4. Цитологические механизмы размножения (мейоз и его цитологическая характеристика).

• Мейоз состоит из двух быстро следующих одно за другим делений, происходящих в периоде созревания.

• Первое мейотическое деление называют редукционным, так как оно приводит к образованию из диплоидных клеток (2n2с) гаплоидных клеток n2c. Такой результат обеспечивается благодаря особенностям профазы первого деления мейоза. В профазе 1 мейоза, так же как и в обычном митозе, наблюдается компактная упаковка генетического материала (спирализация хромосом). Гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом, т.е. тесно сближаются соответствующими участками. В результате конъюгации образуются хромосомные пары, или биваленты, числом n. Так как каждая хромосома, вступающая в мейоз, состоит из двух хроматид, то бивалент содержит четыре хроматиды. Формула генетического материала в профазе 1 остается 2n4с. К концу профазы хромосомы в бивалентах, сильно спирализуясь, укорачиваются. Так же как в митозе, в профазе 1 мейоза начинается формирование веретена деления, с помощью которого хромосомный материал будет распределяться между дочерними клетками. Процессы, происходящие в профазе 1 мейоза и определяющие его результаты, обуславливают более продолжительное течение этой фазы деления, по сравнению с митозом и дают возможность выделить несколько стадий в ее пределах.

  3

  3

4

4

• Одна из главных задач мейоза – создание клеток с гаплоидным набором однонитчатых хромосом – достигается благодаря однократной редупликации ДНК для двух последовательных делений мейоза, а также благодаря образованию в начале первого мейотического деления пар гомологичных хромосом и дальнейшего их расхождения в дочерние клетки.

• Процессы, протекающие в редукционном делении, обеспечивают также не менее важное следствие – генетическое разнообразие гамет, образуемых организмом. К таким процессам относят кроссинговер, расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы и независимое поведение бивалентов в первом мейотическом делении.

• Кроссинговер обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей в группах сцепления. Ввиду того что перекрест хромосом может происходить в разных участках, кроссинговер в каждом отдельном случае приводит к обмену разным по количеству генетическим материалам.

• Расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы в случае гетерозиготности приводит к образованию гамет, различающихся по аллелям разных генов.

• Случайное расположение бивалентов в плоскости экватора веретена деления и последующее их расхождение в анафазе 1 мейоза обеспечивает перекомбинацию родительских групп сцепления в гаплоидном наборе гамет.

Мейоз – один из ключевых биологических процессов. Его значение состоит в поддержании в поколениях постоянства хромосомных наборов (кариотипов), т. е. в обеспечении наследственности, и в создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, т. е. в обеспечении генотипической изменчивости.