Cikli qelizor. Ndërfaza

Mejozaështë një metodë e ndarjes së qelizave në eukariotët, në të cilën formohen qelizat haploide. Kjo është e ndryshme nga mitoza, e cila prodhon qeliza diploide.

Përveç kësaj, mejoza zhvillohet në dy ndarje të njëpasnjëshme, të cilat quhen përkatësisht e para (mejoza I) dhe e dyta (mejoza II). Tashmë pas ndarjes së parë, qelizat përmbajnë një grup kromozomesh të vetme, pra haploid. Prandaj, ndarja e parë shpesh quhet reduktim. Edhe pse ndonjëherë termi "ndarje reduktuese" përdoret në lidhje me të gjithë mejozën.

Ndarja e dytë quhet ekuacionale dhe të ngjashme në mekanizëm me mitozën. Në mejozën II, kromatidet motra ndryshojnë në polet e qelizës.

Mejoza, si mitoza, paraprihet në interfazë nga sinteza e ADN-së - replikimi, pas së cilës çdo kromozom tashmë përbëhet nga dy kromatide, të cilat quhen kromatide motra. Midis ndarjes së parë dhe të dytë, sinteza e ADN-së nuk ndodh.

Nëse si rezultat i mitozës formohen dy qeliza, atëherë si rezultat i mejozës - 4. Mirëpo, nëse trupi prodhon vezë, atëherë mbetet vetëm një qelizë, e cila ka lëndë ushqyese të përqendruara në vetvete.

Sasia e ADN-së para ndarjes së parë zakonisht shënohet si 2n 4c. Këtu n tregon kromozomet, c tregon kromatidet. Kjo do të thotë se çdo kromozom ka një çift homolog (2n), në të njëjtën kohë, çdo kromozom përbëhet nga dy kromatide. Duke pasur parasysh praninë e një kromozomi homolog, fitohen katër kromatide (4c).

Pas ndarjes së parë dhe para ndarjes së dytë, sasia e ADN-së në secilën nga dy qelizat bijë reduktohet në 1n 2c. Kjo do të thotë, kromozomet homologe ndryshojnë në qeliza të ndryshme, por vazhdojnë të përbëhen nga dy kromatide.

Pas ndarjes së dytë, formohen katër qeliza me një grup prej 1n 1c, d.m.th., secila përmban vetëm një kromozom nga një palë homologe dhe përbëhet nga vetëm një kromatid.

Më poshtë është një përshkrim i detajuar i ndarjeve të para dhe të dyta mejotike. Emërtimi i fazave është i njëjtë si në mitozë: profazë, metafazë, anafazë, telofazë. Megjithatë, proceset që ndodhin në këto faza, veçanërisht në profazën I, janë disi të ndryshme.

Mejoza I

Profaza I

Kjo është zakonisht faza më e gjatë dhe më komplekse e mejozës. Ajo merr shumë më shumë se sa me mitozë. Kjo për faktin se në këtë kohë kromozomet homologe i afrohen njëri-tjetrit dhe shkëmbejnë segmentet e ADN-së (ndodhin konjugim dhe kryqëzim).

Konjugimi- procesi i lidhjes së kromozomeve homologe. Kalimi mbi- shkëmbimi i rajoneve identike ndërmjet kromozomeve homologe. Kromatidet jo-simtra të kromozomeve homologe mund të shkëmbejnë rajone ekuivalente. Në vendet ku ndodh një shkëmbim i tillë, të ashtuquajturat kiazma.

Kromozomet homologe të çiftëzuar quhen dyvalente, ose tetrada. Komunikimi mbahet deri në anafazën I dhe sigurohet nga centromeret midis kromatideve motra dhe kiasmatave midis kromatideve jomotra.

Në profazë, kromozomet spiralizohen, kështu që në fund të fazës, kromozomet marrin formën dhe madhësinë e tyre karakteristike.

Në fazat e mëvonshme të profazës I, mbështjellja bërthamore ndahet në vezikula dhe bërthamat zhduken. Boshti mejotik fillon të formohet. Formohen tre lloje mikrotubulash gishtash. Disa janë ngjitur në kinetokore, të tjera - në tuba që rriten nga poli i kundërt (struktura vepron si ndarës). Akoma të tjera formojnë një strukturë yjore dhe janë ngjitur në skeletin e membranës, duke kryer funksionin e një mbështetëseje.

Centrozomet me centriolë ndryshojnë drejt poleve. Mikrotubulat futen në rajonin e bërthamës së mëparshme, të lidhura me kinetokoret e vendosura në rajonin centromere të kromozomeve. Në këtë rast, kinetokoret e kromatideve motra bashkohen dhe veprojnë si një tërësi e vetme, gjë që lejon që kromatidet e një kromozomi të mos ndahen dhe më pas të lëvizin së bashku në një nga polet e qelizës.

