Κυτταρικός κύκλος. Ενδιάμεση φάση

Μείωσηείναι μια μέθοδος κυτταρικής διαίρεσης σε ευκαρυώτες, στην οποία σχηματίζονται απλοειδή κύτταρα. Η μείωση είναι διαφορετική από τη μίτωση, η οποία παράγει διπλοειδή κύτταρα.

Επιπλέον, η μείωση προχωρά σε δύο διαδοχικές διαιρέσεις, οι οποίες ονομάζονται αντίστοιχα η πρώτη (μείωση Ι) και η δεύτερη (μείωση II). Ήδη μετά την πρώτη διαίρεση, τα κύτταρα περιέχουν ένα απλό, δηλαδή απλοειδές, σύνολο χρωμοσωμάτων. Ως εκ τούτου, η πρώτη διαίρεση ονομάζεται συχνά μείωση. Αν και μερικές φορές ο όρος "διαίρεση μείωσης" χρησιμοποιείται σε σχέση με ολόκληρη τη μείωση.

Η δεύτερη διαίρεση ονομάζεται εξισωτικήκαι παρόμοια σε μηχανισμό με τη μίτωση. Στη μείωση II, οι αδελφές χρωματίδες αποκλίνουν στους πόλους του κυττάρου.

Η μείωση, όπως και η μίτωση, προηγείται στη μεσοφάση της σύνθεσης - αντιγραφής του DNA, μετά την οποία κάθε χρωμόσωμα αποτελείται ήδη από δύο χρωματίδες, οι οποίες ονομάζονται αδελφές χρωματίδες. Μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης διαίρεσης, δεν λαμβάνει χώρα σύνθεση DNA.

Εάν ως αποτέλεσμα της μίτωσης σχηματιστούν δύο κύτταρα, τότε ως αποτέλεσμα της μείωσης - 4. Ωστόσο, εάν το σώμα παράγει ωάρια, τότε μένει μόνο ένα κύτταρο, το οποίο έχει συγκεντρωμένα θρεπτικά συστατικά από μόνο του.

Η ποσότητα του DNA πριν από την πρώτη διαίρεση συνήθως συμβολίζεται ως 2n 4c. Εδώ το n υποδηλώνει χρωμοσώματα, το c υποδηλώνει χρωματίδες. Αυτό σημαίνει ότι κάθε χρωμόσωμα έχει ένα ομόλογο ζεύγος (2n), την ίδια στιγμή, κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες. Δεδομένης της παρουσίας ενός ομόλογου χρωμοσώματος, λαμβάνονται τέσσερις χρωματίδες (4c).

Μετά την πρώτη και πριν από τη δεύτερη διαίρεση, η ποσότητα του DNA σε καθένα από τα δύο θυγατρικά κύτταρα μειώνεται σε 1n 2c. Δηλαδή, τα ομόλογα χρωμοσώματα αποκλίνουν σε διαφορετικά κύτταρα, αλλά συνεχίζουν να αποτελούνται από δύο χρωματίδες.

Μετά τη δεύτερη διαίρεση, σχηματίζονται τέσσερα κύτταρα με ένα σύνολο 1n 1c, δηλαδή, το καθένα περιέχει μόνο ένα χρωμόσωμα από ένα ζεύγος ομόλογων και αποτελείται μόνο από μία χρωματίδα.

Ακολουθεί μια λεπτομερής περιγραφή της πρώτης και της δεύτερης μειοτικής διαίρεσης. Ο χαρακτηρισμός των φάσεων είναι ο ίδιος όπως στη μίτωση: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση. Ωστόσο, οι διαδικασίες που συμβαίνουν σε αυτές τις φάσεις, ειδικά στην προφάση Ι, είναι κάπως διαφορετικές.

Μείωση Ι

Πρόφαση Ι

Αυτή είναι συνήθως η μεγαλύτερη και πιο περίπλοκη φάση της μείωσης. Χρειάζεται πολύ περισσότερος χρόνος από ό,τι με τη μίτωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτή τη στιγμή τα ομόλογα χρωμοσώματα πλησιάζουν το ένα το άλλο και ανταλλάσσουν τμήματα DNA (συμβαίνει σύζευξη και διασταύρωση).

Σύζευξη- η διαδικασία σύνδεσης ομόλογων χρωμοσωμάτων. Πέρασμα- ανταλλαγή πανομοιότυπων περιοχών μεταξύ ομόλογων χρωμοσωμάτων. Οι μη αδελφές χρωματίδες ομόλογων χρωμοσωμάτων μπορούν να ανταλλάσσουν ισοδύναμες περιοχές. Σε μέρη όπου συμβαίνει μια τέτοια ανταλλαγή, τα λεγόμενα χίασμα.

Τα ζευγαρωμένα ομόλογα χρωμοσώματα ονομάζονται δισθενείς, ή τετράδες. Η επικοινωνία διατηρείται μέχρι την ανάφαση Ι και παρέχεται από κεντρομερή μεταξύ αδελφών χρωματιδών και χιασμάτων μεταξύ μη αδελφών χρωματίδων.

Στην προφάση, τα χρωμοσώματα σπειροειδοποιούνται, έτσι ώστε στο τέλος της φάσης, τα χρωμοσώματα αποκτούν το χαρακτηριστικό σχήμα και μέγεθος.

Στα τελευταία στάδια της προφάσης Ι, το πυρηνικό περίβλημα διασπάται σε κυστίδια και οι πυρήνες εξαφανίζονται. Η μειοτική άτρακτος αρχίζει να σχηματίζεται. Σχηματίζονται τρεις τύποι μικροσωληνίσκων ατράκτου. Μερικά είναι προσαρτημένα σε κινετοχώρες, άλλα - σε σωληνάρια που αναπτύσσονται από τον αντίθετο πόλο (η δομή λειτουργεί ως διαχωριστικά). Άλλοι πάλι σχηματίζουν μια αστρική δομή και συνδέονται με τον σκελετό της μεμβράνης, εκτελώντας τη λειτουργία ενός στηρίγματος.

Τα κεντροσώματα με κεντρόλες αποκλίνουν προς τους πόλους. Οι μικροσωληνίσκοι εισάγονται στην περιοχή του προηγούμενου πυρήνα, προσκολλημένοι σε κινετοχώρες που βρίσκονται στην περιοχή του κεντρομερούς των χρωμοσωμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, οι κινετοχώρες των αδελφών χρωματίδων συγχωνεύονται και δρουν ως ένα ενιαίο σύνολο, το οποίο επιτρέπει στις χρωματίδες ενός χρωμοσώματος να μην διαχωρίζονται και στη συνέχεια να μετακινούνται μαζί σε έναν από τους πόλους του κυττάρου.

