пластинасының бойымен тетрадалар түрінде орналасады - қарама-қарсы шпиндельді полюстердегі кинетохора талшықтары гомологтың әрбір кинетохорасына бекітіліп, тетрада түзеді. Бұл оқиғалардың барлығы тек I мейозда болады.

Хиазмата шешілгенде және гомологтардың бір немесе басқа полюске ауысуымен тетрада ыдырағанда, плоидтық деңгей - әрбір болашақ ядродағы хромосомалар жиынтығының саны - екіден біреуге дейін азаяды. Осы себепті I мейозды редукциялық бөліну деп атайды. Митоз кезінде плоидтық деңгейдің мұндай төмендеуі болмайды.

Мейоз II митоздық бөлінуге ұқсас. Бұл жағдайда қайталанатын хромосомалар (олардың бір ғана жиынтығы) қарама-қарсы полюстерден кинетохора талшықтарына бекітілген бөлінген кинетохоралары бар метафазалық пластинада тізіледі. II анафаза кезінде, митоздық анафазадағы сияқты, кинетохорлар бөлінеді және бір қарындас хроматид (қазір хромосома деп аталады) бір полюске, ал екінші қарындас хроматид екінші полюске тартылады. Егер кроссовер болмағанда, әрбір жеке мейоз II бөлінуінің екі өнімі бірдей болар еді (митоздағыдай). Оның орнына, олар әр түрлі, өйткені әр хромосомада кем дегенде бір кроссовер болған. Мейоз II редукциялық бөліну емес, өйткені алынған жасушаларда геномның көшірмелері аз болса да, I мейоздың соңында болғандай хромосомалардың бір жиынтығы әлі де бар.


Мейоз эволюциясының құпиясы Ағзалардың кейбір сипаттамаларының кең тараған және іргелі болғаны сонша, кейде олардың басқа қарапайым белгілер сияқты дамығанын есте сақтау қиын. Мейоз - бұл өте күрделі жасушалық оқиғалар тізбегі, биологтар оның қалай дамығаны туралы гипотезаны тексеруде қиындықтарға тап болды. Мейоз жыныстық көбеюмен және оның артықшылықтары мен кемшіліктерімен тығыз байланысты болғанымен, мейоздың эволюциясы мен жыныстың эволюциясы туралы сұрақтарды бөліп алу маңызды, өйткені ерте мейоз қазіргіге қарағанда әртүрлі себептермен тиімді болуы мүмкін. Қораптан тыс ойлау және мейоздың алғашқы пайдасы қандай болуы мүмкін екенін елестету - оның қалай дамығанын анықтаудың бір жолы.

Мейоз және митоз айқын жасушалық процестерді бөліседі және мейоздың митоздан пайда болғаны мағынасы бар. Қиындық мейоз I мен митоз арасындағы айқын айырмашылықтарда жатыр. Адам Уилкинс пен Робин Холлидэй 1 митоздан мейоздың эволюциясы үшін қажет бірегей оқиғаларды қорытындылады. Бұл қадамдар гомологты хромосомалардың жұптасуы және синапсис, кроссовер алмасулар, анафаза кезінде бекітілген қарындас хроматидтері және интерфазадағы ДНҚ репликациясының басылуы. Олар бірінші қадам ең қиын және ең маңызды екенін және оның қалай дамығанын түсіну эволюциялық процесті айқынырақ ететінін айтады. Олар синапсис эволюциясына жарық түсіретін генетикалық эксперименттерді ұсынады.

Ағымдағы мейоздың эволюциясын түсінудің басқа да тәсілдері бар. Бір жасушалы протисталарда мейоздың әртүрлі формалары болады. Кейбіреулер мейоздың қарапайым немесе «қарабайыр» формалары болып көрінеді. Әртүрлі протистердің мейоздық бөлінулерін салыстыру мейоздың эволюциясына жарық түсіруі мүмкін. Марили Рамеш және оның әріптестері 2 мейоздың қашан және қай жерде дамығанын түсіну үшін протистердің мейозына қатысатын гендерді салыстырды. Зерттеулер әлі де жалғасып жатқанымен, протистердің мейозы туралы соңғы ғылыми зерттеулер мейоздың кейбір аспектілері басқаларға қарағанда кеш дамыған болуы мүмкін деп болжайды. Генетикалық салыстырудың мұндай түрі мейоздың қандай аспектілері ең көне екенін және олар бұрынғы жасушаларда қандай жасушалық процестерден алынғанын айта алады.

Жасуша бөлінуінің мейоздық процесін митозбен салыстыру үшін «Жасушалардың қалай бөлінуі» (веб-сайт, интерактивті) бөлімін басыңыз.

Бөлімнің қысқаша мазмұны

Жыныстық көбею үшін ағзалардың ұрықтандыру кезінде бірігіп, ұрпақ әкелетін жасушаларды шығаруы қажет. Көптеген жануарларда мейоз диплоидты ата-аналық жасушалардан гаплоидты жұмыртқалар мен сперматозоидтарды өндіру үшін қолданылады, осылайша жұмыртқа мен сперматозоидтың қосылуы диплоидты зигота түзеді. Митоз сияқты, ДНҚ репликациясы мейозға дейін жасушалық циклдің S-фазасында жүреді, осылайша әрбір хромосома қарындас хроматидтерінің жұбына айналады. Мейозда ядролық бөлінудің екі раунды бар, нәтижесінде төрт ядро ​​және әдетте төрт аналық жасуша пайда болады, олардың әрқайсысында ата-аналық жасуша ретінде хромосома санының жартысы бар. Бірінші бөліну гомологтарды, ал екіншісі митоз сияқты хроматидтерді жеке хромосомаларға бөледі. Мейоз I профазадағы кроссовер кезінде, сондай-ақ I метафазадағы тетрадалардың кездейсоқ реттелгені кезінде еншілес ядролардың вариациясын тудырады. Мейоз арқылы түзілетін жасушалар генетикалық тұрғыдан бірегей.

Мейоз және митоз ұқсас процестерді бөліседі, бірақ әртүрлі нәтижелерге ие. Митоздық бөлінулер – генетикалық жағынан бірдей еншілес ядроларды тудыратын жалғыз ядролық бөлімдер (яғни, әрбір еншілес ядрода бастапқы жасушадағы хромосома жиынтығының саны бірдей болады). Керісінше, мейоздық бөлінулер екі ядролық бөлімді қамтиды, олар ақыр соңында тек бір хромосома жиынтығы бар (ата-аналық жасушадағы хромосомалардың екі жиынтығының орнына) төрт генетикалық әртүрлі аналық ядроларды шығарады. Екі ядролық бөліну процесінің арасындағы негізгі айырмашылықтар мейоздың бірінші бөлінуі кезінде орын алады: гомологты хромосомалардың жұптасуы, кроссовері және гомологты емес хроматид сегменттерінің алмасуы. Гомологиялық хромосомалар I мейоз кезінде әртүрлі ядроларға бөлініп, а бірінші бөлімшедегі плоидтық деңгейдің төмендеуі. Мейоздың екінші бөлінуі митоздық бөлінуге ұқсас, тек I профазадағы кроссовер және хромосомалардың рекомбинациясына байланысты еншілес жасушаларда бірдей геномдар болмайды.