Metafaza I

Më në fund formohet boshti i ndarjes. Çiftet e kromozomeve homologe ndodhen në rrafshin e ekuatorit. Ata rreshtohen përballë njëri-tjetrit përgjatë ekuatorit të qelizës në mënyrë që rrafshi ekuatorial të jetë midis çifteve të kromozomeve homologe.

Anafaza I

Kromozomet homologe ndahen dhe ndryshojnë në pole të ndryshme të qelizës. Për shkak të kryqëzimit që ndodhi gjatë profazës, kromatidet e tyre nuk janë më identike me njëra-tjetrën.

Telofaza I

Bërthamat janë restauruar. Kromozomet despiralizohen në kromatinë të hollë. Qeliza është e ndarë në dysh. Te kafshët me invaginim të membranës. Bimët kanë një mur qelizor.

Mejoza II

Ndërfaza ndërmjet dy ndarjeve mejotike quhet interkinesis, është shumë i shkurtër. Ndryshe nga interfaza, dyfishimi i ADN-së nuk ndodh. Në fakt, ajo tashmë është dyfishuar, vetëm secila nga dy qelizat përmban një nga kromozomet homologe. Mejoza II ndodh njëkohësisht në dy qeliza të formuara pas mejozës I. Diagrami më poshtë tregon ndarjen e vetëm një qelize nga dy.

Profaza II

I shkurtër. Bërthamat dhe bërthamat zhduken përsëri dhe kromatidet spiralizohen. Boshti fillon të formohet.

Metafaza II

Dy fije boshti janë ngjitur në secilin kromozom, i cili përbëhet nga dy kromatide. Një fije nga një pol, tjetra nga tjetra. Centromeret përbëhen nga dy kinetokore të veçanta. Pllaka e metafazës formohet në një rrafsh pingul me ekuatorin e metafazës I. Kjo do të thotë, nëse qeliza mëmë në mejozë unë e ndava së bashku, tani dy qeliza do të ndahen në të gjithë.

Anafaza II

Proteina që lidh kromatidet motra ndahet dhe ato ndryshojnë në pole të ndryshëm. Kromatidet motra tani quhen kromozome motra.

Telofaza II

Ngjashëm me telofazën I. Ndodh despiralizimi i kromozomeve, boshti i ndarjes zhduket, formimi i bërthamave dhe bërthamave, citokineza.

Kuptimi i mejozës

Në një organizëm shumëqelizor, vetëm qelizat germinale ndahen me mejozë. Prandaj, kuptimi kryesor i mejozës është sigurinëmekanizmiAriprodhimi seksual,e cila ruan qëndrueshmërinë e numrit të kromozomeve në specie.

Një kuptim tjetër i mejozës është rikombinimi i informacionit gjenetik që ndodh në profazën I, pra ndryshueshmëria e kombinuar. Kombinimet e reja të aleleve krijohen në dy raste. 1. Kur ndodh kryqëzimi, d.m.th., kromatidet jo-motra të vendeve të shkëmbimit të kromozomeve homologe. 2. Me divergjencë të pavarur të kromozomeve në polet në të dy ndarjet mejotike. Me fjalë të tjera, çdo kromozom mund të jetë në të njëjtën qelizë në çdo kombinim me kromozome të tjera johomologe.

Tashmë pas mejozës I, qelizat përmbajnë informacione të ndryshme gjenetike. Pas ndarjes së dytë, të katër qelizat ndryshojnë nga njëra-tjetra. Ky është një ndryshim i rëndësishëm midis mejozës dhe mitozës, në të cilën formohen qeliza gjenetikisht identike.

Kryqëzimi dhe ndarja e rastësishme e kromozomeve dhe kromatideve në anafazat I dhe II krijojnë kombinime të reja gjenesh dhe janë njënga shkaqet e ndryshueshmërisë trashëgimore të organizmave që bën të mundur evolucionin e organizmave të gjallë.

Të gjitha strukturat qelizore të organizmave të gjallë normalisht kalojnë nëpër disa faza kryesore të zhvillimit. Gjatë ekzistencës së saj, çdo qelizë normalisht kalon nëpër fazën e riprodhimit ose ndarjes. Mund të jetë direkt, indirekt ose reduktues. Ndarja është një fazë normale në jetën e njësive strukturore të organizmave të ndryshëm, e cila siguron ekzistencën normale, rritjen dhe riprodhimin e të gjitha qenieve të gjalla në planet. Falë riprodhimit të qelizave në trupin e njeriut është e mundur të rinovohen indet, të rivendoset integriteti i epitelit ose dermisit të dëmtuar, të trashëgohen të dhënat gjenetike, konceptimi, embriogjeneza dhe shumë procese të tjera të rëndësishme.

Ekzistojnë dy lloje kryesore të riprodhimit të njësive strukturore në trupin e krijesave shumëqelizore: mitoza dhe mejoza. Secila prej këtyre metodave të riprodhimit ka veçori karakteristike.

Kujdes! Ndarja e qelizave dallohet gjithashtu me ndarje të thjeshtë në dy - amitozë. Në trupin e njeriut, ky proces ndodh në struktura të ndryshuara anormalisht, siç janë tumoret.

