Клетъчен цикъл. Интерфаза

Мейозае метод за клетъчно делене при еукариоти, който произвежда хаплоидни клетки. Това се различава от мейозата до митозата, която произвежда диплоидни клетки.

Освен това мейозата протича в две последователни деления, които се наричат ​​съответно първо (мейоза I) и второ (мейоза II). Още след първото делене клетките съдържат единичен, т.е. хаплоиден набор от хромозоми. Следователно, първото разделение често се нарича редукционист. Въпреки че понякога терминът „редукционно деление“ се използва по отношение на цялата мейоза.

Второто разделение се нарича уравнениеи механизмът на възникването му е подобен на митозата. При мейоза II сестринските хроматиди се придвижват към клетъчните полюси.

Мейозата, подобно на митозата, се предшества в интерфаза от синтез на ДНК - репликация, след което всяка хромозома вече се състои от две хроматиди, които се наричат ​​сестрински хроматиди. Между първото и второто разделение няма синтез на ДНК.

Ако в резултат на митозата се образуват две клетки, то в резултат на мейозата - 4. Ако обаче тялото произвежда яйцеклетки, тогава остава само една клетка, която има концентрирани хранителни вещества в себе си.

Количеството ДНК преди първото деление обикновено се означава като 2n 4c. Тук n означава хромозоми, c – хроматиди. Това означава, че всяка хромозома има хомоложна двойка (2n), като в същото време всяка хромозома се състои от две хроматиди. Като се има предвид наличието на хомоложна хромозома, се получават четири хроматиди (4с).

След първото и преди второто делене количеството на ДНК във всяка от двете дъщерни клетки се намалява до 1n 2c. Това означава, че хомоложните хромозоми се разпръскват в различни клетки, но продължават да се състоят от две хроматиди.

След второто делене се образуват четири клетки с набор от 1n 1c, т.е. всяка съдържа само една хромозома от двойка хомоложни и се състои само от един хроматид.

По-долу е дадено подробно описание на първото и второто мейотично разделение. Обозначаването на фазите е същото като при митозата: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Въпреки това, процесите, протичащи в тези фази, особено в профаза I, са малко по-различни.

Мейоза I

Профаза I

Обикновено това е най-дългата и сложна фаза на мейозата. Отнема много повече време, отколкото по време на митоза. Това се дължи на факта, че по това време хомоложните хромозоми се приближават и обменят ДНК участъци (възниква конюгация и кръстосване).

Конюгация- процес на свързване на хомоложни хромозоми. Преминаване- обмен на идентични региони между хомоложни хромозоми. Несестрински хроматиди на хомоложни хромозоми могат да обменят еквивалентни участъци. На местата, където се извършва такъв обмен, т.нар хиазма.

Наричат ​​се сдвоени хомоложни хромозоми двувалентни, или тетрадки. Връзката продължава до анафаза I и се осигурява от центромери между сестрински хроматиди и хиазми между несестрински хроматиди.

В профазата настъпва спирализация на хромозомите, така че до края на фазата хромозомите придобиват характерната си форма и размер.

В по-късните етапи на профаза I ядрената обвивка се разпада на везикули и нуклеолите изчезват. Започва да се формира мейотичното вретено. Образуват се три вида вретеновидни микротубули. Някои са прикрепени към кинетохори, други - към тръби, израстващи от противоположния полюс (структурата действа като дистанционери). Трети образуват звездовидна структура и се прикрепят към ципестия скелет, служейки за опора.

Центрозомите с центриоли се отклоняват към полюсите. Микротубулите проникват в областта на предишното ядро ​​и се прикрепят към кинетохори, разположени в центромерната област на хромозомите. В този случай кинетохорите на сестринските хроматиди се сливат и действат като единна единица, което позволява на хроматидите на една хромозома да не се разделят и впоследствие да се преместят заедно към един от полюсите на клетката.