Еркін жауап

Тетраданың пайда болуына әкелетін процесті сипаттаңыз.

Мейоздық интерфаза кезінде әрбір хромосома екі еселенеді. Синтез кезінде түзілетін бауырлас хроматидтер когезин белоктары арқылы центромера аймағында бірге ұсталады. Барлық хромосомалар ядролық қабықшаға ұштары арқылы бекітіледі. Жасуша I профазаға енген кезде ядролық қабық бөлшектене бастайды және гомологиялық хромосомаларды ұстайтын белоктар бір-бірін орналастырады. Төрт апалы хроматидтер ұзына бойына тураланады және оларды біріктіру үшін олардың арасында синаптонемалық кешен деп аталатын ақуыз торы түзіледі. Синаптонемальды кешен хромосоманың ұзындығы бойынша хиасмата түрінде байқалатын бауырлас емес хроматидтер арасындағы кроссоверді жеңілдетеді. I профаза дамыған сайын синаптонемалық кешен ыдырап, қарындас хроматидтер хиазматтармен бекітілген жерлерді қоспағанда, бос болады. Бұл кезеңде төрт хроматидтер әрбір гомологиялық жұпта көрінеді және оларды тетрада деп атайды.

Метафаза I кезінде гомологтық хромосомалардың кездейсоқ ретке келуі мейоз арқылы түзілетін гаметалардың өзгеруіне қалай ықпал ететінін түсіндіріңіз.

Кездейсоқ туралау белгілердің жаңа комбинацияларына әкеледі. Бастапқыда гамета тудыратын дара тұқым қуалайтын хромосомалар жұмыртқа мен сперматозоидтан бірдей дәрежеде пайда болды. I метафазада аналық және әкелік гомологты хромосомалардың қайталанатын көшірмелері жасушаның ортасында орналасады. Әрбір тетраданың бағдары кездейсоқ. Анадан алынған хромосомалардың кез келген полюске қарама-қарсы болу ықтималдығы бірдей. Әкеден алынған хромосомаларға да солай. Әр мейозда дерлік теңестіру әртүрлі болуы керек. Гомологиялық хромосомалар I анафазада ажырағандықтан, аналық және әкелік хромосомалардың кез келген комбинациясы әр полюске қарай жылжиды. Хромосомалардың осы екі тобынан түзілген гаметалар адамның ата-анасынан алынған белгілердің қоспасына ие болады. Әрбір гамета бірегей.

I прометафазадағы қарындас хроматидтерде кездесетін біріктірілген кинетохора қандай қызмет атқарады?

I метафазада гомологты хромосомалар метафаза пластинасының үстінде орналасады. I анафазада гомологиялық хромосомалар бөлініп, қарама-қарсы полюстерге ауысады. ІІ мейозға дейін бауырлас хроматидтер бөлінбейді. Мейоз I кезінде түзілген біріктірілген кинетохора тетрадамен байланысатын әрбір шпиндельді микротүтікшенің екі апалы хроматидтерге де қосылуын қамтамасыз етеді.

Мейоз кезеңдерін митоз кезеңдерімен салыстыру кезінде мейозға ғана тән және қай кезеңдер мейозда да, митозда да бірдей оқиғалар болады?

Мейоз I кезеңдерінің барлығы, мүмкін телофаза I-ден басқа, бірегей, өйткені бауырлас хроматидтер емес, гомологиялық хромосомалар бөлінеді. Кейбір түрлерде хромосомалар конденсацияланбайды және ядролық қабықшалар I телофазада түзілмейді. II профазаны қоспағанда, мейоздың барлық кезеңдері митоз кезеңдерімен бірдей оқиғаларға ие. Кейбір түрлерде хромосомалар әлі де конденсацияланған және ядролық қабық жоқ. Бұдан басқа, барлық процестер бірдей.

Неліктен рекомбинациялық түйіндердің пайда болуына кедергі келтіретін мутацияға ұшыраған жеке адам оның түрінің басқа өкілдеріне қарағанда кем жарамды деп саналады?

Егер адам рекомбинация түйіндерін жасай алмаса, мейоз кезінде адамның хромосомалары қиылыса алмайды. Бұл жеке гаметалардың генетикалық әртүрлілігін тәуелсіз ассортимент кезінде болатын жағдайға шектейді, барлық аналық жасушалар толық аналық немесе әкелік хроматидтерді алады. Әртүрлі ұрпақ әкеле алмайтын жеке адам әртүрлі ұрпақ беретін адамдарға қарағанда аз жарамды болып саналады.

II профаза кезінде кроссинг-овер орын ала ма? Эволюциялық тұрғыдан алғанда, бұл неге тиімді?

Кроссинг-овер II профазада болмайды, ол тек I профаза кезінде болады. II профазада әлі де әрбір геннің екі көшірмесі бар, бірақ олар бір хромосоманың ішіндегі қарындас хроматидтерде (I профилактикалық фазадағыдай гомологты хромосомалардан гөрі) болады. Демек, кез келген кроссовер оқиғасы бәрібір екі бірдей хроматидтерді шығарады. Генетикалық әртүрлілікті арттырмайтын оқиғаларға энергияны ысырап етпеу тиімді болғандықтан, кроссинг-over болмайды.

Сілтемелер

    Адам С. Вилкинс пен Робин Холлидей, «Митоздан мейоздың эволюциясы», Генетика 181 (2009): 3–12. Марили А. Рамеш, Шехре-Бану Малик және Джон М. Логсдон, кіші, «Мейоздық гендердің филогенетикалық тізімі: жыныстық қатынастың дәлелі Лямблия және мейоздың ерте эукариоттық шығу тегі» Қазіргі биология 15 (2005):185–91.