Mitoza është ndarja vegjetative e qelizave me një bërthamë, procesi më i zakonshëm i riprodhimit. Kjo metodë quhet edhe riprodhim ose klonim indirekt, pasi çifti i strukturave të fëmijëve të formuar gjatë saj rezulton të jetë plotësisht identik me prindin. Me ndihmën e klonimit, njësitë strukturore somatike të trupit të njeriut shumohen.

Kujdes! Ndarja vegjetative ka për qëllim formimin e të njëjtave qeliza nga brezi në brez. Të gjitha qelizat e trupit të njeriut, përveç atyre riprodhuese, riprodhohen në mënyrë të ngjashme.

Klonimi është baza e ontogjenezës, domethënë zhvillimi i një organizmi që nga ngjizja deri në momentin e vdekjes. Ndarja mitotike është e nevojshme për funksionimin normal të organeve dhe sistemeve të ndryshme dhe formimin dhe ruajtjen e disa karakteristikave të një personi nga lindja deri në vdekje në nivel morfologjik dhe biokimik. Kohëzgjatja e kësaj metode të riprodhimit të qelizave është mesatarisht rreth 1-2 orë.

Kursi i mitozës ndahet në katër faza kryesore:

Si rezultat i klonimit, nga qeliza amë formohen dy qeliza bija, të cilat kanë një grup kromozomesh absolutisht të ngjashëm dhe ruajnë të gjitha karakteristikat cilësore dhe sasiore të qelizës origjinale. Në trupin e njeriut për shkak të mitozës ka një rinovim të vazhdueshëm të indeve.

Kujdes! Ecuria normale e proceseve mitotike sigurohet nga rregullimi neurohumoral, domethënë veprimi i përbashkët i sistemit nervor dhe endokrin.

Karakteristikat e kursit të ndarjes së reduktimit

Ndarja mejotike është një proces që rezulton në formimin e njësive strukturore riprodhuese - gameteve. Me këtë metodë riprodhimi, formohen katër qeliza bija, secila prej të cilave ka 23 kromozome. Meqenëse gametet e formuara si rezultat i kësaj metode kanë një grup kromozomi jo të plotë, quhet reduktim. Tek njerëzit, gjatë gametogjenezës, formimi i dy llojeve të njësive strukturore është i mundur:

• spermatozoidet nga spermatogonia;
• vezët në folikulat.

Karakteristikat

Meqenëse çdo gametë që rezulton ka një grup të vetëm kromozomesh, kur bashkohet me një qelizë tjetër riprodhuese, ndodh shkëmbimi i materialit gjenetik dhe formimi i një embrioni që merr një grup të plotë kromozomesh. Është për shkak të mejozës që sigurohet ndryshueshmëria kombinuese - ky është një proces si rezultat i të cilit formohet një listë e madhe e gjenotipeve të ndryshme, dhe fetusi trashëgon tipare të ndryshme të nënës dhe babait.

Në procesin e formimit të strukturave haploide, duhet të dallohen edhe katër fazat e listuara më sipër, të cilat janë karakteristike për mitozën. Dallimi kryesor i ndarjes së reduktimit është se këto hapa përsëriten dy herë.

Kujdes! Telofaza e parë përfundon me formimin e dy qelizave me një grup të plotë gjenetik prej 46 kromozomesh. Pastaj fillon ndarja e dytë, për shkak të së cilës formohen katër qeliza riprodhuese, secila prej të cilave ka 23 kromozome.

Në ndarjen mejotike, faza e parë zgjat më shumë. Gjatë asaj faze ndodh shkrirja e kromozomeve dhe procesi i shkëmbimit të të dhënave gjenetike. Metafaza vazhdon në të njëjtën mënyrë si gjatë mitozës, por me një grup të vetëm të dhënash trashëgimore. Gjatë anafazës, ndarja e centromerit nuk ndodh dhe kromozomet haploid ndryshojnë drejt poleve.

Periudha midis dy ndarjeve, domethënë ndërfazës, është shumë e shkurtër; acidi deoksiribonukleik nuk prodhohet gjatë kësaj kohe. Prandaj, qelizat e marra pas telofazës së dytë përmbajnë një haploid, domethënë një grup të vetëm kromozomesh. Kompleti diploid rikthehet kur dy qeliza riprodhuese bashkohen gjatë singamisë. Ky është procesi i bashkimit të gameteve mashkullore dhe femërore të formuara si rezultat i mejozës. Si rezultat i ndarjes së reduktimit, formohet një zigot me 46 kromozome dhe një grup të plotë informacioni trashëgues të marrë nga të dy prindërit.

Gjatë shkrirjes së gameteve, është i mundur formimi i varianteve të ndryshme të çdo shenje. Është përmes mejozës që fëmijët trashëgojnë, për shembull, ngjyrën e syve të njërit prej prindërve. Për shkak të bartjes recesive të ndonjë gjeni, transmetimi i tipareve përmes një ose më shumë brezave është i mundur.