Метафаза I

Вретеното на делене е окончателно оформено. Двойките хомоложни хромозоми са разположени в екваториалната равнина. Те се подреждат един срещу друг по екватора на клетката, така че екваториалната равнина е между двойки хомоложни хромозоми.

Анафаза I

Хомоложните хромозоми се разделят и се придвижват към различни полюси на клетката. Поради кръстосването, настъпило по време на профазата, техните хроматиди вече не са идентични една на друга.

Телофаза I

Ядрата са възстановени. Хромозомите се деспирират в тънък хроматин. Клетката се дели на две. При животни инвагинация на мембраната. Растенията образуват клетъчна стена.

Мейоза II

Интерфазата между две мейотични деления се нарича интеркинеза, много е кратко. За разлика от интерфазата, дублирането на ДНК не се случва. Всъщност той вече е удвоен, просто всяка от двете клетки съдържа една от хомоложните хромозоми. Мейоза II протича едновременно в две клетки, образувани след мейоза I. Диаграмата по-долу показва деленето само на една клетка от две.

Профаза II

Къс. Ядрата и нуклеолите отново изчезват, а хроматидите спираловидно. Започва да се оформя вретеното.

Метафаза II

Всяка хромозома, състояща се от две хроматиди, е прикрепена към две вретеновидни нишки. Едната нишка от единия полюс, другата от другия. Центромерите се състоят от два отделни кинетохора. Метафазната плоча се формира в равнина, перпендикулярна на екватора на метафаза I. Тоест, ако родителската клетка в мейозата I се раздели по дължината, тогава сега две клетки ще се разделят напречно.

Анафаза II

Протеинът, който свързва сестринските хроматиди, се разделя и те се преместват към различни полюси. Сега сестринските хроматиди се наричат ​​сестрински хромозоми.

Телофаза II

Подобно на телофаза I. Настъпва деспирализация на хромозомата, вретеното изчезва, образуват се ядра и нуклеоли и настъпва цитокинеза.

Значението на мейозата

В многоклетъчния организъм само половите клетки се делят чрез мейоза. Следователно основното значение на мейозата е сигурностмеханизъмАполово размножаване,при което броят на хромозомите във вида остава постоянен.

Друго значение на мейозата е рекомбинацията на генетична информация, която се случва в профаза I, т.е. комбинативната променливост. Нови комбинации от алели се създават в два случая. 1. Когато настъпи кросинговър, т.е. несестрински хроматиди на хомоложни хромозоми обменят участъци. 2. С независимо разминаване на хромозомите към полюсите в двете мейотични деления. С други думи, всяка хромозома може да се появи в една клетка във всяка комбинация с други хромозоми, които не са й хомоложни.

Още след мейоза I клетките съдържат различна генетична информация. След второто делене и четирите клетки се различават една от друга. Това е важна разлика между мейозата и митозата, която произвежда генетично идентични клетки.

Кръстосането и произволната дивергенция на хромозоми и хроматиди в анафази I и II създават нови комбинации от гени и са едноот причините за наследствената изменчивост на организмите, благодарение на които е възможна еволюцията на живите организми.

Всички клетъчни структури на живите организми обикновено преминават през няколко основни етапа на развитие. По време на своето съществуване всяка клетка обикновено преминава през етапа на размножаване или делене. Тя може да бъде пряка, индиректна или редуктивна. Разделянето е нормален етап от живота на структурните единици на различни организми, който осигурява нормалното съществуване, растеж и възпроизводство на всички живи същества на планетата. Благодарение на клетъчното възпроизвеждане в човешкото тяло е възможно обновяването на тъканите, възстановяването на целостта на увредения епител или дерма, наследяването на генетични данни, зачеването, ембриогенезата и много други важни процеси.

Има два основни вида възпроизвеждане на структурни единици в тялото на многоклетъчните същества: митоза и мейоза. Всеки от тези методи на размножаване има характерни особености.

внимание!Клетъчното делене се отличава и с просто разделяне на две - амитоза. В човешкото тяло този процес протича в необичайно променени структури, като тумори.