Μεταφάση Ι

Τελικά σχηματίζεται η άτρακτος σχάσης. Ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων βρίσκονται στο επίπεδο του ισημερινού. Παρατάσσονται το ένα απέναντι από το άλλο κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου έτσι ώστε το ισημερινό επίπεδο να βρίσκεται ανάμεσα σε ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων.

Ανάφαση Ι

Τα ομόλογα χρωμοσώματα διαχωρίζονται και αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Λόγω της διασταύρωσης που συνέβη κατά τη διάρκεια της προφάσης, οι χρωματίδες τους δεν είναι πλέον πανομοιότυπες μεταξύ τους.

Τελόφαση Ι

Οι πυρήνες αποκαθίστανται. Τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται σε λεπτή χρωματίνη. Το κελί χωρίζεται στα δύο. Στα ζώα, με διήθηση της μεμβράνης. Τα φυτά έχουν κυτταρικό τοίχωμα.

Μείωση II

Η ενδιάμεση φάση μεταξύ δύο μειοτικών διαιρέσεων ονομάζεται ενδοκινητικότητα, είναι πολύ σύντομο. Σε αντίθεση με τη μεσόφαση, ο διπλασιασμός του DNA δεν συμβαίνει. Στην πραγματικότητα, έχει ήδη διπλασιαστεί, απλώς κάθε ένα από τα δύο κύτταρα περιέχει ένα από τα ομόλογα χρωμοσώματα. Η μείωση ΙΙ εμφανίζεται ταυτόχρονα σε δύο κύτταρα που σχηματίζονται μετά τη μείωση Ι. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη διαίρεση μόνο ενός κυττάρου στα δύο.

Πρόφαση II

Μικρός. Οι πυρήνες και οι πυρήνες εξαφανίζονται ξανά και οι χρωματίδες σπειροειδοποιούνται. Η άτρακτος αρχίζει να σχηματίζεται.

Μεταφάση II

Δύο κλώνοι ατράκτου συνδέονται σε κάθε χρωμόσωμα, το οποίο αποτελείται από δύο χρωματίδες. Το ένα νήμα από τον έναν πόλο, το άλλο από τον άλλο. Τα κεντρομερή αποτελούνται από δύο ξεχωριστές κινετοχορίες. Η πλάκα μετάφασης σχηματίζεται σε ένα επίπεδο κάθετο στον ισημερινό της μετάφασης Ι. Δηλαδή, εάν το γονικό κύτταρο στη μείωση I διαίρεσα κατά μήκος, τώρα δύο κύτταρα θα διαιρεθούν κατά μήκος.

Ανάφαση II

Η πρωτεΐνη που δεσμεύει τις αδελφές χρωματίδες διαχωρίζεται και αποκλίνουν σε διαφορετικούς πόλους. Οι αδελφές χρωματίδες ονομάζονται πλέον αδελφά χρωμοσώματα.

Τελόφαση II

Παρόμοια με την τελόφαση Ι. Εμφανίζεται αποσπείρωση των χρωμοσωμάτων, εξαφανίζεται η άτρακτος σχάσης, σχηματισμός πυρήνων και πυρήνων, κυτταροκίνηση.

Η έννοια της μείωσης

Σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό, μόνο τα γεννητικά κύτταρα διαιρούνται με μείωση. Επομένως, η κύρια έννοια της μείωσης είναι ασφάλειαμηχανισμόςένασεξουαλική αναπαραγωγή,που διατηρεί τη σταθερότητα του αριθμού των χρωμοσωμάτων στο είδος.

Μια άλλη έννοια της μείωσης είναι ο ανασυνδυασμός της γενετικής πληροφορίας που εμφανίζεται στην πρόφαση Ι, δηλαδή η συνδυαστική μεταβλητότητα. Νέοι συνδυασμοί αλληλόμορφων δημιουργούνται σε δύο περιπτώσεις. 1. Όταν συμβαίνει διασταύρωση, δηλ. μη αδελφές χρωματίδες θέσεων ανταλλαγής ομόλογων χρωμοσωμάτων. 2. Με ανεξάρτητη απόκλιση χρωμοσωμάτων προς τους πόλους και στις δύο μειοτικές διαιρέσεις. Με άλλα λόγια, κάθε χρωμόσωμα μπορεί να βρίσκεται στο ίδιο κύτταρο σε οποιονδήποτε συνδυασμό με άλλα μη ομόλογα χρωμοσώματα.

Ήδη μετά τη μείωση Ι, τα κύτταρα περιέχουν διαφορετικές γενετικές πληροφορίες. Μετά τη δεύτερη διαίρεση, και τα τέσσερα κύτταρα διαφέρουν μεταξύ τους. Αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ της μείωσης και της μίτωσης, στην οποία σχηματίζονται γενετικά πανομοιότυπα κύτταρα.

Η διασταύρωση και ο τυχαίος διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων και των χρωματιδών στις αναφάσες Ι και ΙΙ δημιουργούν νέους συνδυασμούς γονιδίων και είναι ένατων αιτιών της κληρονομικής μεταβλητότητας των οργανισμώνπου καθιστά δυνατή την εξέλιξη των ζωντανών οργανισμών.

Όλες οι κυτταρικές δομές των ζωντανών οργανισμών συνήθως περνούν από διάφορα κύρια στάδια ανάπτυξης. Κατά τη διάρκεια της ύπαρξής του, κάθε κύτταρο περνά κανονικά από το στάδιο της αναπαραγωγής ή της διαίρεσης. Μπορεί να είναι άμεσο, έμμεσο ή μειωτικό. Η διαίρεση είναι ένα φυσιολογικό στάδιο στη ζωή των δομικών μονάδων διαφόρων οργανισμών, το οποίο εξασφαλίζει την κανονική ύπαρξη, ανάπτυξη και αναπαραγωγή όλων των ζωντανών όντων στον πλανήτη. Χάρη στην κυτταρική αναπαραγωγή στο ανθρώπινο σώμα είναι δυνατή η ανανέωση των ιστών, η αποκατάσταση της ακεραιότητας του κατεστραμμένου επιθηλίου ή του χορίου, η κληρονομικότητα γενετικών δεδομένων, η σύλληψη, η εμβρυογένεση και πολλές άλλες σημαντικές διεργασίες.

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αναπαραγωγής δομικών μονάδων στο σώμα των πολυκύτταρων πλασμάτων: η μίτωση και η μείωση. Κάθε μία από αυτές τις μεθόδους αναπαραγωγής έχει χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά.