Kujdes! Tiparet mbizotëruese janë mbizotëruese, zakonisht manifestohen në brezin e parë të pasardhësve. Recesiv - i fshehur ose i zhdukur gradualisht në individët e brezave të mëvonshëm.

Roli i ndarjes mitotike:

1. Mbajtja e një numri konstant të kromozomeve. Nëse qelizat rezultuese kishin një grup të plotë kromozomesh, atëherë në fetus pas konceptimit numri i tyre do të dyfishohej.
2. Për shkak të ndarjes mejotike, qelizat riprodhuese formohen me grupe të ndryshme informacioni trashëgues.
3. Rikombinimi i informacionit trashëgues.
4. Sigurimi i ndryshueshmërisë së organizmave.

Karakteristikat krahasuese

Metoda e riprodhimit	Klonimi	Gametogjeneza
Llojet e qelizave	Somatike	riprodhues
Numri i ndarjeve	Një	Dy
Sa njësi strukturore për fëmijë formohen si rezultat	2	4
Përmbajtja e informacionit trashëgues në qelizat bija	Nuk ndryshon	Ndryshimet
Konjugimi	Jo tipike
	Jo tipike	Shënuar gjatë ndarjes së parë

Dallimet midis ndarjes së klonimit dhe reduktimit

Klonimi dhe shumëzimi i qelizave reduktuese janë procese mjaft të ngjashme. Ndarja mejotike përfshin të njëjtat faza si ndarja mitotike, megjithatë, kohëzgjatja e tyre dhe proceset që ndodhin në fazat e ndryshme të saj kanë dallime domethënëse.

Video - Mitoza dhe mejoza

Dallimet në rrjedhën e ndarjes seksuale dhe aseksuale

Qelizat që rezultojnë nga ndarja mitotike dhe gametogjeneza mbajnë një ngarkesë të ndryshme funksionale. Kjo është arsyeja pse gjatë mejozës vërehen disa tipare të kursit:

1. Në fazën e parë të ndarjes së reduktimit, vërehet konjugimi dhe kryqëzimi. Këto procese janë të nevojshme për shkëmbimin e ndërsjellë të informacionit gjenetik.
2. Gjatë anafazës, vërehet ndarja e kromozomeve të ngjashme.
3. Në periudhën ndërmjet dy cikleve të ndarjeve, nuk ka riduplikim të molekulave të acidit deoksiribonukleik.

Kujdes! Konjugimi është një gjendje e konvergjencës graduale të kromozomeve homologe, domethënë të ngjashme me njëri-tjetrin dhe formimi i çifteve pas kësaj. Kalimi mbi - kalimi i seksioneve të caktuara nga një kromozom në tjetrin.

Faza e dytë e gametogjenezës vazhdon saktësisht në të njëjtën mënyrë si mitoza.

Dallimet karakteristike sipas rezultateve të procesit të ndarjes:

1. Rezultati i klonimit është formimi i dy njësive strukturore, dhe rezultati i ndarjes së reduktimit është katër.
2. Me ndihmën e klonimit ndahen njësitë strukturore somatike që përbëjnë indet e ndryshme të trupit. Si rezultat i mejozës, formohen vetëm qelizat riprodhuese: vezët dhe spermatozoidet.
3. Klonimi çon në formimin e njësive strukturore absolutisht identike, dhe gjatë ndarjes mejotike, ndodh një rishpërndarje e të dhënave gjenetike.
4. Si rezultat i ndarjes së reduktimit, sasia e informacionit trashëgues në qelizat riprodhuese zvogëlohet me 50%. Kjo siguron mundësinë e shkrirjes së mëvonshme të të dhënave gjenetike të qelizave të nënës dhe babait gjatë fekondimit.

Klonimi dhe ndarja e reduktimit janë proceset më të rëndësishme që sigurojnë funksionimin normal të trupit. Qelizat bija të formuara si rezultat i klonimit janë identike në gjithçka, përfshirë në nivelin e acidit deoksiribonukleik, me origjinalin. Kjo ju lejon të transferoni grupin e kromozomeve të pandryshuar nga një gjeneratë e qelizave në tjetrën. Mitoza qëndron në themel të rritjes normale të indeve. Rëndësia biologjike e ndarjes së reduktimit është ruajtja e një numri të caktuar kromozomesh në organizmat, riprodhimi i të cilëve ndodh seksualisht. Në të njëjtën kohë, ndarja mejotike bën të mundur manifestimin e cilësisë më të rëndësishme të organizmave të ndryshëm shumëqelizorë - ndryshueshmërinë e kombinuar. Falë saj, është e mundur të transferohen shenja të ndryshme të babait dhe nënës tek pasardhësit.

Gjatë riprodhimit seksual, organizmi bijë lind si rezultat i shkrirjes së dy qelizave germinale ( gametet) dhe zhvillimi pasues nga një vezë e fekonduar - zigotat.