Митозата е вегетативното делене на клетките с ядро, най-често срещаният процес на възпроизводство. Този метод се нарича също индиректно възпроизвеждане или клониране, тъй като двойката дъщерни структури, образувани по време на него, се оказва напълно идентична с майчината. С помощта на клонирането се възпроизвеждат соматични структурни единици на човешкото тяло.

внимание!Вегетативното делене е насочено към образуването на абсолютно идентични клетки от поколение на поколение. Всички клетки на човешкото тяло, с изключение на репродуктивните, се размножават по подобен начин.

Клонирането е в основата на онтогенезата, тоест развитието на организма от зачеването до момента на смъртта. Митотичното делене е необходимо за нормалното функциониране на различни органи и системи и формирането и запазването на определени човешки характеристики от раждането до смъртта на морфологично и биохимично ниво. Продължителността на този метод на клетъчно размножаване е средно около 1-2 часа.

Ходът на митозата е разделен на четири основни фази:

В резултат на клонирането от майчината клетка се образуват две дъщерни клетки, които имат абсолютно подобен набор от хромозоми и запазват всички качествени и количествени характеристики на оригиналната клетка. В човешкото тяло, поради митозата, възниква постоянно обновяване на тъканите.

внимание!Нормалният ход на митотичните процеси се осигурява от неврохуморалната регулация, т.е. съвместното действие на нервната и ендокринната система.

Характеристики на потока на редукционното разделение

Мейотичното делене е процес, при който се образуват репродуктивни структурни единици - гамети. При този метод на възпроизвеждане се образуват четири дъщерни клетки, всяка от които има 23 хромозоми. Тъй като гаметите, образувани в резултат на този метод, имат непълен хромозомен набор, той се нарича редукция. При хората по време на гаметогенезата е възможно образуването на два вида структурни единици:

• сперматозоиди от сперматогония;
• яйца във фоликулите.

Характеристики

Тъй като всяка получена гамета има единичен набор от хромозоми, при сливането с друга репродуктивна клетка се обменя генетичен материал и се образува ембрион, който получава пълен набор от хромозоми. Чрез мейозата се осигурява комбинативна изменчивост - това е процес, който води до образуването на огромен списък от различни генотипове, а плодът наследява различни черти на майката и бащата.

В процеса на образуване на хаплоидни структури трябва да се разграничат и четирите горепосочени фази, характерни за митозата. Основната разлика между редукционното разделяне е, че тези стъпки се повтарят два пъти.

внимание!Първата телофаза завършва с образуването на две клетки с пълен генетичен набор от 46 хромозоми. След това започва второто разделение, поради което се образуват четири репродуктивни клетки, всяка от които има 23 хромозоми.

По време на мейотичното делене първият етап отнема повече време. По време на този етап се случва сливането на хромозомите и процесът на обмен на генетични данни. Метафазата протича по същия начин, както по време на митозата, но с един набор от наследствени данни. По време на анафазата центромерите не се делят и хаплоидните хромозоми се придвижват към полюсите.

Периодът между две деления, тоест интерфазата, е много кратък; през това време не се произвежда дезоксирибонуклеинова киселина. Следователно получените клетки след втората телофаза съдържат хаплоиден, тоест единичен набор от хромозоми. Диплоидният набор се възстановява, когато две репродуктивни клетки се слеят по време на сингамия. Това е процес на съединяване на мъжки и женски гамети, образувани в резултат на мейозата. В резултат на редукционното делене се образува зигота, която има 46 хромозоми и пълен набор от наследствена информация, получена от двамата родители.

По време на сливането на гамети е възможно да се образуват различни варианти на всякакви характеристики. Чрез мейозата децата ще наследят например цвета на очите на един от родителите си. Поради рецесивното носителство на всякакви гени е възможно предаването на характеристики през едно или няколко поколения.

