Дочерние клетки и хромосомное движение
Как дочерние клетки заканчивают деление с соответствующим числом хромосом? Ответ на этот вопрос касается устройства веретена деления, состоящего из микротрубочек и белков, которые манипулируют хромосомами во время деления клеток. Волокна веретена прикрепляются к реплицированным хромосомам, перемещая и разделяя их, когда это необходимо.
Митотические и мейотические веретена перемещают хромосомы в противоположные полюса клеток, гарантируя, что каждая дочерняя клетка получит правильное количество хромосом. Веретено деления также определяет расположение метафазной пластины – плоскость, на которой клетка в конечном счете разделается.
Мейоз и митоз – отличие, фазы
Мейоз — это деление в зоне созревания половых клеток, сопровождающееся уменьшением числа хромосом вдвое. Он состоит из двух последовательно идущих делений, имеющих те же фазы, что и митоз.
Однако, как показано в таблице «Сравнение митоза и мейоза», продолжительность отдельных фаз и происходящие в них процессы значительно отличаются от процессов, происходящих при митозе.
Эти отличия в основном состоят в следующем.
В мейозе профаза I более продолжительна. В ней происходит конъюгация (соединение гомологичных хромосом) и обмен генетической информацией. В анафазе Iцентромеры, скрепляющие хроматиды, не делятся, а к полюсам отходит одна из гомологмейоза митоза и ичных хромосом.
Интерфаза перед вторым делением очень короткая, в ней ДНК не синтезируется. Клетки (галиты), образующиеся в результате двух мейотических делений, содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Диплоидность восстанавливается при слиянии двух клеток — материнской и отцовской.
Оплодотворенную яйцеклетку называют зиготой.
Митоз и его фазы
Митоз, или непрямое деление, наиболее широко распространен в природе. Митоз лежит в основе деления всех неполовых клеток (эпителиальных, мышечных, нервных, костных и др.). Митоз состоит из четырех последовательных фаз (см.
далее таблицу). Благодаря митозу обеспечивается равномерное распределение генетической информации родительской клетки между дочерними. Период жизни клетки между двумя митозами называют интерфазой. Она в десятки раз продолжительнее митоза.
В ней совершается ряд очень важных процессов, предшествующих делению клетки: синтезируются молекулы АТФ и белков, удваивается каждая хромосома, образуя две сестринские хроматиды, скрепленные общей центромерой, увеличивается число основных органоидов цитоплазмы.
В профазе спиралируются и вследствие этого утолщаются хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид, удерживаемых вместе центромерой.
К концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают и хромосомы рассредоточиваются по всей клетке, центриоли отходят к полюсам и образуют веретено деления. В метафазе происходит дальнейшая спирализация хромосом.
В эту фазу они наиболее хорошо видны. Их центромеры располагаются по экватору. К ним прикрепляются нити веретена деления.
В анафазе центромеры делятся, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам клетки.
В телофазе цитоплазма делится, хромосомы раскручиваются, вновь образуются ядрышки и ядерные мембраны. В животных клетках цитоплазма перешнуровывается, в растительных — в центре материнской клетки образуется перегородка. Так из одной исходной клетки (материнской) образуются две новые дочерние.
Мейоз и митоз
| Фаза | Митоз | Мейоз | |
| 1 деление | 2 деление | ||
| Интерфаза | Набор хромосом 2n.Идет интенсивный синтез белков, АТФ и других органических веществ.Удваиваются хромосомы, каждая оказывается состоящей из двух сестринских хроматид, скрепленных общей центромерой. | Набор хромосом 2n Наблюдаются те же процессы, что и в митозе, но более продолжительна, особенно при образовании яйцеклеток. | Набор хромосом гаплоидный (n). Синтез органических веществ отсутствует. |
| Профаза | Непродолжительна, происходит спирализация хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления. | Более длительна. В начале фазы те же процессы, что и в митозе. Кроме того, происходит конъюгация хромосом, при которой гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и скручиваются. При этом может происходить обмен генетической информацией (перекрест хромосом) — кроссинговер. Затем хромосомы расходятся. | Короткая; те же процессы, что и в митозе, но при n хромосом. |
| Метафаза | Происходит дальнейшая спирализация хромосом, их центромеры располагаются по экватору. | Происходят процессы, аналогичные тем, что и в митозе. | Происходит то же, что и в митозе, но при n хромосом. |
| Анафаза | Центромеры, скрепляющие сестринские хроматиды, делятся, каждая из них становится новой хромосомой и отходит к противоположным полюсам. | Центромеры не делятся. К противоположным полюсам отходит одна из гомологичных хромосом, состоящая из двух хроматид, скрепленных общей центромерой. | Происходит то же, что и в митозе, но при n хромосом. |
| Телофаза | Делится цитоплазма, образуются две дочерние клетки, каждая с диплоидным набором хромосом. Исчезает веретено деления, формируются ядрышки. | Длится недолго Гомологичные хромосомы попадают в разные клетки с гаплоидным набором хромосом. Цитоплазма делится не всегда. | Делится цитоплазма. После двух мейотических делений образуется 4 клетки с гаплоидным набором хромосом. |
Таблица сравнения митоза и мейоза: TablMM.rar
Второй этап мейоза — эквационный
Начинается сразу же после первого. Эквация — это уравнивание. Так что задача клетки на этом этапе — сделать так, чтобы в одной хромосоме была одна молекула ДНК.
Он похож на митоз, здесь к полюсам клетки отправятся хроматиды, а не целые хромосомы и мы получим из каждой клетки по две — с набором nc.
Протекает он через такие же фазы, но с одним исключением. Здесь не будет интерфазы — клетка уже готова к делению, она запасла энергетические субстраты и белки ещё перед началом первого деления. Поэтому сразу начинается профаза II.
Профаза мейоза II
Клетка уже сделала свою работу — упаковала генетический материал как можно лучше. Ей ничего не нужно делать, ну почти. Разве что растворить ядерные оболочки и достроить веретено деления. Этим она и займется.
Схема. Профаза II
Вы конечно понимаете, что вторая клетка идет по такому же пути. Просто мне лень рисовать сразу две.
Прикрепление нитей веретена деления к центриолям — хромосомы снова на экваторе клетки.
Схема. Клетка в метафазу II
Анафаза мейоза II
Торжественный момент — сейчас наши хроматиды станут полноценными хромосомами. Каждая разойдется к своему полюсу.
Схема. Клетка в анафазу мейоза II
Поздравляем, ох уж эти хроматиды, они так быстро растут…
Телофаза мейоза II
Вокруг хромосом формируются ядерные мембраны, появляется перетяжка и делит клетку на две.
Схема. Вот и закончился мейоз
Вторая клетка прошла через такое же деление. Всего из одной диплоидной клетки 2n2c получилось четыре гаплоидных с набором nc.
Биологическая роль мейоза
По сути мейоз – способ деления клетки, благодаря которому, из одной клетки с двойным набором хромосом образуют целых четыре клетки с гаплоидным набором. Еще в чем заключена сущность мейоза, так это в том, что этот механизм препятствуют непременному увеличению хромосом в клетке при слиянии гамет. Если бы мейотического деления не существовало и половые клетки имели как и все прочие клетки тела двойной хромосомный набор, и при половом размножении количество хромосом удваивалось в каждом поколении.
В чем заключается сущность мейоза, так это в том, что благодаря ему у гамет появляется большое разнообразие генетического состава. Достигается оно в процессе кроссинговера (обмена участками хромосом), так и в результате случайного сочетания хромосом матери и отца при их разном независимом расхождении к полюсам в анафазе I. Можно подвести итог и сказать, что значение мейоза сводится к появлению разного потомства с разнообразными качествами и признаками при половом размножении. Существование этого процесса обуславливает существование полового размножения, которое в эволюционном плане является более перспективным, чем бесполое. Благодаря половому размножению могут появляться новые признаки у видов, новые виды растений и животных.
Что такое мейоз?
Редукционное деление клетки, другими словами – мейоз – это вид деления ядра, при котором число хромосом уменьшается в два раза.
В переводе с древнегреческого языка, мейоз обозначает уменьшение.
Данный процесс происходит в два этапа:
Редукционный;
На этом этапе в процессе мейоза число хромосом в клетке уменьшается вдвое.
Эквационный;
В ходе второго деления гаплоидность клеток сохраняется.
Особенностью данного процесса является то, что протекает он только лишь в диплоидных, а также в чётных полиплоидных клетках. А всё потому, что в результате первого деления в профазе 1 в нечётных полиплоидах нет возможности обеспечить попарное слияние хромосом.