Глоссарий


Мазмұны

Мейоз процесі митоздың неғұрлым жалпы жасушалық бөліну процесімен байланысты болса да, ол екі маңызды жағынан ерекшеленеді:

әдетте бірдей қарындас хроматидтер арасында болады және генетикалық өзгерістерге әкелмейді

Мейоз гомологтар деп аталатын әр хромосоманың екі көшірмесін қамтитын диплоидты жасушадан басталады. Біріншіден, жасуша ДНҚ репликациясынан өтеді, сондықтан әрбір гомолог енді екі бірдей бауырлас хроматидтерден тұрады. Содан кейін гомологтардың әрбір жиынтығы бір-бірімен жұптасып, гомологтар арасындағы физикалық байланыстарға (кроссоверлерге) әкелетін гомологиялық рекомбинация арқылы генетикалық ақпаратпен алмасады. Бірінші мейоздық бөлінуде гомологтар шпиндель аппараты арқылы еншілес жасушаларды бөлу үшін бөлінеді. Содан кейін жасушалар ДНҚ репликациясының аралық айналымынсыз екінші бөлінуге көшеді. Апалы хроматидтер жалпы төрт гаплоидты жасушаны шығару үшін еншілес жасушаларды бөлу үшін бөлінеді. Аналық жануарлар бұл үлгіде аздап өзгереді және бір үлкен жұмыртқа жасушасы мен екі кішкентай полярлық денені шығарады. Рекомбинацияға байланысты жеке хроматид аналық және әкелік генетикалық ақпараттың жаңа комбинациясынан тұруы мүмкін, нәтижесінде ата-ананың кез келгенінен генетикалық тұрғыдан ерекшеленетін ұрпақтар пайда болады. Сонымен қатар, жеке гамета аналық, әкелік және рекомбинантты хроматидтердің ассортиментін қамтуы мүмкін. Жыныстық көбею нәтижесінде пайда болатын бұл генетикалық әртүрлілік табиғи іріктеу әрекет ете алатын белгілердің өзгеруіне ықпал етеді.

Мейоз митоз сияқты көптеген механизмдерді пайдаланады, бұл эукариоттардың бір жасушаны екі бірдей еншілес жасушаларға бөлу үшін пайдаланатын жасушалық бөліну түрі. Кейбір өсімдіктерде, саңырауқұлақтарда және протисталарда мейоз нәтижесінде споралар түзіледі: ұрықтанбай-ақ вегетативтік жолмен бөлінетін гаплоидты жасушалар. Кейбір эукариоттар, мысалы, бделлоидты ротиферлер, мейоз жүргізу қабілетіне ие емес және партеногенез арқылы көбею қабілетіне ие болды.

Мейоз архейлерде немесе бактерияларда болмайды, олар әдетте екілік бөліну арқылы жыныссыз көбейеді. Дегенмен, көлденең генді тасымалдау деп аталатын «жыныстық» процесс ДНҚ-ны бір бактериядан немесе археоннан екіншісіне көшіруді және әртүрлі ата-аналық шыққан ДНҚ молекулаларының рекомбинациясын қамтиды.

Мейозды алғаш рет теңіз кірпі жұмыртқаларында 1876 жылы неміс биологы Оскар Гертвиг ​​ашты және сипаттады. Оны 1883 жылы бельгиялық зоолог Эдуард Ван Бенеден хромосома деңгейінде сипаттады. Аскарида дөңгелек құрт жұмыртқалары. Мейоздың көбею және тұқым қуалау үшін маңызын тек 1890 жылы неміс биологы Август Вайсман сипаттады, ол хромосомалардың санын сақтау қажет болған жағдайда бір диплоидты жасушаны төрт гаплоидты жасушаға айналдыру үшін жасушаның екі бөлінуі қажет екенін атап өтті. 1911 жылы американдық генетик Томас Хант Морган жеміс шыбындарында мейозда кроссоверлерді анықтады. Drosophila melanogaster, бұл генетикалық белгілердің хромосомаларда берілетінін анықтауға көмектесті.

«Мейоз» термині гректің μείωσις сөзінен шыққан, «азаю» дегенді білдіреді. Оны биологияға Дж.Б.Фармер және Дж.Э.С. Мур 1905 жылы идиосинкратикалық «майоз» көрсетуін қолдана отырып:

Біз Флемминг бойынша Гетеротип және Гомотип деп белгіленген екі бөлімге енгізілген ядролық өзгерістердің бүкіл сериясын қамту үшін Майоз немесе Майотикалық фаза терминдерін қолдануды ұсынамыз.. [8]

Грек тілін транслитерациялаудың әдеттегі конвенцияларын сақтау үшін орфографияны Корникке (1905) және Пантел мен Де Синети (1906) «мейозға» өзгертті. [9]

Мейоз I және II мейозға бөлінеді, олар одан әрі тиісінше кариокинез I және цитокинез I және кариокинез II және цитокинез II болып бөлінеді. Мейозға әкелетін дайындық кезеңдері митоздық жасушалық циклдің интерфазасының үлгісі мен атауы бойынша бірдей. [10] Интерфаза үш фазаға бөлінеді:

    : Бұл өте белсенді фазада жасуша белоктардың кең ауқымын, соның ішінде өсу үшін қажет ферменттер мен құрылымдық ақуыздарды синтездейді. Г1, хромосомалардың әрқайсысы ДНҚ-ның бір сызықты молекуласынан тұрады. : Генетикалық материал жасушаның әрбір хромосомасының репликациялануы арқылы центромераға бекітілген екі бірдей қарындас хроматидтерге айналады. Бұл репликация жасушаның плоидтылығын өзгертпейді, өйткені центромера саны өзгеріссіз қалады. Бірдей қарындас хроматидтер жарық микроскопында көрінетін тығыз оралған хромосомаларға әлі конденсацияланбаған. Бұл мейоздың I профазасында болады. : Г2 Митозға дейінгі фаза мейозда жоқ. Мейоздық профаза G-ге барынша сәйкес келеді2 митоздық жасушалық циклдің фазасы.

Интерфазадан кейін I мейоз, содан кейін II мейоз өтеді. Мейоз I репликацияланған гомологты хромосомаларды, олардың әрқайсысы әлі де екі апалы хроматидтерден тұратын екі аналық жасушаға бөледі, осылайша хромосома санын екі есе азайтады. II мейоз кезінде апалы хроматидтер ажырап, нәтижесінде пайда болған аналық хромосомалар төрт аналық жасушаға бөлінеді. Диплоидты организмдер үшін мейоз нәтижесінде пайда болған аналық жасушалар гаплоидты болып табылады және әрбір хромосоманың бір ғана көшірмесін қамтиды. Кейбір түрлерде жасушалар мейоз I мен II мейоз арасындағы интеркинез деп аталатын тыныштық фазасына өтеді.

Мейоз I және II әрқайсысы митоздық жасушалық циклдегі ұқсас субфазаларға мақсаты бойынша ұқсас профаза, метафаза, анафаза және телофаза кезеңдеріне бөлінеді. Демек, мейозға мейоз I (профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I) және мейоз II (профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II) кезеңдері кіреді.

Мейоз кезінде спецификалық гендер жоғарырақ транскрипцияланады. [11] [12] мРНҚ-ның күшті мейоздық кезеңге тән экспрессиясынан басқа, мейоз кезінде гендердің соңғы мейоздық кезеңге тән ақуыз экспрессиясын реттейтін кең таралған трансляциялық бақылаулар (мысалы, алдын ала жасалған мРНҚ-ны таңдамалы пайдалану) бар. [13] Осылайша, транскрипциялық және трансляциялық бақылаулар мейозды жүзеге асыру үшін қажет мейоздық жасушалардың кең құрылымын анықтайды.

Мейоз I Өңдеу

Мейоз I гомологты хромосомаларды бөледі, олар тетрадалар түрінде қосылып (2n, 4c), әрқайсысында хроматидтік жұптар (1n, 2c) бар екі гаплоидты жасуша (n хромосома, адамда 23) түзеді. Плоидтылық диплоидтан гаплоидқа дейін азайғандықтан I мейоз деп аталады. қысқарту бөлімі. Мейоз II – бұл теңдеу бөлу митозға ұқсас, онда апалы хроматидтер бөлініп, төрт гаплоидты еншілес жасушалар (1n, 1c) түзіледі. [14]

Профаза I Өңдеу

I профаза мейоздың ең ұзақ кезеңі болып табылады (тышқандарда 14 күннен 13 күнге созылады [15]). Профаза I кезінде гомологтық аналық және әкелік хромосомалар жұптасып, синапс жасайды және генетикалық ақпаратпен алмасады (гомологиялық рекомбинация арқылы), бір хромосомаға кемінде бір кроссовер түзеді. [16] Бұл кроссоверлер хиасмата (көпше сингулярлық хиазма) түрінде көрінеді. [17] Бұл процесс гомологиялық хромосомалар арасындағы тұрақты жұптасуды жеңілдетеді және осылайша бірінші мейоздық бөліну кезінде хромосомаларды дәл бөлуге мүмкіндік береді. Жұпталған және репликацияланған хромосомалар биваленттер (екі хромосома) немесе тетрадалар (төрт хроматидтер) деп аталады, олардың әрқайсысында бір хромосома келеді. Профаза I хромосомалардың пайда болуына қарай аталатын қосалқы сатылар қатарына бөлінеді.

Лептотинді өңдеу

I профазаның бірінші кезеңі лептотин кезең деп те аталады лептонема, грек сөздерінен «жұқа жіптер» дегенді білдіреді. [18] : 27 I профазаның осы кезеңінде жеке хромосомалар (әрқайсысы екі репликацияланған апалы-сіңлілі хроматидтерден тұрады) ядро ​​ішінде көрінетін жіптерді қалыптастыру үшін «дараланады». [18] : 27 [19] : 353 Хромосомалардың әрқайсысы когезин арқылы жүретін ілмектердің сызықтық массивін құрайды, ал синаптонемалық кешеннің бүйірлік элементтері ілмектер шығатын "осьтік элементті" құра отырып жиналады. [20] Рекомбинация осы кезеңде бағдарламаланған қос тізбек үзілістерін жасайтын SPO11 ферментімен басталады (тышқандардағы мейозға шамамен 300). [21] Бұл процесс гомологтық хромосомаларға еніп, ось аралық көпірлерді құрайтын және нәтижесінде гомологтардың жұптасуына/бірге теңестірілуіне әкелетін RAD51 және DMC1 қаптаған бір тізбекті ДНҚ жіптерін жасайды (қашықтыққа дейін).

Зиготенді өңдеу

Лептотеннен кейін тұрады зиготен кезең деп те аталады зигонема, «жұпталған жіптер» деген мағынаны білдіретін грек сөздерінен [18] : 27 кейбір организмдерде теломерлердің ядроның бір ұшында топтасу жолына байланысты гүл шоқтары кезеңі деп те аталады. [23] Бұл кезеңде гомологтық хромосомалар жақынырақ болады (

100 нм) және тұрақты жұптастырылған (синапсис деп аталатын процесс) синаптонемалық кешеннің көлденең және орталық элементтерін орнату арқылы жүзеге асырылады. [20] Синапсис рекомбинация түйінінен бастап найзағай тәрізді болады деп есептеледі. Жұптасқан хромосомалар бивалентті немесе тетрадалы хромосомалар деп аталады.

Pachytene өңдеуі

The пахитен кезең ( / ˈ p æ k ɪ t iː n / PAK -i-жасөспірім), ретінде де белгілі пачинема, грек сөздерінен «қалың жіптер» дегенді білдіреді. [18] : 27 - барлық аутосомды хромосомалардың синапсы болатын кезеңі. Бұл кезеңде хромосомалық кроссоверді (кроссинг-верді) қоса алғанда, гомологиялық рекомбинация лептотенде түзілген қос жіптік үзілістерді жөндеу арқылы аяқталады. [20] Үзілістердің көпшілігі гендік конверсияға әкелетін кроссоверлерді құрмай жөнделеді. [24] Дегенмен, үзілістердің ішкі жиыны (әр хромосомаға кемінде бір) туыстық емес (гомологтық) хромосомалардың арасындағы кроссоверлерді құрайды, нәтижесінде генетикалық ақпарат алмасу болады. [25] Жыныс хромосомалары, дегенмен, толығымен бірдей емес және псевдоавтосомды аймақ деп аталатын гомологияның шағын аймағында ғана ақпарат алмасады. [26] Гомологты хроматидтер арасындағы ақпарат алмасу әрбір хромосоманың бұрынғы ақпараттың толық жиынтығына ие ақпараттың рекомбинациясына әкеледі және процесс нәтижесінде пайда болған бос орындар жоқ. Синаптонемалық кешенде хромосомаларды ажырату мүмкін болмағандықтан, нақты кроссинг-over актісі кәдімгі жарық микроскопы арқылы қабылданбайды, ал хиазматалар келесі кезеңге дейін көрінбейді.

Диплотанды өңдеу

кезінде диплотен кезең деп те аталады диплонема, грек тілінен аударғанда «екі жіп» [18] : 30 синаптонемалық кешен бөлшектенеді және гомологтық хромосомалар бір-бірінен аздап бөлінеді. Дегенмен, әрбір биваленттің гомологтық хромосомалары кроссинг-овер болған аймақтардағы хиасматада тығыз байланыста қалады. Гомологты хромосомалардың жасушаның қарама-қарсы полюстеріне жылжуына мүмкіндік беру үшін анафаза I-ге өту кезінде хиазмалар хромосомаларда үзілгенше қалады.

Адам ұрықтың оогенезінде барлық дамып келе жатқан ооциттер осы кезеңге дейін дамиды және туылғанға дейін I профазада ұсталады. [27] Бұл тоқтатылған күй деп аталады диктиотен кезеңі немесе диктатура. Ол овуляцияға жұмыртқаны дайындау үшін мейоз қайта басталғанға дейін созылады, ол жыныстық жетілу кезінде немесе одан кейін болады.

Диакинезді өңдеу

кезінде хромосомалар одан әрі конденсацияланады диакинез кезең, грек сөздерінен «жылжу» дегенді білдіреді. [18] : 30 Бұл тетрадалардың төрт бөлігі нақты көрінетін мейоздың бірінші нүктесі. Қиылысу орындары бір-бірімен араласып, тиімді қабаттасып, хиасматаны анық көрінеді. Бұл бақылаудан басқа кезеңнің қалған бөлігі митоздың прометафазасына қатты ұқсайды, ядролар жойылады, ядролық мембрана көпіршіктерге ыдырайды және мейоздық шпиндель қалыптаса бастайды.

Мейоздық шпиндельді қалыптастыру Өңдеу

Митоздық жасушалардан айырмашылығы, адам мен тышқан жұмыртқаларында мейоздық шпиндельді түзетін центросомалар болмайды. Тышқандарда шамамен 80 Micro Tubule Organizing Centers (MTOCs) ооплазмада шар құрайды және кинетохорадағы хромосомаларға қосылып, хромосомаларға қарай созылатын микротүтікшелерді ядролай бастайды. Уақыт өте келе MTOC екі полюс пайда болғанша біріктіріліп, бөшке тәрізді шпиндель пайда болады. [28] Адамның жұмыртқа жасушаларында шпиндельді микротүтікшелердің нуклеациясы хромосомаларда басталады, ол ақырында хромосомаларды қоршап кеңейетін астра түзеді. [29] Содан кейін хромосомалар микротүтікшелер бойымен шпиндельдің экваторына қарай жылжиды, бұл кезде хромосома кинетохоралары микротүтікшелерге жалғанған тіркемелерді құрайды. [30]

Метафаза I өңдеу

Гомологиялық жұптар метафаза пластинасының бойымен бірге қозғалады: As кинетохора микротүтікшелері екі шпиндель полюсінен өздерінің тиісті кинетохораларына қосылып, жұпталған гомологтық хромосомалар гомологты хромосомалардың екі кинетохораларынан шығатын микротүтікшелердің биваленттерге әсер ететін үздіксіз тепе-теңдік күштерінің арқасында шпиндельді екіге бөлетін экваторлық жазықтық бойымен тураланады. Бұл тіркеме биполярлы тіркеме деп аталады. Хромосомалардың тәуелсіз ассортиментінің физикалық негізі метафаза пластинасының бойымен әрбір биваленттің бір экваторлық сызық бойындағы басқа биваленттердің бағытына қатысты кездейсоқ бағдарлануы болып табылады. [17] Протеин кешені когезин бауырлас хроматидтерді олардың репликациялану сәтінен анафазаға дейін бірге ұстайды. Митозда қарама-қарсы бағытта тартылатын кинетохора микротүтіктерінің күші шиеленіс тудырады. Жасуша бұл шиеленісті сезеді және барлық хромосомалар дұрыс би-бағдарланғанша анафазамен ілгерілемейді. Мейозда шиеленісті орнату үшін әдетте бір хромосома жұбына кемінде бір кроссовер қажет, сонымен қатар бауырлас хроматидтер арасындағы когезинге (хромосомалардың бөлінуін қараңыз).

Анафаза I Өңдеу

Кинетохора микротүтіктері қысқарып, гомологтық хромосомаларды (олардың әрқайсысы бір жұп апалы хроматидтерден тұрады) қарама-қарсы полюстерге тартады. Кинетохоралық емес микротүтікшелер ұзарып, центросомаларды бір-бірінен алшақтайды. Жасуша орталықтан төмен бөлінуге дайындалу үшін ұзарады. [17] Митоздан айырмашылығы, хромосома иықтарындағы когезин ғана ыдырайды, ал центромераны қоршап тұрған когезин Шугошин (жапон тілінде «қорғаушы рух») деп аталатын ақуызмен қорғалған күйінде қалады, бұл бауырлас хроматидтердің бөлінуіне жол бермейді. [31] Бұл гомологтар бөлінген кезде бауырлас хроматидтерге бірге қалуға мүмкіндік береді.

Телофаза I өңдейді

Бірінші мейоздық бөліну хромосомалар полюстерге жеткенде тиімді аяқталады. Әрбір еншілес жасушада хромосомалардың жартысы бар, бірақ әрбір хромосома жұп хроматидтерден тұрады. Шпиндель торын құрайтын микротүтікшелер жойылып, әрбір гаплоидты жиынтықты жаңа ядролық мембрана қоршайды. Хромосомалар қайтадан хроматинге айналады. Цитокинез, жануар жасушаларында жасуша қабықшасының қысылуы немесе өсімдік жасушаларында жасуша қабырғасының пайда болуы, екі аналық жасушаның жасалуын аяқтайды. Алайда, цитокинез толық аяқталмайды, нәтижесінде «цитоплазмалық көпірлер» пайда болады, бұл цитоплазманы II мейоздың соңына дейін еншілес жасушалар арасында бөлісуге мүмкіндік береді. [32] Телофаза I кезінде қарындас хроматидтер бекітіледі.

Жасушалар интеркинез немесе интерфаза II деп аталатын тыныштық кезеңіне өтуі мүмкін. Бұл кезеңде ДНҚ репликациясы болмайды.

Мейоз II Өңдеу

Мейоз II екінші мейоздық бөліну болып табылады және әдетте теңдеулік сегрегацияны немесе бауырлас хроматидтердің бөлінуін қамтиды. Механикалық тұрғыдан бұл процесс митозға ұқсас, бірақ оның генетикалық нәтижелері түбегейлі ерекшеленеді. Ақырғы нәтиже - I мейозда түзілген екі гаплоидты жасушадан (n хромосомалары бар, әрқайсысында екі қарындас хроматидтерден тұратын) төрт гаплоидты жасуша (n хромосома, адамда 23) түзіледі. II мейоздың төрт негізгі сатысы: профаза II. , метафаза II, анафаза II және телофаза II.

жылы профаза II, біз қайтадан ядролар мен ядро ​​қабығының жоғалып кетуін, сондай-ақ хроматидтердің қысқаруын және қалыңдауды көреміз. Центросомалар полярлық аймақтарға ауысып, екінші мейоздық бөліну үшін шпиндель талшықтарын орналастырады.

жылы II метафаза, центромералар қарама-қарсы полюстердегі центросомалардан шпиндель талшықтарына қосылатын екі кинетохорадан тұрады. Жаңа экваторлық метафазалық пластинка I мейозбен салыстырғанда алдыңғы тақтаға перпендикуляр 90 градусқа бұрылады. [33]

Осыдан кейін анафаза II, онда бұдан былай Шугошинмен қорғалмаған қалған центромерлі когезин бөлініп, апалы хроматидтердің бөлінуіне мүмкіндік береді. Қарама-қарсы полюстерге қарай жылжып келе жатқан қарындас хроматидтері енді қарындас хромосомалар деп аталады. [31]

Процесс мынамен аяқталады телофаза II, ол телофаза I-ге ұқсас және хромосомалардың деконденсациясымен және ұзаруымен және шпиндельдің бөлшектенуімен ерекшеленеді. Ядролық конверттер қайта қалыптасады және ыдырау немесе жасуша пластинкасының түзілуі, сайып келгенде, әрқайсысында гаплоидты хромосома жиынтығы бар төрт еншілес жасушаларды тудырады.

Мейоз енді аяқталды және төрт жаңа аналық жасушамен аяқталады.

The мейоздың шығу тегі мен қызметі Қазіргі уақытта ғылыми тұрғыдан жақсы түсінілмейді және эукариоттардың жыныстық көбею эволюциясы туралы іргелі түсінік береді. Эукариоттардағы жыныс эволюцияда қалай пайда болды, жыныстық көбею қандай негізгі функцияны атқарады және жыныстық қатынастың екі еселік құнын ескере отырып, ол не үшін сақталады деген сұрақтар бойынша биологтар арасында қазіргі уақытта консенсус жоқ. Оның 1,2 миллиард жыл бұрын дамығаны және бастапқы жыныстық жолмен көбейетін түрлердің ұрпақтары болып табылатын барлық дерлік түрлер әлі де жыныстық репродукторлар, соның ішінде өсімдіктер, саңырауқұлақтар және жануарлар екені анық.

Мейоз эукариоттардың жыныстық циклінің негізгі оқиғасы болып табылады. Бұл жасушаның әрқайсысында ата-аналық жасушаның жартысына тең хромосомалары бар гаплоидты жасушалар (гаметалар) пайда болатын өмірлік цикл кезеңі. Әдетте әртүрлі жеке организмдерден пайда болатын осындай екі гаплоидты гамета ұрықтандыру процесі арқылы біріктіріліп, жыныстық цикл аяқталады.

Мейоз эукариоттар арасында кең таралған. Ол ашытқы сияқты бір жасушалы организмдерде, сондай-ақ адам сияқты көп жасушалы организмдерде кездеседі. Эукариоттар прокариоттардан 2,2 миллиард жылдан астам бұрын пайда болған [34] және ең алғашқы эукариоттар бір жасушалы организмдер болуы мүмкін. Эукариоттардағы жынысты түсіну үшін (1) бір жасушалы эукариоттарда мейоздың қалай пайда болғанын және (2) мейоздың қызметін түсіну керек.

Мейоз кезінде жасалған ДНҚ-ның жаңа комбинациялары мутациямен қатар генетикалық вариацияның маңызды көзі болып табылады, нәтижесінде пайдалы болуы мүмкін аллельдердің жаңа комбинациялары пайда болады. Мейоз гаметалардың генетикалық әртүрлілігін екі жолмен тудырады: (1) Тәуелсіз ассортимент заңы. Метафаза пластинасының бойымен гомологтық хромосома жұптарының тәуелсіз бағдарлануы метафаза I кезінде және бауырлас хроматидтердің II метафазада бағытталуы, бұл I және II анафаза кезінде гомологтар мен қарындас хроматидтердің кейіннен бөлінуі, бұл хромосомалардың әрқайсысына кездейсоқ және тәуелсіз таралуына мүмкіндік береді. аналық жасуша (және сайып келгенде гаметаларға) [35] және (2) Crossing Over. I профаза кезінде гомологиялық рекомбинация арқылы гомологты хромосомалық аймақтардың физикалық алмасуы хромосомалар ішіндегі генетикалық ақпараттың жаңа комбинацияларына әкеледі. [36]

I қамауға алуды алдын ала өңдеу

Аналық сүтқоректілер мен құстар болашақ овуляцияға қажетті барлық ооциттерге ие болып туылады және бұл ооциттер мейоздың I фазалық сатысында ұсталады. [37] Адамдарда, мысалы, ооциттер ұрықтың ішінде жүктіліктің үш-төрт айлары арасында қалыптасады, сондықтан туған кезде болады. Бұл профаза кезінде ондаған жылдарға созылуы мүмкін I кезең (диктиат) ұсталды, ооциттерде геномның төрт данасы болады. Төрт геномды көшіру сатысында ооциттерді ұстау ұрық сызығының ДНҚ-дағы зақымдануды қалпына келтіру үшін қажетті ақпараттық артықшылықты қамтамасыз ету үшін ұсынылды. [37] Қолданылған жөндеу процесі гомологты рекомбинациялық жөндеуді қамтитын сияқты [37] [38] Профаза I тұтқындалған ооциттердің ДНҚ зақымдалуын, әсіресе экзогенді индукцияланған қос тізбекті үзілістерді тиімді жөндеуге жоғары қабілеті бар. [38] ДНҚ-ны қалпына келтіру қабілеті әйел жынысындағы сапаны бақылаудың негізгі механизмі және құнарлылықтың маңызды детерминанты болып көрінеді. [38]

Өмірлік циклдерде Өңдеу

Мейоз жыныстық көбеюді қамтитын эукариоттардың өмірлік циклдарында жүреді, мейоз бен ұрықтанудың тұрақты циклдік процесінен тұрады. Бұл қалыпты митоздық жасуша бөлінуімен қатар жүреді. Көп жасушалы организмдерде диплоидты және гаплоидты ауысу арасында организм өсетін аралық саты бар. Тіршілік циклінің белгілі бір кезеңдерінде жыныс жасушалары гамета түзеді. Соматикалық жасушалар организмнің денесін құрайды және гамета түзуге қатыспайды.

Циклдік мейоз және ұрықтандыру оқиғалары ауыспалы гаплоидты және диплоидты күйлер арасында алға және артқа өтулер сериясын тудырады. Ағзаның өмірлік циклінің фазасы диплоидты күйде де болуы мүмкін (диплонтикалық өмірлік цикл), гаплоидты күйде (гаплонтикалық өмірлік цикл) немесе екеуі де (гаплодиплонтикалық өмірлік цикл, онда организмнің екі түрлі фазасы бар, біреуі гаплоидты күйде, екіншісі диплоидты күйде). Бұл мағынада организмнің фаза(лар)ының орналасуына қарай сараланған жыныстық көбеюді пайдаланатын өмірлік циклдің үш түрі бар. [ дәйексөз қажет ]

Ішінде диплонтикалық өмірлік цикл (прегаметикалық мейозбен), оның бөлігі адам болып табылады, организм диплоидты, зигота деп аталатын диплоидты жасушадан өседі. Ағзаның диплоидты ұрық сызықты дің жасушалары гаплоидты гаметаларды (еркектерде сперматозоидтар, әйелдерде аналық жасушалар) жасау үшін мейозға ұшырайды, олар ұрықтанып зигота түзеді. Диплоидты зигота организмге өсу үшін митоз жолымен бірнеше рет жасушалық бөлінуден өтеді.

