Мейоз
Мейоз ( / m aɪ ˈ oʊ s ɪ s / ( слушать )
; от др.- греч . μείωσις ( meíōsis ) 'уменьшение', так как это редукционное деление ) [1] [2] — особый тип клеточного деления половых клеток в организмы , размножающиеся половым путем, используемые для производства гамет , таких как сперматозоиды или яйцеклетки . Он включает в себя два раунда деления, которые в конечном итоге приводят к четырем клеткам только с одной копией каждой. хромосома ( гаплоидная ). Кроме того, перед делением генетический материал от отцовской и материнской копий каждой хромосомы пересекается , создавая новые комбинации кода на каждой хромосоме. [3] Позже, во время оплодотворения , гаплоидные клетки, полученные в результате мейоза от самца и самки, сливаются, чтобы снова создать клетку с двумя копиями каждой хромосомы, зиготу .
Ошибки в мейозе, приводящие к анеуплоидии (аномальному числу хромосом), являются основной известной причиной невынашивания беременности и наиболее частой генетической причиной отклонений в развитии . [4]
В мейозе за репликацией ДНК следуют два раунда клеточного деления с образованием четырех дочерних клеток, каждая из которых имеет вдвое меньше хромосом , чем исходная родительская клетка. [3] Два мейотических деления известны как мейоз I и мейоз II. Перед началом мейоза, во время S - фазы клеточного цикла , ДНК каждой хромосомы реплицируется так, что она состоит из двух идентичных сестринских хроматид , которые удерживаются вместе за счет сцепления сестринских хроматид. Эту S-фазу можно назвать «премейотической S-фазой» или «мейотической S-фазой». Сразу после репликации ДНК мейотические клетки вступают в длительную стадию , подобную G2, известную как мейотическая.профаза . За это время гомологичные хромосомы спариваются друг с другом и подвергаются генетической рекомбинации — запрограммированному процессу, при котором ДНК может быть разрезана, а затем восстановлена, что позволяет им обмениваться частью своей генетической информации . Подмножество событий рекомбинации приводит к кроссоверам , которые создают физические связи, известные как хиазмы (единственное число: хиазма, от греческой буквы Хи (Χ) ) между гомологичными хромосомами. У большинства организмов эти связи могут помочь направить каждую пару гомологичных хромосом на сегрегацию друг от друга во время мейоза I, что приводит к двум гаплоидным хромосомам.клетки, имеющие половину числа хромосом по сравнению с родительской клеткой.
Во время мейоза II сцепление между сестринскими хроматидами нарушается, и они отделяются друг от друга, как во время митоза . В некоторых случаях все четыре продукта мейоза образуют гаметы , такие как сперма , споры или пыльца . У самок животных три из четырех продуктов мейоза обычно элиминируются путем экструзии в полярные тельца , и только одна клетка развивается, чтобы произвести яйцеклетку . Поскольку число хромосом уменьшается вдвое во время мейоза, гаметы могут сливаться (т . е. оплодотворяться ) с образованием диплоидной зиготы .который содержит две копии каждой хромосомы, по одной от каждого родителя. Таким образом, чередующиеся циклы мейоза и оплодотворения обеспечивают половое размножение , при этом последующие поколения сохраняют одинаковое число хромосом. Например, диплоидные клетки человека содержат 23 пары хромосом, включая 1 пару половых хромосом (всего 46), половина материнского происхождения и половина отцовского происхождения. Мейоз производит гаплоидные гаметы (яйцеклетки или сперматозоиды), которые содержат один набор из 23 хромосом. Когда две гаметы (яйцеклетка и сперматозоид) сливаются, образующаяся зигота снова становится диплоидной, причем мать и отец дают по 23 хромосомы. Тот же образец, но с разным числом хромосом, встречается у всех организмов, использующих мейоз.
Мейоз происходит у всех размножающихся половым путем одноклеточных и многоклеточных организмов (которые все являются эукариотами ), включая животных , растения и грибы . [5] [6] [7] Это важный процесс для оогенеза и сперматогенеза .
Хотя процесс мейоза связан с более общим процессом клеточного деления митоза , он отличается в двух важных отношениях: