Мейоз

При половом размножении происходит слияние мужской и женской гамет, и потомство получает генетическую информацию от обоих родителей. Однако, несмотря на слияние гамет, число хромосом у каждого вида оказывается равным материнскому и остается постоянным. Как это достигается?

Дело в том, что половые клетки в отличие от диплоидных соматических, как правило, гаплоидны. Уменьшение набора хромосом в половых клетках вдвое происходит во время их созревания в половых железах. При этом клетки делятся путем мейоза (от греч. meioses – уменьшение). Мейоз – особый тип деления клеток, в ходе которого из каждой исходной диплоидной образуются четыре гаплоидные половые клетки.

Мейозу предшествует интерфаза, в которой хромосомы удваиваются. Каждая удвоенная хромосома состоит из двух хроматид. Мейоз включает два следующих друг за другом деления – первое и второе деление мейоза. Первое деление мейоза состоит из четырех фаз: профазы I, метафазы I, анафазы I, телофазы I.

Во время профазы первого деления мейоза, как и в профазе митоза, происходит спирализация хромосом. Однако в отличие от митоза в профазе мейоза удвоенные гомологичные хромосомы тесно сближаются, соединяются и переплетаются друг с другом. Этот процесс называют конъюгацией (от лат. conjugatio – соединение). В конце профазы гомологичные хромосомы начинают расходиться. При этом часто происходит их разрыв и обмен отдельными участками. Обмен участками между гомологичными хромосомами называют кроссинговером (от англ. crossing over – пересечение, скрещивание). Благодаря кроссинговеру гомологичные хромосомы обмениваются генами и заключенной в них генетической информацией и у дочерних организмов появляются новые сочетания признаков. Например, ребенок родителей, один из которых имеет темные волосы и карие глаза, а другой – светловолосый и голубоглазый, может иметь карие глаза и светлые волосы. Это происходит вследствие обмена участками между гомологичными хромосомами, а следовательно, и генами в результате кроссинговера.

Метафаза I. Хромосомы располагаются в 1000 области экватора клетки. К ним прикрепляются нити веретена деления.

Анафаза I. Гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, расходятся к полюсам клетки.

Телофаза I. Формируются ядерная оболочка и клеточная перегородка. Образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом.

Второе деление мейоза протекает, так же как и митоз, в четыре фазы, однако второе деление следует за первым без интерфазы. Поэтому второго удвоения хромосом не происходит. В анафазе II к обоим полюсам в каждой дочерней клетке расходятся хроматиды, ставшие теперь новыми хромосомами. В результате двух делений образуются четыре клетки с гаплоидным набором хромосом каждая.

Таким образом, в ходе мейоза число хромосом в половых клетках уменьшается вдвое, так как во время интерфазы происходит одно удвоение хромосом, за которым следуют два деления: в ходе первого деления расходятся хромосомы, в ходе второго – хроматиды.

Благодаря мейозу в клетках организмов, размножающихся половым путем, из поколения в поколение сохраняется постоянное число хромосом и происходит обмен генетической информацией, заключенной в гомологичных хромосомах.