Ішінде гаплонтикалық өмірлік цикл (постзиготикалық мейозбен) организм оның орнына гаплоидты болады, гамета деп аталатын жалғыз гаплоидты жасушаның көбеюі және дифференциациялануы арқылы уылдырық шашады. Қарама-қарсы жынысты екі организм диплоидты зигота түзу үшін гаплоидты гаметаларын қосады. Зигота бірден мейозға ұшырап, төрт гаплоидты жасуша жасайды. Бұл жасушалар организмді құру үшін митоздан өтеді. Көптеген саңырауқұлақтар мен көптеген қарапайымдылар гаплонтикалық өмірлік циклді пайдаланады. [ дәйексөз қажет ]

Ақырында, в гаплодиплондық өмірлік цикл (споралы немесе аралық мейозбен) тірі организм гаплоидты және диплоидты күйлер арасында алмасады. Демек, бұл цикл ұрпақтар алмасуы ретінде де белгілі. Диплоидты организмнің жыныс жасушалары спора түзу үшін мейозға ұшырайды. Споралар митоз жолымен көбейіп, гаплоидты организмге айналады. Содан кейін гаплоидты организмнің гаметасы басқа гаплоидты организмнің гаметасымен қосылып, зигота жасайды. Зигота қайтадан диплоидты организмге айналу үшін қайталанатын митоз бен дифференциациядан өтеді. Гаплодиплонтикалық өмірлік циклді диплонтикалық және гаплонтикалық өмірлік циклдердің бірігуі деп санауға болады. [39] [ дәйексөз қажет ]

Өсімдіктер мен жануарларда Өңдеу

Мейоз барлық жануарлар мен өсімдіктерде кездеседі. Ақырғы нәтиже, ата-аналық жасуша ретінде хромосомалардың жартысы бар гаметалар өндірісі бірдей, бірақ егжей-тегжейлі процесс басқаша. Жануарларда мейоз гаметаларды тікелей түзеді. Құрлықтағы өсімдіктерде және кейбір балдырларда ұрпақтар алмасып отырады, диплоидты спорофит ұрпақындағы мейоз гаплоидты спораларды түзеді. Бұл споралар митоз жолымен көбейіп, гаплоидты гаметофит генерациясына айналады, содан кейін тікелей гаметалар (яғни, әрі қарай мейозсыз) пайда болады. Жануарларда да, өсімдіктерде де соңғы кезең хромосомалардың бастапқы санын қалпына келтіре отырып, гаметалардың қосылуы болып табылады. [40]

Сүтқоректілерде Өңдеу

Әйелдерде мейоз ооциттер деп аталатын жасушаларда болады (сингулярлы: ооцит). Әрбір бастапқы ооцит мейозда екі рет бөлінеді, әр жағдайда бірдей емес. Бірінші бөліну аналық жасушаны және екінші бөлінуден өтуі мүмкін немесе болмауы мүмкін әлдеқайда кіші полярлық денені жасайды. II мейозда аналық жасушаның бөлінуі екінші полярлық денені және бір гаплоидты жасушаны тудырады, ол ұлғайып, жұмыртқа жасушасына айналады. Демек, әйелдерде мейозға ұшыраған әрбір бастапқы жұмыртқа жасушасы бір жетілген аналық жасуша мен бір немесе екі полярлы денені береді.

Әйелдерде мейоз кезінде үзілістер болатынын ескеріңіз. Пісіп жатқан ооциттер I мейоздың I профазасында ұсталып, фолликула деп аталатын соматикалық жасушалардың қорғаныс қабығында ұйықтап жатыр. Әрбір етеккір циклінің басында гипофиздің алдыңғы бөлігінен FSH секрециясы фолликулогенез деп аталатын процесте жетілу үшін бірнеше фолликулдарды ынталандырады. Бұл процесс кезінде пісіп-жетілген ооциттер мейозды қайта бастайды және II мейоздың II метафазасына дейін жалғасады, мұнда олар овуляцияның алдында қайтадан ұсталады. Егер бұл ооциттер сперматозоидпен ұрықтанса, олар қайтадан басталып, мейозды аяқтайды. Адамдарда фолликулогенез кезінде әдетте бір фолликул басым болады, ал басқалары атрезияға ұшырайды. Әйелдердегі мейоз процесі оогенез кезінде жүреді және типтік мейоздан ерекшеленеді, өйткені ол диктиат сатысы деп аталатын мейоздық тоқтаудың ұзақ кезеңін көрсетеді және центросомалардың көмегінсіз. [41] [42]

Еркектерде мейоз аталық бездің ұрық түтікшелерінде сперматогенез кезінде пайда болады. Сперматогенез кезіндегі мейоз сперматоциттер деп аталатын жасуша түріне тән, олар кейінірек сперматозоидқа айналады. Алғашқы жыныс жасушаларының мейозы жыныстық жетілу кезінде әйелдерге қарағанда әлдеқайда кеш болады. Аталық аталық бездің ұлпалары мейоздың стимуляторы ретінде ұсынылған ретиноин қышқылын ыдырату арқылы мейозды басады. Бұл жыныстық жетілу кезінде Сертоли жасушалары деп аталатын тұқымдық түтікшелердегі жасушалар өздерінің ретиноин қышқылын жасай бастағанда жеңеді. Ретин қышқылына сезімталдықты нанос және DAZL деп аталатын ақуыздар да реттейді. [43] [44] Ретин қышқылын тудыратын ферменттерге генетикалық функцияны жоғалту зерттеулері ретиной қышқылының сперматогонияның дифференциациясын ынталандыру үшін постнатальды қажет екенін көрсетті, ол бірнеше күннен кейін мейозға ұшырайтын сперматоциттерде пайда болады, бірақ ретиной қышқылы уақыт ішінде қажет емес. мейоз басталған кезде. [45]

Әйел сүтқоректілерде мейоз алғашқы жыныс жасушалары эмбриондағы аналық безге көшкеннен кейін бірден басталады. Кейбір зерттеулер қарабайыр бүйректен (мезонефрос) алынған ретиноин қышқылы эмбриональды аналық без оогониясында мейозды ынталандырады және ұрық аталық аталық безінің тіндері ретиноин қышқылын ыдырату арқылы мейозды басады деп болжайды. [46] Дегенмен, ретиной қышқылын тудыратын ферменттерге генетикалық функцияны жоғалту зерттеулері ретиной қышқылының эмбриогенез кезінде пайда болатын әйелдер мейозының [47] немесе босанғаннан кейін басталатын еркек мейозының бастауы үшін қажет емес екенін көрсетті. [45]

