Ciclul celulei. Interfaza

Meioză este o metodă de diviziune celulară la eucariote, în care se formează celule haploide. Meioza este diferită de mitoză, care produce celule diploide.

În plus, meioza se desfășoară în două diviziuni succesive, care se numesc respectiv prima (meioza I) și a doua (meioza II). Deja după prima diviziune, celulele conțin un singur set de cromozomi, adică haploid. Prin urmare, prima divizie este adesea numită reducere. Deși uneori termenul de „diviziune de reducere” este folosit în raport cu întreaga meioză.

Se numește a doua divizie ecuaționalăși similar ca mecanism cu mitoza. În meioza II, cromatidele surori diverg către polii celulei.

Meioza, ca si mitoza, este precedata in interfaza de sinteza - replicare ADN-ului, dupa care fiecare cromozom este format deja din doua cromatide, care sunt numite cromatide surori. Între prima și a doua diviziune nu are loc sinteza ADN-ului.

Dacă în urma mitozei se formează două celule, atunci ca urmare a meiozei - 4. Cu toate acestea, dacă organismul produce ouă, atunci rămâne o singură celulă, care are nutrienți concentrați în sine.

Cantitatea de ADN înainte de prima diviziune este de obicei notă ca 2n 4c. Aici n desemnează cromozomi, c denotă cromatide. Aceasta înseamnă că fiecare cromozom are o pereche omoloagă (2n), în același timp, fiecare cromozom este format din două cromatide. Având în vedere prezența unui cromozom omolog, se obțin patru cromatide (4c).

După prima și înainte de a doua diviziune, cantitatea de ADN din fiecare dintre cele două celule fiice este redusă la 1n 2c. Adică, cromozomii omologi diverg în celule diferite, dar continuă să fie formați din două cromatide.

După a doua diviziune, se formează patru celule cu un set de 1n 1c, adică fiecare conține un singur cromozom dintr-o pereche de omoloage și constă dintr-o singură cromatidă.

Mai jos este o descriere detaliată a primei și a doua diviziuni meiotice. Denumirea fazelor este aceeași ca și în mitoză: profază, metafază, anafază, telofază. Cu toate acestea, procesele care au loc în aceste faze, în special în profaza I, sunt oarecum diferite.

Meioza I

Profaza I

Aceasta este de obicei cea mai lungă și mai complexă fază a meiozei. Durează mult mai mult decât în ​​cazul mitozei. Acest lucru se datorează faptului că în acest moment cromozomii omologi se apropie unul de celălalt și fac schimb de segmente de ADN (au loc conjugarea și încrucișarea).

Conjugare- procesul de legare a cromozomilor omologi. Trecere peste- schimb de regiuni identice între cromozomi omologi. Cromatidele non-surori ale cromozomilor omologi pot face schimb de regiuni echivalente. În locurile în care are loc un astfel de schimb, așa-numitul chiasma.

Se numesc cromozomi omologi perechi bivalente, sau tetrade. Comunicarea se menține până la anafaza I și este asigurată de centromeri între cromatidele surori și chiasma dintre cromatidele nesurori.

În profază, cromozomii se spiralizează, astfel încât până la sfârșitul fazei, cromozomii capătă forma și dimensiunea lor caracteristică.

În etapele ulterioare ale profezei I, învelișul nuclear se rupe în vezicule și nucleolii dispar. Fusul meiotic începe să se formeze. Se formează trei tipuri de microtubuli fusi. Unele sunt atașate de kinetocori, altele - de tubii care cresc de la polul opus (structura acționează ca distanțiere). Alții formează o structură stelată și sunt atașați de scheletul membranei, îndeplinind funcția de suport.

Centrozomii cu centrioli diverg spre poli. Microtubulii sunt introduși în regiunea fostului nucleu, atașați de kinetocore situate în regiunea centromeră a cromozomilor. În acest caz, kinetocorii cromatidelor surori fuzionează și acționează ca un întreg, ceea ce permite cromatidelor unui cromozom să nu se separe și, ulterior, să se deplaseze împreună la unul dintre polii celulei.

Metafaza I

Fusul de fisiune se formează în cele din urmă. Perechile de cromozomi omologi sunt situate în planul ecuatorului. Ele se aliniază unul față de celălalt de-a lungul ecuatorului celulei, astfel încât planul ecuatorial să fie între perechi de cromozomi omologi.