Προσοχή!Η κυτταρική διαίρεση διακρίνεται επίσης από την απλή διαίρεση σε δύο - αμίτωση. Στο ανθρώπινο σώμα, αυτή η διαδικασία εμφανίζεται σε ασυνήθιστα αλλοιωμένες δομές, όπως οι όγκοι.

Η μίτωση είναι η βλαστική διαίρεση των κυττάρων με πυρήνα, η πιο κοινή διαδικασία αναπαραγωγής. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται επίσης έμμεση αναπαραγωγή ή κλωνοποίηση, καθώς το ζευγάρι των παιδικών δομών που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της αποδεικνύεται ότι είναι εντελώς πανομοιότυπο με τον γονέα. Με τη βοήθεια της κλωνοποίησης πολλαπλασιάζονται οι σωματικές δομικές μονάδες του ανθρώπινου σώματος.

Προσοχή!Η βλαστική διαίρεση στοχεύει στο σχηματισμό ακριβώς των ίδιων κυττάρων από γενιά σε γενιά. Όλα τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος, εκτός από τα αναπαραγωγικά, αναπαράγονται με παρόμοιο τρόπο.

Η κλωνοποίηση είναι η βάση της οντογένεσης, δηλαδή η ανάπτυξη ενός οργανισμού από τη σύλληψη έως τη στιγμή του θανάτου. Η μιτωτική διαίρεση είναι απαραίτητη για την κανονική λειτουργία διαφόρων οργάνων και συστημάτων και για το σχηματισμό και τη διατήρηση ορισμένων χαρακτηριστικών ενός ατόμου από τη γέννηση έως το θάνατο σε μορφολογικό και βιοχημικό επίπεδο. Η διάρκεια αυτής της μεθόδου κυτταρικής αναπαραγωγής είναι κατά μέσο όρο περίπου 1-2 ώρες.

Η πορεία της μίτωσης χωρίζεται σε τέσσερις κύριες φάσεις:

Ως αποτέλεσμα της κλωνοποίησης, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα από το μητρικό κύτταρο, τα οποία έχουν ένα απολύτως παρόμοιο σύνολο χρωμοσωμάτων και διατηρούν όλα τα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά του αρχικού κυττάρου. Στο ανθρώπινο σώμα λόγω της μίτωσης υπάρχει συνεχής ανανέωση των ιστών.

Προσοχή!Η φυσιολογική πορεία των μιτωτικών διεργασιών παρέχεται από τη νευροχυμική ρύθμιση, δηλαδή την κοινή δράση του νευρικού και του ενδοκρινικού συστήματος.

Χαρακτηριστικά της πορείας της διαίρεσης μείωσης

Η μειοτική διαίρεση είναι μια διαδικασία που έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό αναπαραγωγικών δομικών μονάδων - γαμετών. Με αυτή τη μέθοδο αναπαραγωγής, σχηματίζονται τέσσερα θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει 23 χρωμοσώματα. Δεδομένου ότι οι γαμέτες που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα αυτής της μεθόδου έχουν ένα ατελές σύνολο χρωμοσωμάτων, ονομάζεται μείωση. Στους ανθρώπους, κατά τη γαμετογένεση, είναι δυνατός ο σχηματισμός δύο τύπων δομικών μονάδων:

• σπερματοζωάρια από σπερματοζωάρια.
• ωάρια στα ωοθυλάκια.

Χαρακτηριστικά

Δεδομένου ότι κάθε προκύπτον γαμίτης έχει ένα μόνο σύνολο χρωμοσωμάτων, όταν συντήκεται με ένα άλλο αναπαραγωγικό κύτταρο, λαμβάνει χώρα η ανταλλαγή γενετικού υλικού και ο σχηματισμός ενός εμβρύου που λαμβάνει ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων. Λόγω της μείωσης εξασφαλίζεται η συνδυαστική μεταβλητότητα - αυτή είναι μια διαδικασία ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζεται ένας τεράστιος κατάλογος διαφορετικών γονότυπων και το έμβρυο κληρονομεί διάφορα χαρακτηριστικά της μητέρας και του πατέρα.

Στη διαδικασία σχηματισμού απλοειδών δομών, θα πρέπει επίσης να διακριθούν οι τέσσερις φάσεις που αναφέρονται παραπάνω, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές της μίτωσης. Η κύρια διαφορά της διαίρεσης μείωσης είναι ότι αυτά τα βήματα επαναλαμβάνονται δύο φορές.

Προσοχή!Η πρώτη τελόφαση τελειώνει με το σχηματισμό δύο κυττάρων με ένα πλήρες γενετικό σύνολο 46 χρωμοσωμάτων. Στη συνέχεια αρχίζει η δεύτερη διαίρεση, λόγω της οποίας σχηματίζονται τέσσερα αναπαραγωγικά κύτταρα, καθένα από τα οποία έχει 23 χρωμοσώματα.

Στη μειοτική διαίρεση, το πρώτο στάδιο διαρκεί περισσότερο. Σε αυτό το στάδιο, λαμβάνει χώρα η σύντηξη των χρωμοσωμάτων και η διαδικασία ανταλλαγής γενετικών δεδομένων. Η μετάφαση προχωρά με τον ίδιο τρόπο όπως κατά τη μίτωση, αλλά με ένα μόνο σύνολο κληρονομικών δεδομένων. Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, η διαίρεση του κεντρομερούς δεν συμβαίνει και τα απλοειδή χρωμοσώματα αποκλίνουν προς τους πόλους.

Η περίοδος μεταξύ δύο διαιρέσεων, δηλαδή της μεσόφασης, είναι πολύ μικρή· το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ δεν παράγεται κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Επομένως, τα κύτταρα που λαμβάνονται μετά τη δεύτερη τελόφαση περιέχουν ένα απλοειδές, δηλαδή ένα ενιαίο σύνολο χρωμοσωμάτων. Το διπλοειδές σύνολο αποκαθίσταται όταν δύο αναπαραγωγικά κύτταρα συγχωνεύονται κατά τη συνγαμία. Αυτή είναι η διαδικασία ένωσης των αρσενικών και θηλυκών γαμετών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μείωσης. Ως αποτέλεσμα της διαίρεσης αναγωγής, σχηματίζεται ένας ζυγώτης με 46 χρωμοσώματα και ένα πλήρες σύνολο κληρονομικών πληροφοριών που λαμβάνονται και από τους δύο γονείς.