внимание!Доминиращите черти са преобладаващи, обикновено се появяват в първото поколение потомци. Рецесивен - скрит или постепенно изчезващ при индивиди от следващите поколения.

Ролята на митотичното делене:

1. Поддържане на постоянен брой хромозоми. Ако получените клетки имат пълен набор от хромозоми, тогава в плода след зачеването техният брой ще се удвои.
2. Благодарение на мейотичното делене се образуват репродуктивни клетки с различни набори от наследствена информация.
3. Рекомбинация на наследствена информация.
4. Осигуряване на изменчивост на организмите.

Сравнителна характеристика

Метод на възпроизвеждане	Клониране	Гаметогенеза
Видове клетки	Соматични	Репродуктивен
Брой деления	един	две
Колко дъщерни структурни единици се образуват в крайна сметка?	2	4
Съдържание на наследствена информация в дъщерните клетки	Не се променя	Промени
Конюгация	Не е типично
	Не е типично	Белязан по време на първата дивизия

Разлики между клониране и редукционно деление

Клонирането и редукционното клетъчно размножаване са доста сходни процеси. Мейотичното делене включва същите етапи като митотичното делене, но тяхната продължителност и процесите, протичащи на различните му етапи, имат значителни разлики.

Видео - Митоза и мейоза

Разлики в хода на половото и безполовото делене

Клетките, получени в резултат на митотично делене и гаметогенеза, носят различни функционални натоварвания. Ето защо по време на мейозата се отбелязват някои характеристики на потока:

1. На първия етап от редукционното разделяне се отбелязват конюгиране и кръстосване. Тези процеси са необходими за взаимния обмен на генетична информация.
2. По време на анафазата се наблюдава сегрегация на подобни хромозоми.
3. В периода между два цикъла на делене не настъпва редупликация на молекулите на дезоксирибонуклеиновата киселина.

внимание!Конюгацията е състояние на постепенно сближаване на хомоложни, тоест подобни хромозоми една с друга и последващото образуване на двойки. Кръстосането е преходът на определени участъци от една хромозома към друга.

Вторият етап на гаметогенезата протича точно по същия начин като митозата.

Характерни разлики в резултатите от процеса на разделяне:

1. Резултатът от клонирането е образуването на две структурни единици, а резултатът от редукционното разделяне е четири.
2. С помощта на клонирането се разделят соматичните структурни единици, изграждащи различните тъкани на тялото. В резултат на мейозата се образуват само репродуктивни клетки: яйцеклетки и сперматозоиди.
3. Клонирането води до образуването на абсолютно идентични структурни единици, а по време на мейотичното делене настъпва преразпределение на генетични данни.
4. В резултат на редукционното делене количеството на наследствената информация в репродуктивните клетки намалява с 50%. Това дава възможност за последващо сливане на генетичните данни на клетките на майката и бащата по време на оплождането.

Клонирането и редукционното делене са най-важните процеси, осигуряващи нормалното функциониране на тялото. Дъщерните клетки, образувани в резултат на клонирането, са идентични с оригинала във всичко, включително на ниво дезоксирибонуклеинова киселина. Това позволява хромозомният набор да се предава непроменен от едно поколение клетки на друго. Митозата е в основата на нормалния растеж на тъканите. Биологичното значение на редукционното делене се състои в запазването на определен брой хромозоми в организми, чието размножаване става по полов път. В същото време мейотичното делене позволява проявата на най-важното качество на различните многоклетъчни организми - комбинираната изменчивост. Благодарение на него е възможно да се предадат различни характеристики както на бащата, така и на майката на потомството.

По време на половото размножаване дъщерен организъм възниква в резултат на сливането на две полови клетки ( гамети) и последващо развитие от оплодена яйцеклетка - зиготи.

Репродуктивните клетки на родителите имат хаплоиден набор ( н) хромозоми, а в зигота, когато два такива набора се комбинират, броят на хромозомите става диплоиден (2 н): всяка двойка хомоложни хромозоми съдържа една бащина и една майчина хромозома.