Anafaza I

Cromozomii omologi se separă și diverg către diferiți poli ai celulei. Datorită încrucișării care a avut loc în timpul profazei, cromatidele lor nu mai sunt identice între ele.

Telofaza I

Nucleele sunt restaurate. Cromozomii se despiralizează în cromatină subțire. Celula este împărțită în două. La animale, prin invaginarea membranei. Plantele au un perete celular.

Meioza II

Interfaza dintre două diviziuni meiotice se numește interkineza, este foarte scurt. Spre deosebire de interfaza, duplicarea ADN-ului nu are loc. De fapt, este deja dublat, doar fiecare dintre cele două celule conține unul dintre cromozomii omologi. Meioza II apare simultan în două celule formate după meioza I. Diagrama de mai jos arată diviziunea unei singure celule din două.

Profaza II

Mic de statura. Nucleii și nucleolii dispar din nou, iar cromatidele se spiralizează. Axul începe să se formeze.

Metafaza II

La fiecare cromozom sunt atașate două fire de fus, care constă din două cromatide. Un fir de la un stâlp, celălalt de la celălalt. Centromerii sunt formați din două cinetocori separate. Placa metafază este formată într-un plan perpendicular pe ecuatorul metafazei I. Adică, dacă celula părinte din meioza I s-a împărțit, acum două celule se vor împărți.

Anafaza II

Proteina care leagă cromatidele surori se separă și ele diverg către diferiți poli. Cromatidele surori sunt acum numite cromozomi surori.

Telofaza II

Similar cu telofaza I. Are loc despiralizarea cromozomilor, fusul de fisiune dispare, formarea de nuclei și nucleoli, citokineza.

Semnificația meiozei

Într-un organism multicelular, numai celulele germinale se divid prin meioză. Prin urmare, semnificația principală a meiozei este SecuritatemecanismAreproducere sexuală,care mentine constanta numarului de cromozomi din specie.

O altă semnificație a meiozei este recombinarea informațiilor genetice care apare în profaza I, adică variabilitatea combinativă. Noi combinații de alele sunt create în două cazuri. 1. Atunci când are loc încrucișarea, adică cromatidele non-surori ale cromozomilor omologi de schimb. 2. Cu divergență independentă a cromozomilor către poli în ambele diviziuni meiotice. Cu alte cuvinte, fiecare cromozom poate fi în aceeași celulă în orice combinație cu alți cromozomi neomologi.

Deja după meioza I, celulele conțin informații genetice diferite. După a doua diviziune, toate cele patru celule diferă unele de altele. Aceasta este o diferență importantă între meioză și mitoză, în care se formează celule identice genetic.

Încrucișarea și segregarea aleatorie a cromozomilor și cromatidelor în anafazele I și II creează noi combinații de gene și sunt unaa cauzelor variabilitatii ereditare a organismelor care face posibilă evoluţia organismelor vii.

Toate structurile celulare ale organismelor vii trec în mod normal prin mai multe etape principale de dezvoltare. În cursul existenței sale, fiecare celulă trece în mod normal prin stadiul de reproducere sau diviziune. Poate fi direct, indirect sau de reducere. Diviziunea este o etapă normală în viața unităților structurale ale diferitelor organisme, care asigură existența, creșterea și reproducerea normală a tuturor ființelor vii de pe planetă. Datorită reproducerii celulare în corpul uman, este posibilă reînnoirea țesuturilor, restabilirea integrității epiteliului sau dermului deteriorat, moștenirea datelor genetice, concepția, embriogeneza și multe alte procese importante.

Există două tipuri principale de reproducere a unităților structurale în corpul creaturilor multicelulare: mitoza și meioza. Fiecare dintre aceste metode de reproducere are trăsături caracteristice.

Atenţie! Diviziunea celulară se distinge și prin diviziunea simplă în două - amitoză. În corpul uman, acest proces are loc în structuri alterate anormal, cum ar fi tumorile.