Qelizat seksuale të prindërve kanë një grup haploid ( n) kromozomet, dhe në zigotë, kur dy grupe të tilla kombinohen, numri i kromozomeve bëhet diploid (2 n): çdo palë kromozome homologe përmban një kromozom atëror dhe një kromozom të nënës.

Qelizat haploide formohen nga qelizat diploide si rezultat i një ndarje të veçantë qelizore - mejozë.

Mejoza - një lloj mitoze, si rezultat i së cilës qelizat somatike diploide (2n) të qelizave germinalelezi formoi gamete haploide (1n). Gjatë fekondimit, bërthamat e gameteve bashkohen dhe grupi diploid i kromozomeve rikthehet. Kështu, mejoza siguron ruajtjen e një grupi konstant të kromozomeve dhe sasisë së ADN-së për çdo specie.

Mejoza është një proces i vazhdueshëm i përbërë nga dy ndarje të njëpasnjëshme të quajtura mejoza I dhe mejoza II. Çdo ndarje ndahet në profazë, metafazë, anafazë dhe telofazë. Si rezultat i mejozës I, numri i kromozomeve përgjysmohet ( ndarja e reduktimit): gjatë mejozës II ruhen qelizat haploide (ndarja ekuacionale). Qelizat që hyjnë në mejozë përmbajnë informacionin gjenetik 2n2xp (Fig. 1).

Në fazën I të mejozës, kromatina mbështjell gradualisht për të formuar kromozome. Kromozomet homologe i afrohen njëri-tjetrit, duke formuar një strukturë të përbashkët të përbërë nga dy kromozome (bivalente) dhe katër kromatide (tetrad). Kontakti i dy kromozomeve homologe përgjatë gjithë gjatësisë quhet konjugim. Më pas, forcat refuzuese shfaqen midis kromozomeve homologe dhe kromozomet së pari ndahen në rajonin e centromerit, duke mbetur të lidhur në rajonin e shpatullave dhe formojnë dekusacione (chiasmata). Divergjenca e kromatideve rritet gradualisht, dhe diskutimet zhvendosen drejt skajeve të tyre. Në procesin e konjugimit midis disa kromatideve të kromozomeve homologe, mund të ndodhë një shkëmbim i vendeve - kalimi, duke çuar në një rikombinim të materialit gjenetik. Në fund të profazës, mbështjellësi bërthamor dhe bërthamat shpërndahen dhe formohet boshti i akromatinës. Përmbajtja e materialit gjenetik mbetet e njëjtë (2n2хр).

Në metafazë Dyvalentët e kromozomit të mejozës I ndodhen në rrafshin ekuatorial të qelizës. Në këtë moment, spiralizimi i tyre arrin maksimumin. Përmbajtja e materialit gjenetik nuk ndryshon (2n2xp).

në anafazë Kromozomet homologe të mejozës I, të përbëra nga dy kromatide, më në fund largohen nga njëra-tjetra dhe devijojnë drejt poleve të qelizës. Rrjedhimisht, vetëm një nga çdo palë kromozome homologe hyn në qelizën bijë - numri i kromozomeve përgjysmohet (ndodh reduktim). Përmbajtja e materialit gjenetik bëhet 1n2xp në çdo pol.

në telofazë ndodh formimi i bërthamave dhe ndarja e citoplazmës - formohen dy qeliza bija. Qelizat e bijës përmbajnë një grup kromozomesh haploid, secili kromozom ka dy kromatide (1n2xp).

Interkineza- një interval i shkurtër ndërmjet ndarjeve të para dhe të dyta mejotike. Në këtë kohë, riprodhimi i ADN-së nuk ndodh dhe dy qeliza vajza hyjnë shpejt në mejozën II, duke vazhduar sipas llojit të mitozës.

Oriz. 1. Diagrami i mejozës (tregohet një palë kromozome homologe). Mejoza I: 1, 2, 3. 4. 5 - profazë; 6 - metafazë; 7 - anafazë; 8 - telofaza; 9 - interkinesis. Mejoza II; 10 - metafazë; II - anafazë; 12 - qelizat bija.

në profazë mejoza II, ndodhin të njëjtat procese si në profazën e mitozës. Në metafazë, kromozomet ndodhen në rrafshin ekuatorial. Nuk ka ndryshime në përmbajtjen e materialit gjenetik (1n2хр). Në anafazën e mejozës II, kromatidet e secilit kromozom lëvizin në pole të kundërta të qelizës dhe përmbajtja e materialit gjenetik në secilin pol bëhet lnlxp. Në telofazë, formohen 4 qeliza haploide (lnlxp).

Kështu, si rezultat i mejozës, nga një qelizë amë diploide formohen 4 qeliza me një grup kromozomesh haploid. Përveç kësaj, në profazën e mejozës I, ndodh një rikombinim i materialit gjenetik (kalim), dhe në anafazën I dhe II, një largim i rastësishëm i kromozomeve dhe kromatideve në njërin ose tjetrin pol. Këto procese janë shkaku i ndryshueshmërisë së kombinuar.

