Мейоз

Мейоз (синонім редукційний поділ) - особливий тип мітотичного поділу ядра в статевих клітинах в процесі їх дозрівання, під час якого нормальне (диплоидное або подвійне) число хромосом, властиве всім соматичним і незрілим статевим клітинам, зменшується до половинного (гаплоїдного). Мейоз відбувається шляхом двох послідовних поділів ядра. Під час першого з них гомологічні (або відповідні) хромосоми кон'югують (з'єднуються) попарно і обмінюються спадковим матеріалом. Саме на цій стадії мейоз можливо перерозподіл спадкового матеріалу, що забезпечує виникнення нових комбінацій спадкових властивостей. В результаті першого поділу ядра клітини утворюються дві дочірні клітини з гаплоидным числом хромосом, які негайно або після невеликої паузи проходять другу стадію розподілу - вже за типом мітозу. В результаті утворюються чотири зрілі статеві клітини, кожна з яких містить гаплоїдний набір хромосом. У чоловічому організмі з усіх чотирьох клітин розвиваються сперматозоїди, у жіночому - тільки одна перетворюється на яйце, а решта клітини являють собою абортивні, або полярні, тільця, які швидко гинуть. При заплідненні відбувається об'єднання гаплоїдного числа хромосом материнського і батьківського організмів, у результаті чого відновлюється диплоїдний набір. Таким чином мейоз забезпечує збереження в наступних поколіннях нормального числа хромосом.
См. також Генетика, Мітоз, Запліднення.

Мейоз (від грец. meiosis - зменшення, спад; застарілі синонім: редукційний розподіл, эквационное поділ) - особливий тип мітозу, спостережуваний в статевих клітинах всіх живих істот, при якому нормальний (диплоидное число хромосом зменшується до половинного (каплоидного). Мейоз забезпечує збереження в наступних поколіннях диплоїдного набору хромосом, так як при заплідненні (див.) з'єднуються дві статеві клітини з гаплоидным набором хромосом. Мейоз в основному складається з двох швидко наступних один за одним поділів ядра, під час яких хромосоми розщеплюються тільки один раз, що і призводить до появи чотирьох клітин з гаплоидным набором хромосом. На перших етапах мейозу (в профазі 1-го поділу дозрівання) відбувається взаємодія гомологічних, тобто відповідних батьківських і материнських хромосом; в цей момент можливо вільний перерозподіл спадкового матеріалу, що забезпечує нову, часто більш сприятливу для організму комбінацію спадкових властивостей.
У профазі М. в ядрі (рис. 1,1) виявляються тонкі, спірально вигнуті, що проходять у всіх напрямках нитки хроматину (лептотеновая стадія - рис. 1,3).

схема кон'югації хромосом і поділу дозрівання
Рис. 1. Схема кон'югації хромосом і поділу дозрівання.

Їй передує пролептотеновая стадія (рис. 1,2). На наступній (зиготеновой - рис. 1,4) стадії нитки хроматину зсуваються в одну ділянку ядра і розташовуються у вигляді парних, що віялоподібно розходяться утворень (стадія букета - рис. 1,5). Парні нитки складаються з гомологічних хромосом (так звані биваленты). Ці хромосоми зближуються (пахитеновая стадія - рис. 1,6), обвиваються одна навколо іншої (стрептотеновая стадія - рис. 1,7) і перехрещуються («кросинговер» англійських авторів), утворюючи на деякий час ніби ціле (кон'югація хромосом). Саме на цій стадії може відбуватися обмін спадковими зачатками і формування в межах кожної хромосоми нової комбінації генів. На наступній (диплотеновой - рис. 1,8) стадії відбувається подовжнє розщеплення кожного бивалента, в результаті чого з'являються групи (число яких вдвічі менше вихідного числа хромосом), що складаються з чотирьох з'єднаних разом хроматид. Останні коротшають і стискаються, утворюючи четверні групи - зошити, розташовані зазвичай під оболонкою ядра і мають форму кілець, овалів і т. д. Потім настає метафаза 1-го поділу дозрівання, під час якої починається розбіжність хромосом (рис. 1,9); зошити поділяються на дві групи по дві хромосоми в кожній (діади - рис. 1,10), які без інтерфази переходять у метафазу, 2-го поділу дозрівання (рис. 1,11). Коли воно закінчується, кожна з дочірніх клітин містить гаплоидное число хромосом (рис. 1,12). Згідно колишнім поглядам, у переважній більшості випадків 1-е поділ дозрівання є редукційним (розходяться цілі гомологічні хромосоми), тобто зменшується вдвічі набір хромосом; 2-е поділ дозрівання вважали эквационным (рівним), так як в цей час хроматиди розходяться - половини однієї хромосоми. В даний час ця термінологія є застарілою, так як відкриття кросинговеру не дозволяє говорити про чисто батьківських або материнських хромосомах завдяки відбувається на стадії кон'югації (рис. 2) обміну ділянок гомологічних хромосом. Крім того, кожна тетрада автономна стосовно розбіжності входять до її складу хромосом, і чергування розходження гомологічних хромосом і їх хроматид може бути в кожній тетраді різним.

схема кон'югації хромосом
Рис. 2. Схема кон'югації хромосом: I - схема поділу хромосоми (1) по довжині в мітотичному циклі; утворилися хромосоми (2) якісно не відрізняються одна від іншої; II - схема утворення пари якісно відмінних одна від іншої хромосом (3) після кон'югації (1 і 2) двох однакових хромосом - чоловічої і жіночої.

Принципово мейоз протікає в обох статей однаково, але локалізація його різна: в чоловічих статевих клітинах - сперматогониях - він відбувається в центрі і дає чотири однакові і повноцінні клітини - сперматиды, перетворюються у сперматозоїди. У первинних жіночих статевих клітинах - оогониях - мейоз відбувається на периферії, і в результаті цього процесу з'являються чотири нерівноцінні клітини - дозріле яйце і три абортивних направительных, або полярних, тільця, які швидко гинуть.
На нездатності всіх або деяких чужорідних до кон'югації хромосом при М. засновані часто спостерігаються у гібридів явища безпліддя (мули).
Мабуть, для початку мейозу необхідно вплив особливого хімічного речовини, що виробляється, наприклад у рослин, у чоловічих статевих органах (антерах). М. слід розглядати як мітоз, в якому змінено співвідношення в часі кон'югації і поздовжнього розщеплення хромосом: при М. настає рання профаза і тому гомологічні хромосоми кон'югують до того, як вони подвоїлися (рис. 2). У мейозі відбувається перерозподіл генів і випадкова і незалежна їх рекомбінація.
См. також Мітоз.