Κατά τη σύντηξη των γαμετών, είναι δυνατός ο σχηματισμός διαφόρων παραλλαγών οποιωνδήποτε σημείων. Είναι μέσω της μείωσης που τα παιδιά κληρονομούν, για παράδειγμα, το χρώμα των ματιών ενός από τους γονείς. Λόγω της υπολειπόμενης μεταφοράς οποιωνδήποτε γονιδίων, είναι δυνατή η μετάδοση χαρακτηριστικών μέσω μιας ή περισσότερων γενεών.

Προσοχή!Τα κυρίαρχα γνωρίσματα είναι κυρίαρχα, συνήθως εκδηλώνονται στην πρώτη γενιά των απογόνων. Υπολειπόμενο - κρυφό ή σταδιακά εξαφανιζόμενο σε άτομα των επόμενων γενεών.

Ο ρόλος της μιτωτικής διαίρεσης:

1. Διατήρηση σταθερού αριθμού χρωμοσωμάτων. Εάν τα κύτταρα που προέκυψαν είχαν ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων, τότε στο έμβρυο μετά τη σύλληψη ο αριθμός τους θα διπλασιαζόταν.
2. Λόγω της μειωτικής διαίρεσης, τα αναπαραγωγικά κύτταρα σχηματίζονται με διαφορετικά σύνολα κληρονομικών πληροφοριών.
3. Ανασυνδυασμός κληρονομικών πληροφοριών.
4. Εξασφάλιση της μεταβλητότητας των οργανισμών.

Συγκριτικά χαρακτηριστικά

Μέθοδος αναπαραγωγής	Κλωνοποίηση	Γαμετογένεση
Τύποι κυττάρων	Σωματικός	αναπαραγωγικός
Αριθμός τμημάτων	Ενας	Δύο
Πόσες παιδικές δομικές μονάδες σχηματίζονται ως αποτέλεσμα	2	4
Το περιεχόμενο των κληρονομικών πληροφοριών στα θυγατρικά κύτταρα	Δεν αλλάζει	Αλλαγές
Σύζευξη	Όχι τυπικό
	Όχι τυπικό	Σημειώθηκε κατά την πρώτη διαίρεση

Διαφορές μεταξύ κλωνοποίησης και διαίρεσης αναγωγής

Η κλωνοποίηση και ο πολλαπλασιασμός των αναγωγικών κυττάρων είναι αρκετά παρόμοιες διαδικασίες. Η μειοτική διαίρεση περιλαμβάνει τα ίδια στάδια με τη μιτωτική διαίρεση, ωστόσο, η διάρκειά τους και οι διεργασίες που συμβαίνουν στα διάφορα στάδια της έχουν σημαντικές διαφορές.

Βίντεο - Μίτωση και μείωση

Διαφορές στην πορεία του σεξουαλικού και ασεξουαλικού διαχωρισμού

Τα κύτταρα που προκύπτουν από τη μιτωτική διαίρεση και τη γαμετογένεση φέρουν διαφορετικό λειτουργικό φορτίο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατά τη διάρκεια της μείωσης σημειώνονται ορισμένα χαρακτηριστικά της πορείας:

1. Στο πρώτο στάδιο της διαίρεσης αναγωγής σημειώνεται η σύζευξη και η διασταύρωση. Αυτές οι διαδικασίες είναι απαραίτητες για την αμοιβαία ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών.
2. Κατά τη διάρκεια της ανάφασης, παρατηρείται διαχωρισμός παρόμοιων χρωμοσωμάτων.
3. Στην περίοδο μεταξύ δύο κύκλων διαιρέσεων, δεν υπάρχει αναδιπλασιασμός των μορίων του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος.

Προσοχή!Η σύζευξη είναι μια κατάσταση σταδιακής σύγκλισης ομόλογων, δηλαδή παρόμοιων χρωμοσωμάτων μεταξύ τους και ο σχηματισμός ζευγών μετά από αυτό. Διασταύρωση - η μετάβαση ορισμένων τμημάτων από το ένα χρωμόσωμα στο άλλο.

Το δεύτερο στάδιο της γαμετογένεσης προχωρά με τον ίδιο ακριβώς τρόπο όπως η μίτωση.

Χαρακτηριστικές διαφορές ανάλογα με τα αποτελέσματα της διαδικασίας διαίρεσης:

1. Το αποτέλεσμα της κλωνοποίησης είναι ο σχηματισμός δύο δομικών μονάδων και το αποτέλεσμα της διαίρεσης αναγωγής είναι τέσσερις.
2. Με τη βοήθεια της κλωνοποίησης χωρίζονται οι σωματικές δομικές μονάδες που αποτελούν τους διάφορους ιστούς του σώματος. Ως αποτέλεσμα της μείωσης, σχηματίζονται μόνο αναπαραγωγικά κύτταρα: ωάρια και σπέρμα.
3. Η κλωνοποίηση οδηγεί στο σχηματισμό απολύτως πανομοιότυπων δομικών μονάδων και κατά τη διάρκεια της μειοτικής διαίρεσης, εμφανίζεται μια ανακατανομή γενετικών δεδομένων.
4. Ως αποτέλεσμα της διαίρεσης μείωσης, η ποσότητα των κληρονομικών πληροφοριών στα αναπαραγωγικά κύτταρα μειώνεται κατά 50%. Αυτό παρέχει τη δυνατότητα μετέπειτα σύντηξης των γενετικών δεδομένων των κυττάρων της μητέρας και του πατέρα κατά τη γονιμοποίηση.

Η κλωνοποίηση και ο διαχωρισμός αναγωγής είναι οι πιο σημαντικές διαδικασίες που διασφαλίζουν την κανονική λειτουργία του οργανισμού. Τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της κλωνοποίησης είναι πανομοιότυπα σε όλα, συμπεριλαμβανομένου του επιπέδου του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος, με τα αρχικά. Αυτό σας επιτρέπει να μεταφέρετε το σύνολο χρωμοσωμάτων αμετάβλητο από τη μια γενιά κυττάρων στην άλλη. Η μίτωση αποτελεί τη βάση της φυσιολογικής ανάπτυξης των ιστών. Η βιολογική σημασία της διαίρεσης αναγωγής είναι η διατήρηση ενός συγκεκριμένου αριθμού χρωμοσωμάτων σε οργανισμούς των οποίων η αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα σεξουαλικά. Ταυτόχρονα, η μειοτική διαίρεση καθιστά δυνατή την εκδήλωση της πιο σημαντικής ποιότητας των διαφόρων πολυκύτταρων οργανισμών - τη συνδυαστική μεταβλητότητα. Χάρη σε αυτήν, είναι δυνατό να μεταφερθούν διάφορα σημάδια τόσο του πατέρα όσο και της μητέρας στους απογόνους.

Κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή, ο θυγατρικός οργανισμός εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της σύντηξης δύο γεννητικών κυττάρων ( γαμέτες) και επακόλουθη ανάπτυξη από γονιμοποιημένο ωάριο - ζυγωτές.

Τα σεξουαλικά κύτταρα των γονέων έχουν απλοειδές σύνολο ( n) χρωμοσώματα, και στο ζυγωτό, όταν δύο τέτοια σύνολα συνδυάζονται, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων γίνεται διπλοειδής (2 n): κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων περιέχει ένα πατρικό και ένα μητρικό χρωμόσωμα.

Τα απλοειδή κύτταρα σχηματίζονται από διπλοειδή κύτταρα ως αποτέλεσμα μιας ειδικής κυτταρικής διαίρεσης - μείωσης.

Μείωση - ένα είδος μίτωσης, με αποτέλεσμα διπλοειδή (2n) σωματικά κύτταρα των γεννητικών κυττάρωνΟ Lez σχημάτισε απλοειδή γαμέτες (1n). Κατά τη γονιμοποίηση, οι πυρήνες των γαμετών συντήκονται και το διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων αποκαθίσταται. Έτσι, η μείωση εξασφαλίζει τη διατήρηση ενός σταθερού συνόλου χρωμοσωμάτων και της ποσότητας DNA για κάθε είδος.

Η μείωση είναι μια συνεχής διαδικασία που αποτελείται από δύο διαδοχικές διαιρέσεις που ονομάζονται μείωση Ι και μείωση II. Κάθε διαίρεση χωρίζεται σε πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Ως αποτέλεσμα της μείωσης Ι, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό ( διαίρεση μείωσης):κατά τη διάρκεια της μείωσης II, τα απλοειδή κύτταρα διατηρούνται (εξισωτική διαίρεση).Τα κύτταρα που εισέρχονται στη μείωση περιέχουν τη γενετική πληροφορία 2n2xp (Εικ. 1).

Στην προφάση Ι της μείωσης, η χρωματίνη περιστρέφεται σταδιακά για να σχηματίσει χρωμοσώματα. Τα ομόλογα χρωμοσώματα πλησιάζουν το ένα το άλλο, σχηματίζοντας μια κοινή δομή που αποτελείται από δύο χρωμοσώματα (δισθενή) και τέσσερις χρωματίδες (τετράδα). Η επαφή δύο ομόλογων χρωμοσωμάτων σε όλο το μήκος ονομάζεται σύζευξη. Στη συνέχεια, εμφανίζονται απωθητικές δυνάμεις μεταξύ των ομόλογων χρωμοσωμάτων και τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται πρώτα στην περιοχή του κεντρομερούς, παραμένοντας συνδεδεμένα στην περιοχή του ώμου και σχηματίζουν χιασμάτων (χιασμάτων). Η απόκλιση των χρωματιδών σταδιακά αυξάνεται και οι συζητήσεις μετατοπίζονται προς τα άκρα τους. Κατά τη διαδικασία σύζευξης μεταξύ ορισμένων χρωματίδων ομόλογων χρωμοσωμάτων, μπορεί να συμβεί ανταλλαγή θέσεων - διασταύρωση, οδηγώντας σε ανασυνδυασμό γενετικού υλικού. Στο τέλος της προφάσης, το πυρηνικό περίβλημα και οι πυρήνες διαλύονται και σχηματίζεται η άτρακτος της αχρωματίνης. Το περιεχόμενο του γενετικού υλικού παραμένει το ίδιο (2n2хр).

Σε μεταφάσηΤα δισθενή του χρωμοσώματος μείωσης Ι βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Αυτή τη στιγμή η σπείρα τους φτάνει στο μέγιστο. Το περιεχόμενο του γενετικού υλικού δεν αλλάζει (2n2xp).

σε ανάφασηΤα ομόλογα χρωμοσώματα μείωσης Ι, που αποτελούνται από δύο χρωματίδες, τελικά απομακρύνονται το ένα από το άλλο και αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου. Κατά συνέπεια, μόνο ένα από κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων εισέρχεται στο θυγατρικό κύτταρο - ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό (συμβαίνει μείωση). Το περιεχόμενο του γενετικού υλικού γίνεται 1n2xp σε κάθε πόλο.

σε τελοφάσησυμβαίνει ο σχηματισμός πυρήνων και η διαίρεση του κυτταροπλάσματος - σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα. Τα θυγατρικά κύτταρα περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, κάθε χρωμόσωμα έχει δύο χρωματίδες (1n2xp).

Interkinesis- ένα μικρό διάστημα μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης μειοτικής διαίρεσης. Αυτή τη στιγμή, η αντιγραφή του DNA δεν συμβαίνει και δύο θυγατρικά κύτταρα εισέρχονται γρήγορα στη μείωση II, προχωρώντας ανάλογα με τον τύπο της μίτωσης.

Ρύζι. ένας. Διάγραμμα μείωσης (εμφανίζεται ένα ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων). Μείωση Ι: 1, 2, 3. 4. 5 - πρόφαση; 6 - μεταφάση; 7 - ανάφαση; 8 - τελοφάση; 9 - interkinesis. Meiosis II; 10 - μεταφάση; II - ανάφαση; 12 - θυγατρικά κύτταρα.

σε προφασημείωση II, συμβαίνουν οι ίδιες διεργασίες όπως και στην πρόφαση της μίτωσης. Στη μετάφαση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο ισημερινό επίπεδο. Δεν υπάρχουν αλλαγές στο περιεχόμενο του γενετικού υλικού (1n2хр). Στην ανάφαση της μείωσης II, οι χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος μετακινούνται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου και το περιεχόμενο του γενετικού υλικού σε κάθε πόλο γίνεται lnlxp. Στην τελοφάση, σχηματίζονται 4 απλοειδή κύτταρα (lnlxp).

Έτσι, ως αποτέλεσμα της μείωσης, σχηματίζονται 4 κύτταρα με απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων από ένα διπλοειδές μητρικό κύτταρο. Επιπλέον, στην πρόφαση της μείωσης Ι, εμφανίζεται ένας ανασυνδυασμός γενετικού υλικού (διασταύρωση) και στην ανάφαση Ι και ΙΙ, μια τυχαία αναχώρηση χρωμοσωμάτων και χρωματιδών στον έναν ή τον άλλο πόλο. Αυτές οι διαδικασίες είναι η αιτία της συνδυαστικής μεταβλητότητας.

Η βιολογική σημασία της μείωσης:

1) είναι το κύριο στάδιο της γαμετογένεσης.