Mitoza este diviziunea vegetativă a celulelor cu nucleu, cel mai frecvent proces de reproducere. Această metodă se mai numește și reproducere indirectă sau clonare, deoarece perechea de structuri copil formată în timpul acesteia se dovedește a fi complet identică cu părintele. Cu ajutorul clonării, unitățile structurale somatice ale corpului uman se înmulțesc.

Atenţie! Diviziunea vegetativă are ca scop formarea exact a acelorași celule din generație în generație. Toate celulele corpului uman, cu excepția celor reproductive, se reproduc în mod similar.

Clonarea este baza ontogenezei, adică dezvoltarea unui organism de la concepție până la momentul morții. Diviziunea mitotică este necesară pentru funcționarea normală a diferitelor organe și sisteme și pentru formarea și conservarea anumitor caracteristici ale unei persoane de la naștere până la moarte la nivel morfologic și biochimic. Durata acestei metode de reproducere celulară este în medie de aproximativ 1-2 ore.

Cursul mitozei este împărțit în patru faze principale:

Ca urmare a clonării, din celula mamă se formează două celule fiice, care au un set absolut similar de cromozomi și păstrează toate caracteristicile calitative și cantitative ale celulei originale. În corpul uman, din cauza mitozei, există o reînnoire constantă a țesuturilor.

Atenţie! Cursul normal al proceselor mitotice este asigurat de reglarea neuroumorală, adică de acțiunea comună a sistemelor nervos și endocrin.

Caracteristicile cursului de diviziune de reducere

Diviziunea meiotică este un proces care are ca rezultat formarea unităților structurale reproductive - gameți. Cu această metodă de reproducere se formează patru celule fiice, fiecare având 23 de cromozomi. Deoarece gameții formați ca urmare a acestei metode au un set de cromozomi incomplet, se numește reducere. La om, în timpul gametogenezei, este posibilă formarea a două tipuri de unități structurale:

• spermatozoizi din spermatogonie;
• ouă în foliculi.

Caracteristici

Deoarece fiecare gamet rezultat are un singur set de cromozomi, atunci când fuzionează cu o altă celulă de reproducere, are loc schimbul de material genetic și formarea unui embrion care primește un set complet de cromozomi. Datorită meiozei este asigurată variabilitatea combinatorie - acesta este un proces în urma căruia se formează o listă uriașă de genotipuri diferite, iar fătul moștenește diverse caracteristici ale mamei și ale tatălui.

În procesul de formare a structurilor haploide, trebuie să se distingă și cele patru faze enumerate mai sus, care sunt caracteristice mitozei. Principala diferență a diviziunii de reducere este că acești pași se repetă de două ori.

Atenţie! Prima telofază se termină cu formarea a două celule cu un set genetic complet de 46 de cromozomi. Apoi începe a doua diviziune, datorită căreia se formează patru celule de reproducere, fiecare având 23 de cromozomi.

În diviziunea meiotică, prima etapă durează mai mult. În această etapă, are loc fuziunea cromozomilor și procesul de schimb de date genetice. Metafaza se desfășoară în același mod ca în timpul mitozei, dar cu un singur set de date ereditare. În timpul anafazei, diviziunea centromerului nu are loc, iar cromozomii haploizi diverg către poli.

Perioada dintre două diviziuni, adică interfaza, este foarte scurtă; acidul dezoxiribonucleic nu este produs în acest timp. Asadar, celulele obtinute dupa a doua telofaza contin un haploid, adica un singur set de cromozomi. Setul diploid este restabilit atunci când două celule de reproducere se îmbină în timpul singamiei. Acesta este procesul de unire a gameților masculin și feminin formați ca urmare a meiozei. Ca urmare a diviziunii de reducere, se formează un zigot cu 46 de cromozomi și un set complet de informații ereditare primite de la ambii părinți.

În timpul fuziunii gameților, este posibilă formarea diferitelor variante ale oricăror semne. Prin meioză, copiii moștenesc, de exemplu, culoarea ochilor unuia dintre părinți. Datorită purtării recesive a oricăror gene, este posibilă transmiterea trăsăturilor prin una sau mai multe generații.

Atenţie! Predominante sunt trasaturile dominante, manifestate de obicei la prima generatie de urmasi. Recesiv - ascuns sau care dispare treptat la indivizii din generațiile ulterioare.