Хаплоидните клетки се образуват от диплоидните в резултат на специално клетъчно делене - мейоза.

мейоза - вид митоза, в резултат на която от диплоидни (2р) соматични клетки същобразуват се хаплоидни гамети (1н). По време на оплождането ядрата на гаметите се сливат и диплоидният набор от хромозоми се възстановява. По този начин мейозата гарантира, че наборът от хромозоми и количеството ДНК остават постоянни за всеки вид.

Мейозата е непрекъснат процес, състоящ се от две последователни деления, наречени мейоза I и мейоза II. Във всяко разделение се разграничават профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В резултат на мейоза I броят на хромозомите се намалява наполовина ( редукционно деление):По време на мейоза II клетъчната хаплоидност се запазва (уравнено деление).Клетките, навлизащи в мейоза, съдържат 2n2xp генетична информация (фиг. 1).

В профазата на мейоза I настъпва постепенна спирализация на хроматина, за да се образуват хромозоми. Хомоложните хромозоми се събират, за да образуват обща структура, състояща се от две хромозоми (бивалентни) и четири хроматиди (тетради). Контактът на две хомоложни хромозоми по цялата дължина се нарича конюгация. Тогава се появяват сили на отблъскване между хомоложни хромозоми и хромозомите първо се разделят в центромерите, остават свързани в рамената и образуват пресечки (хиазми). Дивергенцията на хроматидите постепенно се увеличава и кръстът се придвижва към краищата им. По време на процеса на конюгация може да настъпи обмен на участъци между някои хроматиди на хомоложни хромозоми - кръстосване, което води до рекомбинация на генетичен материал. До края на профазата ядрената обвивка и нуклеолите се разтварят и се образува ахроматично вретено. Съдържанието на генетичен материал остава същото (2n2хр).

В метафазаПри мейоза I двувалентните хромозоми са разположени в екваториалната равнина на клетката. В този момент тяхната спирализация достига своя максимум. Съдържанието на генетичния материал не се променя (2n2xr).

В анафазаХомоложните хромозоми на мейоза I, състоящи се от две хроматиди, най-накрая се отдалечават една от друга и се отклоняват към полюсите на клетката. Следователно от всяка двойка хомоложни хромозоми само една попада в дъщерната клетка - броят на хромозомите се намалява наполовина (настъпва редукция). Съдържанието на генетичен материал става 1n2xp на всеки полюс.

В телофазаОбразуват се ядра и цитоплазмата се разделя – образуват се две дъщерни клетки. Дъщерните клетки съдържат хаплоиден набор от хромозоми, всяка хромозома съдържа две хроматиди (1n2хр).

Интеркинеза- кратък интервал между първото и второто мейотично делене. По това време репликацията на ДНК не се извършва и двете дъщерни клетки бързо навлизат в мейоза II, която протича като митоза.

Ориз. 1. Диаграма на мейозата (показана е една двойка хомоложни хромозоми). Мейоза I: 1, 2, 3. 4. 5 - профаза; 6 - метафаза; 7 - анафаза; 8 - телофаза; 9 - интеркинеза. Мейоза II; 10 - метафаза; II - анафаза; 12 - дъщерни клетки.

В профазаПри мейоза II протичат същите процеси, както при профазата на митозата. В метафазата хромозомите са разположени в екваториалната равнина. Няма промени в съдържанието на генетичен материал (1n2хр). В анафазата на мейоза II, хроматидите на всяка хромозома се преместват към противоположните полюси на клетката и съдържанието на генетичен материал на всеки полюс става lnlxp. В телофазата се образуват 4 хаплоидни клетки (lnlxp).

Така в резултат на мейозата от една диплоидна майчина клетка се образуват 4 клетки с хаплоиден набор от хромозоми. В допълнение, в профаза на мейоза I се получава рекомбинация на генетичен материал (кросингоувър), а в анафаза I и II хромозомите и хроматидите произволно се преместват към единия или другия полюс. Тези процеси са причина за комбинативната изменчивост.