2) διασφαλίζει τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών από οργανισμό σε οργανισμό κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

3) Τα θυγατρικά κύτταρα δεν είναι γενετικά πανομοιότυπα με τον γονέα και μεταξύ τους.

Επίσης, η βιολογική σημασία της μείωσης έγκειται στο γεγονός ότι η μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων είναι απαραίτητη για το σχηματισμό των γεννητικών κυττάρων, αφού οι πυρήνες των γαμετών συγχωνεύονται κατά τη γονιμοποίηση. Αν δεν συνέβαινε αυτή η μείωση, τότε στον ζυγώτη (και επομένως σε όλα τα κύτταρα του θυγατρικού οργανισμού) θα υπήρχαν διπλάσια χρωμοσώματα. Ωστόσο, αυτό έρχεται σε αντίθεση με τον κανόνα της σταθερότητας του αριθμού των χρωμοσωμάτων. Λόγω της μείωσης, τα γεννητικά κύτταρα είναι απλοειδή και κατά τη γονιμοποίηση στο ζυγώτη, αποκαθίσταται ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων (Εικ. 2 και 3).

Ρύζι. 2. Σχέδιο γαμετογένεσης: ? - σπερματογένεση; ? - ωογένεση

Ρύζι. 3.Σχέδιο που απεικονίζει τον μηχανισμό για τη διατήρηση ενός διπλοειδούς συνόλου χρωμοσωμάτων κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή

Δύο τύποι κυτταρικής διαίρεσης είναι από καιρό γνωστοί: η μιτωτική και η αναγωγική διαίρεση. Το πρώτο ονομάζεται επίσης μίτωση και το δεύτερο - μείωση. Ο πρώτος τρόπος, η μίτωση, διαιρεί όλα τα κύτταρα, ο δεύτερος - μόνο το φύλο.

Πρώτον, σχετικά με τη μίτωση. Προηγείται διπλασιασμός των μορίων που φέρουν κληρονομικές πληροφορίες.

Τα μόρια του DNA, που περιέχουν τον γενετικό κώδικα, βρίσκονται στον πυρήνα του κυττάρου, σε ειδικά μακριά νήματα - χρωμοσώματα. Κάθε είδος ζώων και φυτών έχει έναν αυστηρά καθορισμένο αριθμό χρωμοσωμάτων. Συνήθως υπάρχουν αρκετές δεκάδες. Στους ανθρώπους, για παράδειγμα, 46 ( Μέχρι το 1956, πίστευαν ότι υπήρχαν 48 από αυτά στα ανθρώπινα κύτταρα. Αλλά το 1956, οι γενετιστές Tjio και Levan διαπίστωσαν με ακρίβεια ότι ένα άτομο έχει 46, όχι 48, χρωμοσώματα.). Και ένα από τα σκουλήκια έχει μόνο δύο. Ορισμένοι καρκίνοι έχουν 200 χρωμοσώματα. Αλλά το ρεκόρ έσπασαν οι μικροσκοπικοί ραδιολάχανοι: ένας από αυτούς έχει 1600 χρωμοσώματα!

Όταν τα μόρια του DNA διπλασιάζονται, τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται επίσης. Το καθένα χτίζει ένα διπλό στη δική του εικόνα. Αυτό σημαίνει ότι για κάποιο χρονικό διάστημα στα κύτταρά μας υπάρχουν διπλάσια χρωμοσώματα από ότι συνήθως.

Ανάμεσα σε δύο διαιρέσεις, στη λεγόμενη μεσοφάση, τα χρωμοσώματα δεν είναι ορατά σε ένα συμβατικό μικροσκόπιο. Είναι σαν να μην υπάρχουν καθόλου. Στο ηλεκτρονικό είναι ξεκάθαρο ότι είναι ακόμα εδώ, δεν έχουν φύγει, αλλά είναι τόσο λεπτές που δεν γίνονται αντιληπτές χωρίς πολύ έντονη αύξηση. Λέγεται ότι σε αυτή τη φάση της δραστηριότητάς τους, τα χρωμοσώματα μοιάζουν με «βούρτσες λαμπτήρων». Πράγματι, μοιάζουν λίγο με τα ρουφ που χρησιμοποιούσαν κάποτε για να καθαρίσουν το τζάμι από τις λάμπες κηροζίνης.

Σε δέκα έως είκοσι ώρες σχετικής ανάπαυσης μεταξύ δύο διαιρέσεων, τα χρωμοσώματα πρέπει να έχουν χρόνο να συνθέσουν τα αντίστοιχα τους με ένα πλήρες αντίγραφο όλων των γονιδίων που περιέχουν, όλων των μορίων DNA.

Μόλις τα δίδυμα είναι έτοιμα, μακριές κλωστές χρωμοσωμάτων (τα πρωτότυπα και τα αντίγραφά τους) αρχίζουν να τυλίγονται σε σφιχτές σπείρες. Και αυτά είναι στριμμένα σε μια σπείρα δεύτερης τάξης. Το νόημα αυτής της ανατροπής είναι αρκετά σαφές. Μέχρι τώρα, τα χρωμοσώματα βρίσκονταν σε μια μπερδεμένη μπάλα και πιθανότατα δεν θα ήταν εύκολο να τεντωθούν κατά μήκος διαφορετικών πόλων του κυττάρου. Τώρα, όμως, κάθε χρωμόσωμα είναι μια έλικα στριμμένη σε έλικα, μια πολύ συμπαγής και εύκολη στη μεταφορά «αποσκευή».

Όλο το DNA ενός ανθρώπινου κυττάρου, τεντωμένο σε έναν κλώνο, έχει μήκος περίπου ένα μέτρο, και διπλά τυλιγμένο αυτός ο κλώνος χωράει σε 46 χρωμοσώματα, καθένα από τα οποία έχει μήκος μόνο μερικά μικρά.

Έτσι, πριν διαιρεθούν, τα χρωμοσώματα συσκευάζονται σε συμπαγή «πακέτα». Μέχρι αυτή τη στιγμή, που ονομάζεται προφάση στην κυτταρική διαίρεση, το κέλυφος του πυρήνα διαλύεται και τα κεντρόλια που είναι ήδη γνωστά σε εμάς, ή. τα κεντροσώματα μετακινούνται σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Νήματα της λεγόμενης μιτωτικής συσκευής, ή ατράκτου, συνδέουν κάθε χρωμόσωμα με έναν από τους πόλους.

Στη συνέχεια, τα χρωμοσώματα παρατάσσονται σε ζευγάρια (το πρωτότυπο δίπλα-δίπλα με το αντίγραφό του) κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου, όπως οι χορευτές σε μια μπάλα. Αυτό το στάδιο διαίρεσης ονομάζεται μεταφάση.