Rolul diviziunii mitotice:

1. Menținerea unui număr constant de cromozomi. Dacă celulele rezultate ar avea un set complet de cromozomi, atunci la făt după concepție numărul lor s-ar dubla.
2. Datorită diviziunii meiotice, celulele reproductive se formează cu diferite seturi de informații ereditare.
3. Recombinarea informațiilor ereditare.
4. Asigurarea variabilitatii organismelor.

Caracteristici comparative

Metoda de reproducere	Clonarea	Gametogeneza
Tipuri de celule	Somatic	reproductivă
Numărul de diviziuni	unu	Două
Câte unități structurale copil se formează ca rezultat	2	4
Conținutul informațiilor ereditare din celulele fiice	Nu se schimba	Schimbări
Conjugare	Nu tipic
	Nu tipic	Marcat în timpul primei divizii

Diferențele dintre clonare și diviziunea de reducere

Clonarea și multiplicarea celulelor de reducere sunt procese destul de asemănătoare. Diviziunea meiotică include aceleași etape ca și diviziunea mitotică, cu toate acestea, durata lor și procesele care au loc în diferitele sale etape au diferențe semnificative.

Video - Mitoză și meioză

Diferențele în cursul diviziunii sexuale și asexuate

Celulele rezultate din diviziunea mitotică și gametogeneză poartă o încărcătură funcțională diferită. De aceea, în timpul meiozei sunt remarcate unele caracteristici ale cursului:

1. În prima etapă a diviziunii de reducere, se notează conjugarea și încrucișarea. Aceste procese sunt necesare pentru schimbul reciproc de informații genetice.
2. În timpul anafazei, se observă segregarea cromozomilor similari.
3. În perioada dintre două cicluri de diviziuni, nu există o reduplicare a moleculelor de acid dezoxiribonucleic.

Atenţie! Conjugarea este o stare de convergență treptată a cromozomilor omologi, adică similari, între ei și formarea de perechi în urma acesteia. Crossing over - trecerea anumitor secțiuni de la un cromozom la altul.

A doua etapă a gametogenezei se desfășoară exact în același mod ca și mitoza.

Diferențele caracteristice în funcție de rezultatele procesului de divizare:

1. Rezultatul clonării este formarea a două unități structurale, iar rezultatul diviziunii de reducere este de patru.
2. Cu ajutorul clonării se împart unitățile structurale somatice care alcătuiesc diferitele țesuturi ale corpului. Ca urmare a meiozei, se formează doar celulele reproductive: ouă și spermatozoizi.
3. Clonarea duce la formarea de unități structurale absolut identice, iar în timpul diviziunii meiotice, are loc o redistribuire a datelor genetice.
4. Ca urmare a diviziunii de reducere, cantitatea de informații ereditare din celulele reproductive este redusă cu 50%. Aceasta oferă posibilitatea fuziunii ulterioare a datelor genetice ale celulelor mamei și ale tatălui în timpul fertilizării.

Clonarea și diviziunea de reducere sunt cele mai importante procese care asigură funcționarea normală a organismului. Celulele fiice formate în urma clonării sunt identice în toate, inclusiv la nivelul acidului dezoxiribonucleic, cu originalul. Acest lucru vă permite să transferați setul de cromozomi neschimbat de la o generație de celule la alta. Mitoza stă la baza creșterii normale a țesuturilor. Semnificația biologică a diviziunii de reducere este păstrarea unui anumit număr de cromozomi în organismele a căror reproducere are loc pe cale sexuală. În același timp, diviziunea meiotică face posibilă manifestarea celei mai importante calități a diferitelor organisme multicelulare - variabilitatea combinativă. Datorită ei, este posibil să transferați diferite semne atât ale tatălui, cât și ale mamei către urmași.

În timpul reproducerii sexuale, organismul fiică apare ca urmare a fuziunii a două celule germinale ( gameti) și dezvoltarea ulterioară dintr-un ovul fecundat - zigoti.

Celulele sexuale ale părinților au un set haploid ( n) cromozomi, iar în zigot, atunci când două astfel de seturi sunt combinate, numărul de cromozomi devine diploid (2 n): fiecare pereche de cromozomi omologi conţine un cromozom patern şi unul matern.