Flagellates өңдеу

Эукариоттардың көпшілігінде екі бөлімді мейоз (кейде ахиазматикалық) болса, өте сирек түрі, бір бөлінді мейоз кейбір жгуткилерде (парабазалидтер мен оксимонадалар) ағашпен қоректенетін тарақанның ішегінен пайда болады. Криптоцеркус. [48]

Адамның 23 жұп хромосомаларының арасындағы рекомбинация нақты хромосомаларды ғана емес, сонымен қатар олардың әрқайсысының бөліктерін қайта бөлуге жауап береді. Сондай-ақ әйелдерде ерлерге қарағанда 1,6 есе көп рекомбинация бар. Сонымен қатар, орташа, әйелдердің рекомбинациясы центромерлерде жоғары, ал ерлердің рекомбинациясы теломерлерде жоғары. Орташа алғанда, 1 миллион bp (1 Мб) 1 cMorgan (см = 1% рекомбинация жиілігі) сәйкес келеді. [49] Кроссовкалардың жиілігі белгісіз болып қалады. Ашытқыларда, тышқандарда және адамда бір мейоздық жасушада ≥200 қос жіпті үзілістер (DSBs) түзіледі деп есептелді. Дегенмен, тек DSB жиыны (

Ағзаға байланысты 5–30%), кроссоверлерді шығаруды жалғастырады, [50] бұл адам хромосомасына 1-2 кроссоверге әкеледі.

Бөлінбейтін өңдеу

I мейозда хромосомалардың немесе II мейозда қарындас хроматидтердің қалыпты бөлінуі деп аталады. дизъюнкция. Сегрегация қалыпты болмаса, ол шақырылады бөлінбеу. Бұл белгілі бір хромосоманың тым көп немесе тым аздығы бар гаметалардың түзілуіне әкеледі және трисомия немесе моносомия үшін жалпы механизм болып табылады. Дизюнкция I немесе II мейозда, жасушалық көбею фазаларында немесе митоз кезінде болуы мүмкін.

Адамның моносомды және трисомды эмбриондарының көпшілігі өміршең емес, бірақ кейбір аневлоидияларға жол беруге болады, мысалы, ең кішкентай хромосома үшін трисомия, хромосома 21. Бұл аневлоидияның фенотиптері дамудың ауыр бұзылыстарынан симптомсызға дейін өзгереді. Медициналық жағдайлар мыналарды қамтиды, бірақ олармен шектелмейді:

    – 21-хромосоманың трисомиясы – 13-хромосоманың трисомиясы – 18-хромосоманың трисомиясы – еркектерде артық Х хромосомалары – яғни XXY, XXXY, XXXXY және т.б. – әйелдерде бір Х хромосомасының болмауы – яғни X0 – әйелдерде қосымша Х хромосомасы – еркектерде қосымша Y хромосома.

Адамның ооциттерінің бөлінбеу ықтималдығы ана жасының ұлғаюымен артады, [51], уақыт өте келе когезиннің жоғалуына байланысты. [52]

Мейозды түсіну үшін митозды салыстыру пайдалы. Төмендегі кестеде мейоз бен митоздың айырмашылығы көрсетілген. [53]

Мейоз Митоз
Түпкілікті нәтиже Әдетте төрт жасуша, олардың әрқайсысында ата-ана ретінде хромосома санының жартысы бар Ата-анасымен бірдей хромосома саны бар екі жасуша
Функция Диплонттың өмірлік циклі бар жыныстық жолмен көбейетін эукариоттарда гаметалардың (жыныстық жасушалар) өндірілуі Жасушалық көбею, өсу, жөндеу, жыныссыз көбею
Қай жерде болады? Барлық дерлік эукариоттар (жануарлар, өсімдіктер, саңырауқұлақтар және протистер) [54] [48]
Жыныс бездерінде, гаметалардан бұрын (диплонтикалық өмірлік циклде)
Зиготалардан кейін (гаплонтикалық)
Споралар алдында (гаплодиплонттарда)
Барлық эукариоттардың барлық пролиферацияланатын жасушалары
Қадамдар I профаза, I метафаза, I анафаза, телофаза I,
Профаза II, Метафаза II, Анафаза II, Телофаза II
Профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза
Генетикалық жағынан ата-анамен бірдей ме? Жоқ Иә
Кроссовка орын алады ма? Иә, әдетте гомологтық хромосомалардың әрбір жұбы арасында болады Өте сирек
Гомологиялық хромосомалардың жұптасуы? Иә Жоқ
Цитокинез Телофаза I және II телофазада кездеседі Телофазада кездеседі
Центромерлер бөлінеді I анафазада болмайды, бірақ II анафазада болады Анафазада кездеседі

Мейоздық жасушаның бөлінуінде жасушаның мейоздық бөлінуге қалай өтетіні жақсы белгісіз. Пісіп-жетілуге ​​ықпал ететін фактор (MPF) бақалардың ооцит мейозында рөл атқаратын сияқты. Саңырауқұлақтарда S. pombe. мейоздық жасушаның бөлінуіне ену үшін МейРНҚ байланыстыратын ақуыздың рөлі бар. [55]

CDE1 центромерлік аймағын байланыстыратын ашытқы CEP1 генінің өнімі мейоз-I кезінде хромосомалардың жұптасуда рөл атқаруы мүмкін деген болжам бар. [56]

Мейоздық рекомбинация Spo11 протеинімен катализденетін қос тізбекті үзіліс арқылы жүзеге асады. Сондай-ақ Mre11, Sae2 және Exo1 сыну мен рекомбинацияда рөл атқарады. Үзіліс болғаннан кейін, әдетте гомологты болып табылатын рекомбинация орын алады. Рекомбинация қос Холлидей түйісу (dHJ) жолы арқылы немесе синтезге тәуелді тізбекті күйдіру (SDSA) арқылы өтуі мүмкін. (Екіншісі кроссовер емес өнімге береді). [57]

Мейоздық жасушаның бөлінуін бақылау нүктелері де бар сияқты. S. pombe, Rad proteins, S. pombe Mek1 (FHA киназа доменімен), Cdc25, Cdc2 және белгісіз фактор бақылау нүктесін құрайды деп есептеледі. [58]

Омыртқалылардың оогенезінде цитостатикалық фактормен (CSF) қамтамасыз етілген мейоз-II-ге ауысу рөлі бар. [56]


Бейнені қараңыз: Mitosis Music Video by Peter Weatherall (Қаңтар 2022).