Τότε κάθε ένα από τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα ορμάει στον πόλο του. Οι εταίροι χωρίζουν για πάντα, γιατί σύντομα το διαμέρισμα θα χωρίσει το παλιό κελί σε δύο νέα κατά μήκος του ισημερινού. Η εντύπωση είναι ότι τα κεντριόλια τραβούν τα χρωμοσώματα προς τον εαυτό τους από τις χορδές, σαν μαριονέτες.

Πράγματι, τα χρωμοσώματα έχουν την εμφάνιση που έχει κάθε εύκαμπτο σώμα όταν έλκεται από μια χορδή μέσα από ένα υγρό.

Το μέρος για το οποίο τραβιέται είναι πάντα το ίδιο για κάθε χρωμόσωμα. Ονομάζεται κινετοχώρη ή κεντρομερίδιο. Το πού βρίσκεται η κινετοχώρη στο χρωμόσωμα συχνά καθορίζει το σχήμα του. Εάν η κινετοχώρη βρίσκεται στη μέση, τότε το χρωμόσωμα, όταν τραβιέται από μια κλωστή κατά τη μίτωση, κάμπτεται στη μέση και γίνεται παρόμοιο με τον λατινικό αριθμό "πέντε" (V). Εάν η κινετοχώρη βρίσκεται στο τέλος του χρωμοσώματος, τότε κάμπτεται με τον τρόπο του λατινικού γράμματος "iot" (J).

Κάποτε, θεωρήθηκε ότι τα νήματα της μιτωτικής συσκευής ήταν ένα είδος σιδηροτροχιών κατά μήκος των οποίων τα χρωμοσώματα κυλούν προς τους πόλους. Τότε αποφάσισαν ότι έμοιαζαν περισσότερο με λεπτά λάστιχα, μινιατούρες μύες που όταν συστέλλονται τραβούν το χρωμοσωμικό τους φορτίο στους πόλους. Στη συνέχεια όμως, ενώ συσπώνονταν, οι κλωστές θα γίνονταν πιο παχιές, «λεπτότερες» ενώ επιμήκυναν. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει. Βραχύνοντας και επιμηκύνοντας, δεν γίνονται πιο παχιά ή πιο λεπτά.

Προφανώς, η μηχανική της ατράκτου του κυττάρου είναι διαφορετική. Ίσως, πιστεύουν μερικοί επιστήμονες, τα νήματα είναι κοντύτερα επειδή κάποια από τα μόρια που τα αποτελούν είναι εκτός παιχνιδιού: δηλαδή από τα νήματα. Και η προσθήκη μορίων σε μία γραμμική κατεύθυνση οδηγεί σε επιμήκυνση των νημάτων.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, τα χρωμοσώματα έλκονται από το κέντρο του κυττάρου στους πόλους του με ταχύτητα περίπου ενός μικρού ανά λεπτό. Από αυτό το σημείο και μετά, η μίτωση εισέρχεται σε ένα στάδιο που ονομάζεται ανάφαση.

Την ανάφαση ακολουθεί η τελόφαση. Οι σπείρες των χρωμοσωμάτων ξετυλίγονται. Και πάλι μπαίνουν στο παιχνίδι οι «βούρτσες λάμπας». Τα κουβάρια των χρωμοσωμάτων που μοιάζουν με νήματα είναι κατάφυτα με πυρηνικές μεμβράνες: υπάρχουν τώρα δύο δίδυμοι πυρήνες στο κύτταρο. Η στένωση του δακτυλίου θα το χωρίσει σύντομα στο μισό. Κάθε ημίχρονο θα πάρει τον πυρήνα του.

Η κυτταρική διαίρεση τελειώνει με τον διπλασιασμό των κεντρολίων. Ήταν τέσσερις από αυτούς - δύο σε κάθε στύλο. Το κύτταρο διαιρέθηκε και κάθε μισό περιείχε μόνο δύο κεντρόλια.

Στην οθόνη ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου, τα κεντριόλια μοιάζουν με κοίλους κυλίνδρους κατασκευασμένους από σωλήνες. Τα κεντριόλια βρίσκονται πάντα σε ορθή γωνία μεταξύ τους. Επομένως, βλέπουμε πάντα το ένα από αυτά σε εγκάρσια τομή και το άλλο σε διαμήκη τομή.

Στην τελοφάση, ένα μικρό κεντριόλιο βγαίνει από κάθε ένα από τα κεντρόλια - ένα πυκνό κυλινδρικό σώμα. Αναπτύσσεται γρήγορα και τώρα υπάρχουν τέσσερα κεντρόλια στο κύτταρο.

Με τη μίτωση, δύο κύτταρα λαμβάνονται από ένα, εντελώς πανομοιότυπα σε κληρονομικότητα που κρύβονται στα χρωμοσώματά τους (αν κανένα από αυτά δεν έχει μεταλλαχθεί).

Συνήθως η μίτωση διαρκεί μία ώρα ή δύο ώρες. Οι μιτώσεις είναι πολύ σπάνιες στους νευρικούς ιστούς. Όμως στον μυελό των οστών, όπου γεννιούνται 10 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια κάθε δευτερόλεπτο, συμβαίνουν 10 εκατομμύρια μιτώσεις κάθε δευτερόλεπτο!

Τώρα, προτού μιλήσουμε για τον δεύτερο τύπο κυτταρικής διαίρεσης - για τη μείωση, πρέπει να εισαγάγουμε μερικούς νέους όρους.

Το σύνολο των χρωμοσωμάτων που περικλείεται στον πυρήνα ενός φυσιολογικού σωματικού (με άλλα λόγια, όχι ενός σεξουαλικού, αλλά ενός συνηθισμένου) κυττάρου του σώματος ονομάζεται γενετικά διπλό - διπλοειδές. Στους ανθρώπους, το διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων είναι 46. Όλα αυτά τα 46 χρωμοσώματα σε εμφάνιση και μέγεθος χωρίζονται εύκολα σε πανομοιότυπα ζεύγη σε διαμόρφωση (μόνο οι σύντροφοι ενός ζεύγους - τα φυλετικά χρωμοσώματα "x" και "y" - δεν είναι όμοια. περισσότερα για αυτό αργότερα).