Celulele haploide sunt formate din celule diploide ca urmare a unei diviziuni celulare speciale - meioza.

meioza - un fel de mitoză, în urma căreia celulele somatice diploide (2n) ale celulelor germinalelez a format gameți haploizi (1n). În timpul fertilizării, nucleii gameți fuzionează și se restabilește setul diploid de cromozomi. Astfel, meioza asigură păstrarea unui set constant de cromozomi și a cantității de ADN pentru fiecare specie.

Meioza este un proces continuu format din două diviziuni succesive numite meioza I și meioza II. Fiecare diviziune este împărțită în profază, metafază, anafază și telofază. Ca urmare a meiozei I, numărul de cromozomi se reduce la jumătate ( diviziune de reducere):în timpul meiozei II se păstrează celulele haploide (diviziunea ecuațională). Celulele care intră în meioză conțin informația genetică 2n2xp (Fig. 1).

În profaza I a meiozei, cromatina se înfășoară treptat pentru a forma cromozomi. Cromozomii omologi se apropie unul de celălalt, formând o structură comună formată din doi cromozomi (bivalenți) și patru cromatide (tetradă). Contactul a doi cromozomi omologi pe toată lungimea se numește conjugare. Apoi, forțele de respingere apar între cromozomii omologi, iar cromozomii se separă mai întâi în regiunea centromerului, rămânând conectați în regiunea umerilor și formează decusații (chiasma). Divergența cromatidelor crește treptat, iar decusațiile sunt deplasate spre capete. În procesul de conjugare între unele cromatide ale cromozomilor omologi, poate avea loc un schimb de situsuri - încrucișare, ducând la o recombinare a materialului genetic. Până la sfârșitul profazei, învelișul nuclear și nucleolii se dizolvă și se formează fusul de acromatină. Conținutul materialului genetic rămâne același (2n2хр).

In metafaza bivalenții cromozomilor meiozei I sunt localizați în planul ecuatorial al celulei. În acest moment, spiralizarea lor atinge un maxim. Conținutul materialului genetic nu se modifică (2n2xp).

in anafaza Cromozomii omologi ai meiozei I, formați din două cromatide, se îndepărtează în cele din urmă unul de celălalt și diverg către polii celulei. În consecință, în celula fiică intră doar unul din fiecare pereche de cromozomi omologi - numărul de cromozomi se reduce la jumătate (se produce reducerea). Conținutul de material genetic devine 1n2xp la fiecare pol.

în telofază are loc formarea nucleelor ​​și divizarea citoplasmei - se formează două celule fiice. Celulele fiice conțin un set haploid de cromozomi, fiecare cromozom având două cromatide (1n2xp).

Interkineza- un interval scurt între prima și a doua diviziune meiotică. În acest moment, replicarea ADN-ului nu are loc, iar două celule fiice intră rapid în meioza II, procedând în funcție de tipul de mitoză.

Orez. unu. Diagrama meiozei (este prezentată o pereche de cromozomi omologi). Meioza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profaza; 6 - metafaza; 7 - anafaza; 8 - telofaza; 9 - interkineza. Meioza II; 10 - metafaza; II - anafaza; 12 - celule fiice.

în profază meioza II, au loc aceleași procese ca și în profaza mitozei. În metafază, cromozomii sunt localizați în planul ecuatorial. Nu există modificări în conținutul materialului genetic (1n2хр). În anafaza meiozei II, cromatidele fiecărui cromozom se deplasează către polii opuși ai celulei, iar conținutul materialului genetic de la fiecare pol devine lnlxp. În telofază se formează 4 celule haploide (lnlxp).

Astfel, ca urmare a meiozei, dintr-o celulă mamă diploidă se formează 4 celule cu un set haploid de cromozomi. În plus, în profaza meiozei I are loc o recombinare a materialului genetic (încrucișarea), iar în anafaza I și II, o plecare aleatorie a cromozomilor și cromatidelor către unul sau celălalt pol. Aceste procese sunt cauza variabilității combinative.

Semnificația biologică a meiozei:

1) este etapa principală a gametogenezei;

2) asigură transferul informaţiei genetice de la organism la organism în timpul reproducerii sexuale;

3) celulele fiice nu sunt identice genetic cu părintele și între ele.