Rëndësia biologjike e mejozës:

1) është faza kryesore e gametogjenezës;

2) siguron transferimin e informacionit gjenetik nga organizmi në organizëm gjatë riprodhimit seksual;

3) qelizat bijë nuk janë gjenetikisht identike me prindin dhe me njëra-tjetrën.

Gjithashtu, rëndësia biologjike e mejozës qëndron në faktin se një ulje e numrit të kromozomeve është e nevojshme për formimin e qelizave germinale, pasi bërthamat e gameteve bashkohen gjatë fekondimit. Nëse ky reduktim nuk do të ndodhte, atëherë në zigot (dhe për rrjedhojë në të gjitha qelizat e organizmit bijë) do të kishte dy herë më shumë kromozome. Sidoqoftë, kjo bie ndesh me rregullin e qëndrueshmërisë së numrit të kromozomeve. Për shkak të mejozës, qelizat germinale janë haploide, dhe gjatë fekondimit në zigotë, një grup diploid kromozomesh restaurohet (Fig. 2 dhe 3).

Oriz. 2. Skema e gametogjenezës: ? - spermatogjeneza; ? - ovogjeneza

Oriz. 3.Skema që ilustron mekanizmin për mbajtjen e një grupi diploid kromozomesh gjatë riprodhimit seksual

Dy lloje të ndarjes së qelizave janë njohur prej kohësh: ndarja mitotike dhe reduktimi. E para quhet edhe mitozë, dhe e dyta - mejozë. Mënyra e parë, mitoza, ndan të gjitha qelizat, e dyta - vetëm seksi.

Së pari, në lidhje me mitozën. Paraprihet nga një dyfishim i molekulave që mbartin informacione trashëgimore.

Molekulat e ADN-së, të cilat përmbajnë kodin gjenetik, ndodhen në bërthamën e qelizës, në fije të veçanta të gjata - kromozome. Çdo specie e kafshëve dhe bimëve ka një numër të përcaktuar rreptësisht të kromozomeve. Zakonisht ka disa dhjetra. Tek njerëzit, për shembull, 46 ( Deri në vitin 1956, ata mendonin se kishte 48 të tilla në qelizat e njeriut, por në vitin 1956, gjenetistët Tjio dhe Levan vërtetuan me saktësi se një person ka 46, jo 48, kromozome.). Dhe një nga krimbat ka vetëm dy. Disa kancere kanë 200 kromozome. Por rekordi u thye nga radiolarët mikroskopikë: njëri prej tyre ka 1600 kromozome!

Kur molekulat e ADN-së dyfishohen, kromozomet gjithashtu dublikohen. Secili ndërton një dyshe në imazhin e vet. Kjo do të thotë se për disa kohë në qelizat tona ka dy herë më shumë kromozome se zakonisht.

Midis dy ndarjeve, në të ashtuquajturën ndërfazë, kromozomet nuk janë të dukshme në një mikroskop konvencional. Është sikur të mos ekzistojnë fare. Në atë elektronike duket qartë se janë ende këtu, nuk kanë ikur, por janë aq të holla sa nuk bien në sy pa një rritje shumë të fortë. Thuhet se në këtë fazë të aktivitetit të tyre, kromozomet duken si "brushat e llambave". Në të vërtetë, ato ngjajnë paksa me rufat që dikur përdoreshin për të pastruar xhamin e llambave me vajguri.

Në dhjetë deri në njëzet orë pushim relativ midis dy ndarjeve, kromozomet duhet të kenë kohë për të sintetizuar homologët e tyre me një kopje të plotë të të gjitha gjeneve që përmbajnë, të gjitha molekulat e ADN-së.

Sapo binjakët të jenë gati, fijet e gjata të kromozomeve (origjinalet dhe kopjet e tyre) fillojnë të përkulen në spirale të ngushta. Dhe ato janë të përdredhura në një spirale të rendit të dytë. Kuptimi i kësaj kthese është mjaft i qartë. Deri më tani, kromozomet shtriheshin në një top të ngatërruar dhe ndoshta nuk do të ishte e lehtë t'i shtrinte ato përgjatë poleve të ndryshme të qelizës. Tani, megjithatë, çdo kromozom është një spirale e përdredhur në një spirale, një "bagazh" shumë kompakt dhe i lehtë për t'u transportuar.

E gjithë ADN-ja e një qelize njerëzore, e shtrirë në një fije floku, është rreth një metër e gjatë, dhe kjo fije mbështjellëse e dyfishtë përshtatet në 46 kromozome, secila prej të cilave është vetëm disa mikronë e gjatë.

Pra, para se të ndahen, kromozomet paketohen në "pako" kompakte. Në këtë moment, i cili quhet profazë në ndarjen e qelizave, lëvozhga e bërthamës shpërndahet dhe centriolet tashmë të njohura për ne, ose. centrozomet lëvizin në polet e kundërta të qelizës. Fijet e të ashtuquajturit aparat mitotik, ose bosht, lidhin çdo kromozom me një nga polet.