Ένα σύνολο χρωμοσωμάτων στα οποία υπάρχει μόνο ένας σύντροφος από κάθε ζευγάρι ονομάζεται απλοειδές ή συνηθισμένο. Όλα τα γεννητικά κύτταρα, ή γαμέτες, περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. (Αυτό σημαίνει ότι το ανθρώπινο σπέρμα και τα ωάρια έχουν μόνο είκοσι τρία χρωμοσώματα το καθένα.) Διαφορετικά, όταν γονιμοποιηθεί το ωάριο, όταν συγχωνευθούν οι μητρικοί και πατρικοί γαμέτες, θα δημιουργηθεί ένας ζυγώτης με διπλάσιο αριθμό χρωμοσωμάτων από τον κανονικό.

Η μείωση, η οποία προηγείται του σχηματισμού σπέρματος και ωαρίων, έχει σχεδιαστεί για να παρέχει στους γαμέτες το ήμισυ του απλοειδούς αριθμού χρωμοσωμάτων. Και όταν οι γαμέτες συγχωνεύονται, ο ζυγώτης θα έχει ήδη έναν κανονικό διπλοειδή αριθμό χρωμοσωμάτων. Μισοί από μητέρα, μισοί από πατέρα.

Είναι ξεκάθαρο τώρα γιατί όλα τα χρωμοσώματα στο ζυγωτό είναι ζευγαρωμένα;

Εξάλλου, κάθε μητρικό χρωμόσωμα αντιστοιχεί ακριβώς στο ίδιο πατρικό χρωμόσωμα σε σχήμα, μέγεθος και φύση κληρονομικών πληροφοριών. Τα ζευγαρωμένα χρωμοσώματα ονομάζονται ομόλογα.

Η μείωση ξεκινά με το γεγονός ότι τα χρωμοσώματα του ίδιου τύπου σε διαμόρφωση είναι ζευγαρωμένα και συζευγμένα. Τότε καθένα από τα χρωμοσώματα κάθε ζεύγους δημιουργεί το δίδυμό του από τις ουσίες που είναι διαλυμένες στο πρωτόπλασμα. Όπως και στη μίτωση.

Τώρα τα χρωμοσώματα του ίδιου τύπου δεν είναι πλέον δύο, αλλά τέσσερα. Τέσσερα, ή τετράδια, σφιχτά προσκολλημένα το ένα στο άλλο, παρατάσσονται κατά μήκος του ισημερινού του κελιού. Τα νήματα της ατράκτου χωρίζουν τα τέσσερα και πάλι σε ζευγάρια, τραβώντας τα σε διαφορετικούς πόλους.

Το κελί διαιρείται στο μισό και μετά διαιρείται ξανά, αλλά τώρα σε διαφορετικό επίπεδο, κάθετο στο πρώτο. Αυτή τη φορά, τα χρωμοσώματα δεν διπλασιάζονται. Τα ζεύγη που παρατάσσονται κατά μήκος του ισημερινού αποκλίνουν ένα προς ένα σε διαφορετικά άκρα του κελιού.

Σε κάθε πόλο, είναι τώρα τα μισά από όσο κατά τη μίτωση ή στην πρώτη φάση της μείωσης. Επομένως, όταν ένα κύτταρο σχίζεται στη μέση, δύο νέοι γαμέτες που γεννιούνται από αυτό λαμβάνουν έναν απλοειδή αριθμό χρωμοσωμάτων. Εφόσον στην πρώτη φάση της μείωσης γεννιούνται δύο διπλοειδή κύτταρα από ένα κύτταρο, στο τέλος της δεύτερης φάσης της έχουμε τέσσερις γαμέτες. Και σε κάθε, επαναλαμβάνω, ο απλοειδής αριθμός των χρωμοσωμάτων. Εάν πρόκειται για ανθρώπινους γαμέτες, τότε θα έχουν είκοσι τρία χρωμοσώματα. Και όταν, κατά τη γονιμοποίηση, συγχωνευθούν σε έναν ζυγώτη, θα υπάρχουν σαράντα έξι χρωμοσώματα σε αυτόν.

Ο ζυγώτης δημιουργεί ένα ανθρώπινο έμβρυο, όλα τα κύτταρα στο οποίο θα είναι με 46 χρωμοσώματα.

Η μηχανική της κυτταρικής διαίρεσης στη μείωση - η απόκλιση σε διαφορετικούς γαμέτες ζευγαρωμένων χρωμοσωμάτων, καθένα από τα οποία έχει τη δική του γενεαλογία είτε από τον πατέρα είτε από τη μητέρα - εξηγεί πολλούς από τους νόμους της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας που ανακαλύφθηκαν από τον Γκρέγκορ Μέντελ και άλλους γενετιστές.

Πολωνοί επιστήμονες έφτιαξαν πρόσφατα μια εξαιρετική ταινία για τη μίτωση χρησιμοποιώντας φωτογραφία time-lapse. Όλες οι φάσεις της μίτωσης στην οθόνη επιταχύνονται κατά αρκετές εκατοντάδες φορές. Στην πραγματικότητα, οι κινήσεις των χρωμοσωμάτων κατά τη διαίρεση γίνονται πολύ πιο αργά. Είδα αυτή την ταινία και με εντυπωσίασε περισσότερο από τις καλύτερες από τις καλύτερες ταινίες μεγάλου μήκους.

Έχει ασυνήθιστους ηθοποιούς - χρωμοσώματα. Συγκλίνουν, διασκορπίζονται, παρατάσσονται και σκορπίζονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις, σαν χορευτές σε μια μπάλα που εκτελούν σύνθετα βήματα ενός παλιού χορού. Ο Αμερικανός βιολόγος Möller, ο ιδρυτής της γενετικής της ακτινοβολίας, ονόμασε τον χορό των χρωμοσωμάτων τις παράξενες κινήσεις τους κατά την κυτταρική διαίρεση.

Εκατομμύρια μιτώσεις συμβαίνουν κάθε δευτερόλεπτο στο σώμα μας! Και εκατοντάδες εκατομμύρια άψυχες, αλλά πολύ πειθαρχημένες μικρές μπαλαρίνες κάνουν τον πιο παλιό χορό στη γη. Χορός της ζωής. Σε τέτοιους χορούς, τα κύτταρα του σώματος αναπληρώνουν τις τάξεις τους. Και μεγαλώνουμε και υπάρχουμε.

Όλα τα φαινόμενα της κληρονομικότητας και της ζωής βασίζονται στη συντονισμένη απόκλιση των χρωμοσωμάτων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Εξάλλου, κάθε χρωμόσωμα είναι ένας πολύπλοκος συνδυασμός γιγάντιων νουκλεϊκών οξέων και πρωτεϊνών. Και τα νουκλεϊκά οξέα φέρουν πάρα πολλές κληρονομικές μονάδες - γονίδια, δηλαδή την ουσία όλων όσων υπάρχουν στη Γη.

http://nplit.ru "NPLit.ru: Young Explorer's Library"