De asemenea, semnificația biologică a meiozei constă în faptul că pentru formarea celulelor germinale este necesară o scădere a numărului de cromozomi, deoarece nucleii gameți se contopesc în timpul fertilizării. Dacă această reducere nu ar avea loc, atunci în zigot (și, prin urmare, în toate celulele organismului fiică) ar exista de două ori mai mulți cromozomi. Cu toate acestea, aceasta contrazice regula de constanță a numărului de cromozomi. Datorită meiozei, celulele germinale sunt haploide, iar în timpul fertilizării în zigot se restabilește un set diploid de cromozomi (Fig. 2 și 3).

Orez. 2. Schema gametogenezei: ? - spermatogeneza; ? - ovogeneza

Orez. 3.Schemă care ilustrează mecanismul de menținere a unui set diploid de cromozomi în timpul reproducerii sexuale

Două tipuri de diviziune celulară sunt cunoscute de mult timp: diviziunea mitotică și de reducere. Primul se mai numește și mitoză, iar al doilea - meioză. Prima modalitate, mitoza, împarte toate celulele, a doua - doar sex.

În primul rând, despre mitoză. Este precedat de o dublare a moleculelor care transportă informații ereditare.

Moleculele de ADN, care conțin codul genetic, sunt situate în nucleul celulei, în fire lungi speciale - cromozomi. Fiecare specie de animale și plante are un număr strict definit de cromozomi. De obicei sunt câteva zeci. La oameni, de exemplu, 46 ( Până în 1956, ei credeau că există 48 dintre ei în celulele umane, dar în 1956, geneticienii Tjio și Levan au stabilit cu exactitate că o persoană are 46, nu 48 de cromozomi.). Și unul dintre viermi are doar doi. Unele tipuri de cancer au 200 de cromozomi. Însă recordul a fost doborât de radiolarii microscopici: unul dintre ei are 1600 de cromozomi!

Când moleculele de ADN sunt duplicate, cromozomii sunt de asemenea duplicați. Fiecare construiește un dublu după propria imagine. Aceasta înseamnă că de ceva timp în celulele noastre există de două ori mai mulți cromozomi decât de obicei.

Între două diviziuni, în așa-numita interfază, cromozomii nu sunt vizibili la un microscop convențional. Parcă nu există deloc. La cel electronic e clar că sunt încă aici, nu au plecat, dar sunt atât de subțiri încât nu se observă fără o creștere foarte puternică. Se spune că în această fază a activității lor, cromozomii arată ca „perii de lampă”. Într-adevăr, ele seamănă un pic cu gunoiele care erau folosite cândva pentru a curăța sticla lămpilor cu kerosen.

În zece până la douăzeci de ore de repaus relativ între două diviziuni, cromozomii trebuie să aibă timp să-și sintetizeze omologii cu o copie completă a tuturor genelor pe care le conțin, a tuturor moleculelor de ADN.

De îndată ce gemenii sunt gata, firele cromozomiale lungi (originalele și copiile lor) încep să se îndoaie în spirale strânse. Și acestea sunt răsucite într-o spirală de ordinul doi. Sensul acestei întorsături este destul de clar. Până acum, cromozomii stăteau într-o bilă încâlcită și probabil că nu ar fi ușor să-i întinzi de-a lungul diferiților poli ai celulei. Acum, însă, fiecare cromozom este un helix răsucit într-un helix, un „bagaj” foarte compact și ușor de transportat.

Tot ADN-ul unei celule umane, întins într-o singură catenă, are aproximativ un metru lungime, iar această șuviță dublă încolăcită se potrivește în 46 de cromozomi, fiecare având doar câțiva microni lungime.

Deci, înainte de împărțire, cromozomii se împachetează în „pachete” compacte. În acest moment, care se numește profază în diviziunea celulară, învelișul nucleului se dizolvă, iar centriolii deja cunoscuți nouă, sau. centrozomii se deplasează la polii opuși ai celulei. Firele așa-numitului aparat mitotic, sau fus, conectează fiecare cromozom la unul dintre poli.

Cromozomii se aliniază apoi în perechi (originalul unul lângă altul cu copia sa) de-a lungul ecuatorului celulei, ca dansatorii la bal. Această etapă a diviziunii se numește metafază.