Më pas kromozomet rreshtohen në çifte (origjinali krah për krah me kopjen e tij) përgjatë ekuatorit të qelizës, si kërcimtarë në një top. Kjo fazë e ndarjes quhet metafazë.

Pastaj secili nga kromozomet e çiftuar nxiton në polin e tij. Partnerët ndahen përgjithmonë, sepse së shpejti ndarja do ta ndajë qelizën e vjetër në dy të reja përgjatë ekuatorit. Përshtypja është se centriolet po i tërheqin kromozomet drejt vetes me vargje, si marioneta.

Në të vërtetë, kromozomet kanë pamjen që ka çdo trup fleksibël kur tërhiqet nga një varg përmes një lëngu.

Vendi për të cilin është tërhequr është gjithmonë i njëjtë për çdo kromozom. Ajo quhet kinetokore, ose centromere. Vendi ku kinetokori është në kromozom shpesh përcakton formën e tij. Nëse kinetokori është në mes, atëherë kromozomi, kur tërhiqet nga një fije gjatë mitozës, përkulet në gjysmë dhe bëhet i ngjashëm me numrin latin "pesë" (V). Nëse kinetokori është në fund të kromozomit, atëherë ajo përkulet në mënyrën e shkronjës latine "iot" (J).

Në një kohë, mendohej se fijet e aparatit mitotik ishin një lloj binarësh përgjatë të cilave kromozomet rrotullohen drejt poleve. Pastaj ata vendosën se ata ishin më shumë si shirita të hollë gome, muskuj në miniaturë që, kur tkurren, tërhiqnin ngarkesën e tyre kromozome në pole. Por më pas, gjatë tkurrjes, fijet do të bëheshin më të trasha, "më të holla" duke zgjatur. Megjithatë, kjo nuk ndodh. Duke shkurtuar dhe zgjatur, ato nuk bëhen më të trasha apo të holla.

Me sa duket, mekanika e boshtit të qelizës është e ndryshme. Ndoshta, mendojnë disa shkencëtarë, fijet janë shkurtuar sepse disa nga molekulat që i përbëjnë ato janë jashtë loje: domethënë nga fijet. Dhe shtimi i molekulave në një drejtim linear çon në një zgjatje të fijeve.

Në një mënyrë ose në një tjetër, kromozomet tërhiqen nga qendra e qelizës në polet e saj me një shpejtësi prej rreth një mikron në minutë. Nga kjo pikë e tutje, mitoza hyn në një fazë të quajtur anafazë.

Anafaza pasohet nga telofaza. Spiralat e kromozomeve zbërthehen. Përsëri hyjnë në lojë “furçat e llambave”. Tufat e kromozomeve të ngjashme me fije janë të tejmbushura me mbështjellës bërthamor: tani ka dy bërthama binjake në qelizë. Shtrëngimi i unazës së shpejti do ta ndajë atë në gjysmë. Çdo gjysmë do të marrë thelbin e saj.

Ndarja e qelizave përfundon me dyfishimin e centrioles. Ishin katër prej tyre - dy në çdo shtyllë. Qeliza u nda dhe secila gjysmë përmbante vetëm dy centriola.

Në ekranin e një mikroskopi elektronik, centriolet duken si cilindra të zbrazët të bërë nga tuba. Centriolat shtrihen gjithmonë në kënde të drejta me njëri-tjetrin. Prandaj, ne e shohim gjithmonë njërën prej tyre në një seksion tërthor, dhe tjetrin në një seksion gjatësor.

Në telofazë, një centriol i vogël buron nga secili prej centrioleve - një trup i dendur cilindrik. Ajo rritet me shpejtësi dhe tani ka katër centriola në qelizë.

Me anë të mitozës, dy qeliza fitohen nga një, plotësisht identike në trashëgimi të fshehur në kromozomet e tyre (nëse asnjëra prej tyre nuk ka pësuar mutacion).

Zakonisht mitoza zgjat një orë ose dy orë. Mitozat janë shumë të rralla në indet nervore. Por në palcën e eshtrave, ku lindin 10 milionë qeliza të kuqe të gjakut çdo sekondë, ndodhin 10 milionë mitoza çdo sekondë!

Tani, para se të flasim për llojin e dytë të ndarjes së qelizave - për mejozën, duhet të prezantojmë disa terma të rinj.

Kompleti i kromozomeve të mbyllura në bërthamën e një qelize normale somatike (me fjalë të tjera, jo seksuale, por e zakonshme) e trupit quhet dyfish - diploid nga gjenetika. Tek njerëzit, grupi diploid i kromozomeve është 46. Të gjitha këto 46 kromozome në pamje dhe madhësi ndahen lehtësisht në çifte identike në konfigurim (vetëm partnerët e një çifti - kromozomet seksuale "x" dhe "y" - nuk janë të njëjtë. Por më shumë për këtë më vonë).