Должность [ править ]
Классификации хромосом
| я | Телоцентрический | Центромеры расположены очень близко к верхушке, p руки едва видны, если видны вообще. |
| II | Акроцентрический | Плечи q по-прежнему намного длиннее, чем плечи p, но плечи p длиннее, чем у телоцентрических. |
| III | Субметацентрический | Плечи p и q очень близки по длине, но не равны. |
| IV | Метацентрический | Плечи p и q равны по длине. |
A : Короткое плечо (p-плечо) B : Центромера C : Длинное плечо (q-плечо) D : Сестринские хроматиды
Каждая хромосома имеет два плеча, обозначенных p (более короткое из двух) и q (более длинное). Многие помнят, что короткая рука «p» названа в честь французского слова «petit», означающего «маленький», хотя это объяснение оказалось апокрифическим. Они могут быть соединены метацентрическим, субметацентрическим, акроцентрическим или телоцентрическим способом.
| Категоризация хромосом по относительной длине плеч | |||
| Положение центромеры | Соотношение длины рук | Знак | Описание |
| Medial sensu stricto | 1,0 — 1,6 | M | Метацентрический |
| Медиальная область | 1,7 | м | Метацентрический |
| Submedial | 3.0 | см | Субметацентрический |
| Субтерминал | 3,1 — 6,9 | ул | Субтелоцентрический |
| Терминальный регион | 7.0 | т | Акроцентрический |
| Terminal sensu stricto | ∞ | Т | Телоцентрический |
| Заметки | — | Метацентрический : M + m | Ателоцентрический : M + m + sm + st + t |
Метацентрический править
Это Х-образные хромосомы с центромерой посередине, так что два плеча хромосом почти равны.
Хромосома является метацентрической, если ее два плеча примерно равны по длине. В нормальном кариотипе человека пять хромосом считаются метацентрическими: хромосомы 1, 3, 16, 19 и 20. В некоторых случаях метацентрическая хромосома образуется путем сбалансированной транслокации: слияния двух акроцентрических хромосом с образованием одной метацентрической хромосомы.
Акроцентрический править
Если p (короткое) плечо настолько короткое, что его трудно наблюдать, но оно все еще присутствует, тогда хромосома акроцентрическая (« акро- » в слове «акроцентрический» относится к греческому слову «пик»). Геном человека включает в себя пять акроцентрической хромосомы: 13 , 14 , 15 , 21 , 22 . Y — хромосома также акроцентрическая.
В акроцентрической хромосоме p-плечо содержит генетический материал, включая повторяющиеся последовательности, такие как ядрышковые организующие области, и может перемещаться без значительного вреда, как при сбалансированной Робертсоновской транслокации . Домашняя лошадь геном включает в себя один метацентрическую хромосому, которая гомологична двум акроцентрических хромосом в конспецифическом но освоене лошади Пржевальского . Это может отражать либо фиксацию сбалансированной робертсоновской транслокации у домашних лошадей, либо, наоборот, фиксацию деления одной метацентрической хромосомы на две акроцентрические хромосомы у лошадей Пржевальского. Похожая ситуация существует между геномами человека и великой обезьяны, с сокращением двух акроцентрических хромосом у человекообразных обезьян до одной метацентрической хромосомы у человека (см. Анеуплоидия и хромосома человека 2 ).
Поразительно, что вредные транслокации в контексте заболевания, особенно несбалансированные транслокации при раке крови, чаще затрагивают акроцентрические хромосомы, чем неакроцентрические хромосомы. Хотя причина неизвестна, вероятно, это связано с физическим расположением акроцентрических хромосом в ядре . Акроцентрические хромосомы обычно расположены в ядрышке и вокруг него , то есть в центре ядра, где хромосомы имеют тенденцию быть менее плотно упакованными, чем хромосомы на периферии ядра. Соответственно, хромосомные области, которые менее плотно упакованы, также более склонны к хромосомным транслокациям при раке.
Телоцентрический править
Центрера телоцентрической хромосомы расположена на конце хромосомы. Следовательно, у телецентрической хромосомы только одно плечо. Теломеры могут отходить от обоих концов хромосомы, их форма похожа на букву «i» в анафазе. Например, стандартный кариотип домовой мыши имеет только телецентрические хромосомы. Люди не обладают телоцентрическими хромосомами.
Субтелоцентрический править
Если центромера хромосомы расположена ближе к ее концу, чем к ее центру, ее можно охарактеризовать как субтелоцентрическую.