Apoi fiecare dintre cromozomii perechi se grăbește spre polul său. Partenerii se despart pentru totdeauna, pentru că în curând partiția va împărți vechea celulă în două noi de-a lungul ecuatorului. Impresia este că centriolii trag cromozomii spre ei cu ajutorul corzilor, ca niște marionete.

Într-adevăr, cromozomii au aspectul pe care îl are orice corp flexibil atunci când este tras de o sfoară printr-un lichid.

Locul pentru care este tras este întotdeauna același pentru fiecare cromozom. Se numește cinetocor sau centromer. Acolo unde se află cinetocorul pe cromozom determină adesea forma acestuia. Dacă cinetocorul este în mijloc, atunci cromozomul, atunci când este tras de un fir în timpul mitozei, se îndoaie în jumătate și devine similar cu numărul latin „cinci” (V). Dacă cinetocorul se află chiar la capătul cromozomului, atunci se îndoaie în maniera literei latine „iot” (J).

La un moment dat, se credea că firele aparatului mitotic erau un fel de șine de-a lungul cărora cromozomii se rotesc spre poli. Apoi au decis că sunt mai degrabă ca niște benzi de cauciuc subțiri, mușchi în miniatură care, atunci când se contractă, își trag încărcătura cromozomială spre poli. Dar apoi, în timp ce se contracta, firele ar deveni mai groase, „mai subțiri” în timp ce se lungesc. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă. Scurtând și alungind, nu devin mai groase sau mai subțiri.

Aparent, mecanica fusului celular este diferită. Poate, cred unii oameni de știință, firele sunt scurtate pentru că unele dintre moleculele care le alcătuiesc sunt în afara jocului: adică din fire. Și adăugarea de molecule într-o direcție liniară duce la o alungire a firelor.

Într-un fel sau altul, cromozomii sunt atrași din centrul celulei către polii ei cu o viteză de aproximativ un micron pe minut. Din acest moment, mitoza intră într-o etapă numită anafază.

Anafaza este urmată de telofaza. Spiralele cromozomiale se desfășoară. Din nou intră în joc „periile lămpii”. Încurcăturile cromozomilor sub formă de fire sunt acoperite cu membrane nucleare: acum există doi nuclei gemeni în celulă. Constricția inelului o va împărți în curând în jumătate. Fiecare jumătate își va primi miezul.

Diviziunea celulară se încheie cu dublarea centriolilor. Erau patru - câte două la fiecare stâlp. Celula s-a divizat și fiecare jumătate conținea doar doi centrioli.

Pe ecranul unui microscop electronic, centriolii arată ca niște cilindri goale, formați din tuburi. Centriolii se află întotdeauna în unghi drept unul față de celălalt. Prin urmare, îl vedem întotdeauna pe unul dintre ele într-o secțiune transversală, iar celălalt într-o secțiune longitudinală.

În telofază, un mic centriol muguri din fiecare dintre centrioli - un corp cilindric dens. Crește rapid, iar acum există patru centrioli în celulă.

Prin mitoză se obțin două celule dintr-una, complet identice ca ereditate ascunsă în cromozomii lor (dacă niciuna dintre ele nu a fost mutată).

De obicei, mitoza durează o oră sau două ore. Mitozele sunt foarte rare în țesuturile nervoase. Dar în măduva osoasă, unde se nasc 10 milioane de globule roșii în fiecare secundă, 10 milioane de mitoze apar în fiecare secundă!

Acum, înainte de a vorbi despre al doilea tip de diviziune celulară - despre meioză, trebuie să introducem câțiva termeni noi.

Setul de cromozomi închis în nucleul unei celule somatice normale (cu alte cuvinte, nu o celulă sexuală, ci obișnuită) a corpului este numit dublu - diploid de genetică. La om, setul diploid de cromozomi este 46. Toți acești 46 de cromozomi ca aspect și dimensiune sunt ușor împărțiți în perechi identice în configurație (doar partenerii unei perechi - cromozomii sexuali „x” și „y” - nu sunt la fel. Dar mai multe despre asta mai târziu).