Një grup kromozomesh në të cilin vetëm një partner është i pranishëm nga çdo çift quhet haploid, ose i zakonshëm. Të gjitha qelizat germinale, ose gametet, përmbajnë një grup kromozomesh haploid. (Kjo do të thotë se sperma dhe vezët e njeriut kanë vetëm njëzet e tre kromozome secila.) Përndryshe, kur veza fekondohet, kur gametet e nënës dhe babait bashkohen, do të fitohej një zigotë me dyfishin e numrit normal të kromozomeve.

Mejoza, e cila i paraprin formimit të spermës dhe vezëve, është krijuar për t'i pajisur gametet me gjysmën e numrit haploid të kromozomeve. Dhe kur gametet bashkohen, zigota tashmë do të ketë një numër normal diploid kromozomesh. Gjysma nga nëna, gjysma nga babai.

A është e qartë tani pse të gjithë kromozomet në zigotë janë çiftuar?

Në fund të fundit, çdo kromozom i nënës korrespondon saktësisht me të njëjtin kromozom atëror në formë, madhësi dhe natyrë të informacionit trashëgues. Kromozomet e çiftuara quhen homologe.

Mejoza fillon me faktin se kromozomet e të njëjtit lloj në konfigurim janë çiftuar dhe konjuguar. Pastaj secili nga kromozomet e çdo çifti krijon binjakun e tij nga substancat e tretura në protoplazmë. Si në mitozë.

Tani kromozomet e të njëjtit lloj nuk janë më dy, por katër. Katër, ose tetrada, të kapur fort me njëra-tjetrën, ato rreshtohen përgjatë ekuatorit të qelizës. Fijet e gishtit i ndajnë të katërtat përsëri në çifte, duke i tërhequr ato në shtylla të ndryshme.

Qeliza ndahet në gjysmë dhe më pas ndahet sërish, por tani në një plan tjetër, pingul me të parin. Këtë herë, kromozomet nuk dyfishohen. Çiftet e rreshtuara përgjatë ekuatorit ndryshojnë një nga një në skajet e ndryshme të qelizës.

Në secilin pol, ato tani janë gjysma e më shumë se gjatë mitozës ose në fazën e parë të mejozës. Prandaj, kur një qelizë copëtohet në gjysmë, dy gametë të reja të lindura prej saj marrin një numër haploid kromozomesh. Meqenëse në fazën e parë të mejozës lindin dy qeliza diploide nga një qelizë, në fund të fazës së dytë të saj kemi katër gamete. Dhe në secilin, e përsëris, numri haploid i kromozomeve. Nëse këto janë gamete njerëzore, atëherë ato do të kenë njëzet e tre kromozome. Dhe kur, gjatë fekondimit, ato bashkohen në një zigotë, do të ketë dyzet e gjashtë kromozome në të.

Zigota krijon një embrion njerëzor, të gjitha qelizat në të cilat do të jenë me 46 kromozome.

Mekanika e ndarjes së qelizave në mejozë - divergjenca në gamete të ndryshme të kromozomeve të çiftëzuara, secila prej të cilave ka prejardhjen e vet ose nga babai ose nga nëna - shpjegon shumë nga ligjet e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë të zbuluara nga Gregor Mendel dhe gjenetistë të tjerë.

Shkencëtarët polakë së fundmi bënë një film të shkëlqyer për mitozën duke përdorur fotografinë me kalim kohe. Të gjitha fazat e mitozës në ekran përshpejtohen me disa qindra herë. Në realitet, lëvizjet e kromozomeve gjatë ndarjes ndodhin shumë më ngadalë. E pashë këtë film dhe më bëri përshtypje më shumë se filmat më të mirë të metrazhit të gjatë.

Ajo ka aktorë të pazakontë - kromozome. Ata bashkohen, shpërndahen, rreshtohen dhe shpërndahen në drejtime të ndryshme, si kërcimtarë në një top, duke kryer hapa komplekse të një valle të vjetër. Biologu amerikan Möller, themeluesi i gjenetikës së rrezatimit, e quajti kërcimin e kromozomeve lëvizjet e tyre të çuditshme gjatë ndarjes së qelizave.

Miliona mitoza ndodhin çdo sekondë në trupin tonë! Dhe qindra miliona balerinë të vegjël të pajetë, por shumë të disiplinuar performojnë kërcimin më të vjetër në tokë. Vallja e jetës. Në valle të tilla, qelizat e trupit plotësojnë radhët e tyre. Dhe ne rritemi dhe ekzistojmë.

Të gjitha fenomenet e trashëgimisë dhe jetës bazohen në divergjencën e koordinuar të kromozomeve në pole të ndryshme të qelizës. Në fund të fundit, çdo kromozom është një kombinim kompleks i acideve nukleike gjigante dhe proteinave. Dhe acidet nukleike mbartin shumë njësi të trashëguara - gjene, domethënë thelbin e gjithçkaje që ekziston në Tokë.

http://nplit.ru "NPLit.ru: Biblioteka e Eksploruesit të Ri"