Биологично значение на мейозата:

1) е основният етап на гаметогенезата;

2) осигурява предаването на генетична информация от организъм на организъм по време на половото размножаване;

3) дъщерните клетки не са генетично идентични на майката и помежду си.

Също така, биологичното значение на мейозата се крие във факта, че е необходимо намаляване на броя на хромозомите по време на образуването на зародишни клетки, тъй като по време на оплождането ядрата на гаметите се сливат. Ако това намаление не се случи, тогава в зиготата (и следователно във всички клетки на дъщерния организъм) ще има два пъти повече хромозоми. Това обаче противоречи на правилото за постоянен брой хромозоми. Благодарение на мейозата половите клетки са хаплоидни и при оплождане диплоидният набор от хромозоми се възстановява в зиготата (фиг. 2 и 3).

Ориз. 2. Схема на гаметогенезата: ? - сперматогенеза; ? - овогенеза

Ориз. 3.Диаграма, илюстрираща механизма на поддържане на диплоидния набор от хромозоми по време на сексуално размножаване

Отдавна са известни два вида клетъчно делене: митотично и редукционно делене. Първият се нарича още митоза, а вторият е мейоза. Първият метод, митозата, разделя всички клетки, вторият - само половите клетки.

Първо, за митозата. Предшества се от удвояване на молекули, носещи наследствена информация.

ДНК молекулите, които съдържат генетичния код, се намират в клетъчното ядро, в специални дълги нишки - хромозоми. Всеки животински и растителен вид има строго определен брой хромозоми. Обикновено има няколко десетки от тях. При хората, например, 46 ( До 1956 г. се смяташе, че в човешките клетки те са 48. Но през 1956 г. генетиците Цио и Леван точно установиха, че хората имат 46, а не 48 хромозоми.). А един от червеите има само два. Някои раци имат 200 хромозоми. Но рекордът беше счупен от микроскопични радиоларии: един от тях има 1600 хромозоми!

Когато молекулите на ДНК се удвояват, това се случва и с хромозомите. Всеки изгражда двойник по свой образ. Това означава, че за известно време в нашите клетки има два пъти повече хромозоми от обикновено.

Между две деления, в така наречената интерфаза, хромозомите не се виждат под обикновен микроскоп. Сякаш изобщо ги няма. В електронния се вижда, че все още са там, не са изчезнали никъде, но са толкова тънки, че не се забелязват без много силно увеличение. Те казват, че в тази фаза от тяхната дейност хромозомите изглеждат като „четки за лампи“. Наистина, те са малко като четките, които някога са били използвани за почистване на стъклото на керосиновите лампи.

За десет до двадесет часа относителна почивка между две деления хромозомите трябва да имат време да синтезират своите двойници с пълно копие на всички гени, които съдържат, всички ДНК молекули.

Веднага след като близнаците са готови, дългите хромозомни нишки (оригиналите и техните копия) започват да се сгъват в стегнати спирали. И те се усукват в спирали от втори ред. Смисълът на този обрат е съвсем ясен. Досега хромозомите лежаха в заплетена топка и разтягането им към различни полюси на клетката вероятно нямаше да е лесно. Сега всяка хромозома е спирала, усукана в спирала - много компактен „багаж“, който е лесен за транспортиране.

Цялата ДНК на човешка клетка, опъната в една верига, е дълга приблизително около метър и тази верига, нагъната в двойна спирала, се вписва в 46 хромозоми, всяка от които е дълга само няколко микрона.

Така че, преди да се разделят, хромозомите се опаковат в компактни „опаковки“. В този момент, който в клетъчното делене се нарича профаза, ядрената обвивка се разтваря и вече познатите ни центриоли или. Центрозомите се отклоняват към противоположните полюси на клетката. Нишките на така наречения митотичен апарат или вретено свързват всяка хромозома с един от полюсите.