Un set de cromozomi în care este prezent un singur partener din fiecare pereche se numește haploid sau obișnuit. Toate celulele germinale, sau gameții, conțin un set haploid de cromozomi. (Aceasta înseamnă că spermatozoizii și ovulele umane au doar douăzeci și trei de cromozomi fiecare.) În caz contrar, atunci când ovulul este fertilizat, când gameții materni și paterni se contopesc, s-ar obține un zigot cu numărul normal de cromozomi de două ori mai mare.

Meioza, care precede formarea spermatozoizilor și a ovulelor, este concepută pentru a dota gameții cu jumătate din numărul haploid de cromozomi. Și când gameții se îmbină, zigotul va avea deja un număr diploid normal de cromozomi. Jumătate de la mamă, jumătate de la tată.

Este clar acum de ce toți cromozomii din zigot sunt perechi?

La urma urmei, fiecărui cromozom matern îi corespunde exact același cromozom patern ca formă, dimensiune și natura informațiilor ereditare. Cromozomii perechi se numesc omologi.

Meioza începe cu faptul că cromozomii de același tip în configurație sunt împerecheți și conjugați. Apoi fiecare dintre cromozomii fiecărei perechi își creează geamănul din substanțele dizolvate în protoplasmă. Ca și în mitoză.

Acum cromozomii de același tip nu mai sunt doi, ci patru. Patru sau tetrade, agățate strâns una de alta, se aliniază de-a lungul ecuatorului celulei. Firele axului separă din nou patrulele în perechi, trăgându-le depărtându-le la diferiți poli.

Celula se împarte în jumătate, apoi se împarte din nou, dar acum într-un plan diferit, perpendicular pe primul. De data aceasta, cromozomii nu se dublează. Perechile aliniate de-a lungul ecuatorului diverg unul câte unul către diferite capete ale celulei.

La fiecare pol, ele sunt acum la jumătate decât în ​​timpul mitozei sau în prima fază a meiozei. Prin urmare, atunci când o celulă este ruptă în jumătate, doi gameți noi născuți din ea primesc un număr haploid de cromozomi. Întrucât în ​​prima fază a meiozei se nasc două celule diploide dintr-o celulă, la sfârșitul celei de-a doua faze a acesteia avem patru gameți. Și în fiecare, repet, numărul haploid de cromozomi. Dacă aceștia sunt gameți umani, atunci vor avea douăzeci și trei de cromozomi. Și când, în timpul fertilizării, se contopesc într-un singur zigot, vor fi patruzeci și șase de cromozomi în el.

Zigotul dă naștere unui embrion uman, toate celulele în care vor fi cu 46 de cromozomi.

Mecanica diviziunii celulare în meioză - divergența în diferiți gameți ai cromozomilor perechi, fiecare dintre ele având propria sa descendență fie de la tată, fie de la mamă - explică multe dintre legile eredității și variabilității descoperite de Gregor Mendel și alți geneticieni.

Oamenii de știință polonezi au realizat recent un film excelent despre mitoză, folosind fotografia în interval de timp. Toate fazele mitozei de pe ecran sunt accelerate de câteva sute de ori. În realitate, mișcările cromozomilor în timpul diviziunii au loc mult mai încet. Am văzut acest film și m-a impresionat mai mult decât cel mai bun dintre cele mai bune lungmetraje.

Are actori neobișnuiți - cromozomi. Ei converg, se împrăștie, se aliniază și se împrăștie în direcții diferite, ca dansatorii la un bal care execută pași complexi ai unui dans vechi. Biologul american Möller, fondatorul geneticii radiațiilor, a numit dansul cromozomilor mișcările lor ciudate în timpul diviziunii celulare.

Milioane de mitoze au loc în fiecare secundă în corpul nostru! Și sute de milioane de balerine neînsuflețite, dar foarte disciplinate, interpretează cel mai vechi dans de pe pământ. Dansul vieții. În astfel de dansuri, celulele corpului își reînnoiesc rândurile. Și creștem și existăm.

Toate fenomenele de ereditate și de viață se bazează pe divergența coordonată a cromozomilor la diferiți poli ai celulei. La urma urmei, fiecare cromozom este o combinație complexă de acizi nucleici giganți și proteine. Și acizii nucleici poartă o mulțime de unități ereditare - gene, adică esența a tot ceea ce există pe Pământ.

http://nplit.ru „NPLit.ru: Biblioteca tânărului explorator”