След това хромозомите се подреждат по двойки (оригиналът една до друга с нейното копие) по екватора на клетката, като танцьори на бал. Този етап на делене се нарича метафаза.

Тогава всяка от сдвоените хромозоми се втурва към своя полюс. Партньорите се разделят завинаги, защото скоро преградата ще раздели старата клетка по екватора на две нови. Впечатлението е, сякаш центриолите дърпат хромозомите към себе си с конци, като кукли.

И наистина, хромозомите имат вида, който има всяко гъвкаво тяло, когато се издърпа през течност с конец.

Мястото, от което се дърпа е винаги едно и също за всяка хромозома. Нарича се кинетохор или центромер. Където е кинетохорът на хромозомата често определя неговата форма. Ако кинетохорът е в средата, тогава хромозомата, когато е издърпана от нишка по време на митоза, се огъва наполовина и става подобна на латинската цифра "пет" (V). Ако кинетохорът е в самия край на хромозомата, тогава той се огъва по начина на латинската буква "iot" (J).

Някога се смяташе, че нишките на митотичния апарат са нещо като релси, по които хромозомите се търкалят към полюсите. Тогава те решиха, че те са по-скоро като тънки еластични ленти, миниатюрни мускули, които при свиване издърпват своя хромозомен товар към полюсите. Но след това, свивайки се, нишките стават по-дебели и „отслабват“, удължавайки се. Това обаче не се случва. Скъсявайки се и удължавайки се, те не стават нито по-дебели, нито по-тънки.

Очевидно механиката на клетъчното вретено е различна. Може би някои учени смятат, че нишките са скъсени, защото някои от молекулите, които ги съставят, са извън играта: тоест от нишките. А добавянето на молекули в една линейна посока води до удължаване на нишките.

По един или друг начин хромозомите се изтеглят от центъра на клетката към нейните полюси със скорост около един микрон в минута. От този момент нататък митозата навлиза в етап, наречен анафаза.

Анафазата е последвана от телофаза. Хромозомните спирали се развиват. Отново "четките на лампата" влизат в действие. Сплетенията от нишковидни хромозоми са обрасли с ядрени мембрани: клетката вече има две двойни ядра. Пръстенът скоро ще го раздели наполовина. Всяка половина ще получи собствено ядро.

Клетъчното делене завършва с удвояване на центриолите. Бяха четирима - по двама на всеки стълб. Клетката се раздели и във всяка половина имаше само две центриоли.

На екрана на електронния микроскоп центриолите изглеждат като кухи цилиндри, направени от тръби. Центриолите винаги лежат под прав ъгъл един спрямо друг. Следователно винаги виждаме единия от тях в напречен разрез, а другия в надлъжен разрез.

В телофазата от всяка от центриолите изниква малка центриола - плътно цилиндрично тяло. Той расте бързо и сега в клетката има четири центриоли.

Чрез митоза една клетка произвежда две клетки, напълно идентични по наследственост, скрита в техните хромозоми (ако нито една от тях не е претърпяла мутация).

Митозата обикновено продължава един или два часа. В нервните тъкани митозите се срещат много рядко. Но в костния мозък, където всяка секунда се раждат 10 милиона червени кръвни клетки, всяка секунда възникват 10 милиона митози!

Сега, преди да говорим за втория вид клетъчно делене - мейозата, трябва да въведем няколко нови термина.

Наборът от хромозоми, съдържащи се в ядрото на нормална соматична (с други думи, не полова, а обикновена) клетка на тялото, се нарича от генетиците двоен диплоиден. При хората диплоидният набор от хромозоми е 46. Всички тези 46 хромозоми, по външен вид и размер, лесно се разделят на двойки, които са идентични по конфигурация (само партньорите на една двойка - половите хромозоми "x" и "y" - не са подобни един на друг, но повече за това по-късно).

Набор от хромозоми, в който присъства само един партньор от всяка двойка, се нарича хаплоиден или обикновен. Всички полови клетки или гамети съдържат хаплоиден набор от хромозоми. (Това означава, че има само двадесет и три хромозоми в човешките сперматозоиди и яйцеклетки.) В противен случай, по време на оплождането на яйцеклетката, когато майчините и бащините гамети се слеят, резултатът ще бъде зигота с два пъти повече от нормалния брой хромозоми.

Мейозата, която предшества образуването на сперматозоиди и яйцеклетки, е предназначена да предостави на гаметите половината хаплоиден брой хромозоми. И когато гаметите се слеят, зиготата вече ще има нормален диплоиден брой хромозоми. Половината от майка, половината от баща.

Сега ясно ли е защо всички хромозоми в една зигота са сдвоени?

В крайна сметка всяка майчина хромозома съответства на бащина хромозома, която е абсолютно същата по форма, размер и естество на наследствената информация. Сдвоените хромозоми се наричат ​​хомоложни.

Мейозата започва с факта, че хромозомите от един и същи тип в конфигурация се комбинират в двойки и се конюгират. Тогава всяка от хромозомите на всяка двойка създава свой собствен двойник от вещества, разтворени в протоплазмата. Както при митозата.

Сега вече няма две, а четири хромозоми от един и същи тип. В четири, или тетради, плътно притиснати една към друга, те се подреждат по екватора на клетката. Нишките на вретеното отново разделят четворките на двойки, дърпайки ги към различни полюси.

Клетката се дели наполовина и след това отново се дели, но вече в друга равнина, перпендикулярна на първата. Този път хромозомите не се дублират. Двойките, подредени по екватора, се разпръскват една по една в различни краища на клетката.

На всеки полюс сега има наполовина по-малко от тях, отколкото по време на митозата или в първата фаза на мейозата. Следователно, когато една клетка се разкъса наполовина, двете нови гамети, родени от нея, получават хаплоиден брой хромозоми. Тъй като в първата фаза на мейозата от една клетка се раждат две диплоидни клетки, в края на втората фаза имаме четири гамети. И всеки, повтарям, има хаплоиден брой хромозоми. Ако това са човешки гамети, тогава те ще имат двадесет и три хромозоми. И когато по време на оплождането те се слеят в една зигота, в нея ще има четиридесет и шест хромозоми.

Зиготата поражда човешки ембрион, всички клетки в който ще имат 46 хромозоми.

Механиката на клетъчното делене при мейозата - разминаването на сдвоените хромозоми в различни гамети, всяка от които произхожда или от бащата, или от майката - обяснява много от законите на наследствеността и променливостта, открити от Грегор Мендел и други генетици.

Полски учени наскоро направиха отличен филм за митозата, използвайки фотография с изтичане на времето. Всички фази на митозата на екрана се ускоряват няколкостотин пъти. В действителност движенията на хромозомите по време на деленето се извършват много по-бавно. Гледах този филм и ме удари по-силно от най-добрите от най-добрите игрални филми.

Има необичайни актьори - хромозоми. Те се събират, разминават се, подреждат се и се разпръскват в различни посоки, като танцьори на бал, изпълняващи сложни стъпки в древен танц. Американският биолог Мьолер, основателят на радиационната генетика, нарече танца на хромозомите техните странни движения по време на клетъчното делене.

Всяка секунда в нашето тяло се случват милиони митози! И стотици милиони неодушевени, но много дисциплинирани малки балерини изпълняват най-стария танц на земята. Танцът на живота. В такива танци клетките на тялото попълват своите редици. И растем и съществуваме.

Всички явления на наследствеността и живота се основават на координираната дивергенция на хромозомите към различни полюси на клетката. В крайна сметка всяка хромозома е сложна комбинация от гигантски нуклеинови киселини и протеини. А нуклеиновите киселини носят голямо разнообразие от наследствени единици - гени, тоест същността на всичко, което съществува на Земята.

http://nplit.ru "NPLit.ru: Библиотека на млад изследовател"