φύλο και σωματικά κύτταρα. Οι ομοιότητες και οι διαφορές τους. Μίτωση - τρόπος διαίρεσης ανθρώπινων σωματικών κυττάρων Πώς ονομάζεται η διαδικασία διαίρεσης των σωματικών κυττάρων

Οργάνωση των κυττάρων στο χρόνο

1.2.4.2. Μέθοδοι διαίρεσηςσωματικά κύτταρα

Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι διαίρεσης των σωματικών κυττάρων: η μίτωση και η αμίτωση.

Μίτωση (από τα ελληνικά - νήμα) - έμμεση, ή μιτωτική διαίρεση είναι ο κυρίαρχος τύπος διαίρεσης των ευκαρυωτικών σωματικών κυττάρων και είναι εγγενής σε όλους τους οργανισμούς με πλούσια κύτταρα. Σε αυτή την περίπτωση, εμφανίζεται μια ακριβής ομοιόμορφη κατανομή του κληρονομικού υλικού. Ως αποτέλεσμα της μίτωσης, κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων με αυστηρή ποσότητα DNA και είναι πανομοιότυπο με το μητρικό κύτταρο στον τρόπο του. Αμίτωση (από τα ελληνικά.ά - άρνηση και μίτος - νήμα) κυριαρχεί σε ορισμένους μονοκύτταρους οργανισμούς. Αυτός είναι επίσης ένας τρόπος σωματικής κυτταρικής διαίρεσης, αλλά εκτός από τη μίτωση, η άμεση διαίρεση του κυτταρικού πυρήνα της μεσοφάσεως γίνεται με μια απλή συστολή ιστού. Στην αμίτωση, η κατανομή του κληρονομικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων μπορεί να είναι ομοιόμορφη ή ανομοιόμορφη. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται κύτταρα ίδιου ή άνισου μεγέθους. Επομένως, τέτοια κύτταρα είναι κληρονομικά ελαττωματικά.

Μίτωσις. Η μίτωση εμφανίζεται μετά τη μεσοφάση και χωρίζεται υπό όρους στις ακόλουθες φάσεις: 1) πρόφαση, 2) μετάφαση, 3) ανάφαση, 4) τελοφάση. Στο σχ. 1,74. δίνεται το γενικό σχήμα των διαφόρων φάσεων της μίτωσης.

Ρύζι. 1,74. Σχέδιο μίτωσης:

1-κεντρόλιο; 2 - πυρήνας; 3 - χρωμοσώματα; 4 - πρώιμη πρόφαση. 5 - καθυστερημένη προφάση. 6 - μετάφαση; 7 - πρώιμη ανάφαση. 8 - όψιμη ανάφαση. 9 - πρώιμη τελοφάση.

Πρόφαση (από τα ελληνικά.πρα - to, and Greek. φάσις - εμφάνιση) - η αρχική φάση της μίτωσης. Χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι ο πυρήνας αυξάνεται σε μέγεθος και από το δίκτυο της χρωματίνης, ως αποτέλεσμα σπειροειδοποίησης και βράχυνσης, τα χρωμοσώματα από μακριές, λεπτές, αόρατες κλωστές στο τέλος της πρόφασης γίνονται κοντά, παχιά και τοποθετούνται στη μορφή μιας ορατής μπάλας. Τα χρωμοσώματα συστέλλονται, συρρικνώνονται και αποτελούνται από δύο μισά - χρωματίδες. Οι χρωματίδες τυλίγονται η μία γύρω από την άλλη και συγκρατούνται ανά ζεύγη από ένα κεντρομερίδιο. Η πρόφαση τελειώνει με την εξαφάνιση του πυρήνα, τα κεντρόλια αποκλίνουν προς τους πόλους με το σχηματισμό μιας ατράκτου. Οι μικροσωληνίσκοι σχηματίζονται από την πρωτεΐνη τουμπουλίνη.κλωστές άτρακτος. Λόγω της διάλυσης της πυρηνικής μεμβράνης, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. ΠΡΟΣ ΤΟκεντρομερίδιο Τα νήματα της ατράκτου συνδέονται και από τους δύο πόλους.

Μεταφάση (από τα ελληνικά.μετά - - μεταξύ, μετά) αρχίζει με την κίνηση των χρωμοσωμάτων προς τον ισημερινό. Σταδιακά, τα χρωμοσώματα (το καθένα αποτελείται από δύο χρωματίδες) εντοπίζονται στο επίπεδο του ισημερινού, σχηματίζοντας τη λεγόμενη πλάκα μετάφασης. Στα ζωικά κύτταρα, στους πόλους γύρω από τα κεντρόλια, παρατηρούνται σφαιρικές μορφές. Σε αυτή τη φάση, ο αριθμός των χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο μπορεί να μετρηθεί. Το σύνολο του γενετικού υλικού είναι 2n4s.

Η πλάκα μετάφασης χρησιμοποιείται σε κυτταρογενετικές μελέτες για τον προσδιορισμό του αριθμού και του σχήματος των χρωμοσωμάτων.

Σε ανάφαση (από την ελληνική.άνά - επάνω) οι αδελφές χρωματίδες απομακρύνονται η μία από την άλλη, η σύνδεση τους χωρίζεταικεντρομερίδιο οικόπεδο. Όλα τα κεντρομερή διαιρούνται ταυτόχρονα. Κάθε χρωματίδα με ξεχωριστόκεντρομερίδιο γίνεται θυγατρικό χρωμόσωμα και αρχίζει να κινείται κατά μήκος των νημάτων της ατράκτου σε έναν από τους πόλους. Το σύνολο του γενετικού υλικού είναι 2n2s.

Τελόφαση (από τα ελληνικά.τέλος - τέλος) - το τελικό στάδιο της μίτωσης. Αντίστροφη σε σχέση με την προφάση. Τα χρωμοσώματα που έχουν φθάσει στους πόλους, που αποτελούνται από έναν μόνο κλώνο, γίνονται λεπτά, μακριά και αόρατα σε ένα μικροσκόπιο φωτός. Βιώνουν απελπισία, σχηματίζουν ένα δίκτυο του πυρήνα της ενδιάμεσης φάσης. Σχηματίζεται η πυρηνική μεμβράνη, εμφανίζεται ο πυρήνας. Αυτή τη στιγμή, η μιτωτική συσκευή εξαφανίζεται και εμφανίζεται η κυτταροκίνηση - ο διαχωρισμός του κυτταροπλάσματος με το σχηματισμό δύο θυγατρικών κυττάρων. Το σύνολο του γενετικού υλικού είναι 2n2s.

Η συχνότητα της μίτωσης σε διαφορετικούς ιστούς και σε διαφορετικούς οργανισμούς είναι πολύ διαφορετική. Για παράδειγμα, στον ανθρώπινο κόκκινο μυελό των οστών εμφανίζονται 10 εκατομμύρια μιτώσεις κάθε δευτερόλεπτο.

Προς το παρόν, δεν είναι γνωστό ποιοι ακριβώς παράγοντες προκαλούν το κύτταρο σε μίτωση, αλλά πιστεύεται ότι η αναλογία των όγκων του πυρήνα και του κυτταροπλάσματος (πυρηνική-κυτταροπλασματική αναλογία) παίζει σημαντικό ρόλο σε αυτό. Η αύξηση του όγκου των κυττάρων σχετίζεται με τη σύνθεση πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων, λιπιδίων και άλλων χημικών συστατικών του κυττάρου. Επομένως, έρχεται μια στιγμή που η επιφάνεια του πυρήνα είναι ανεπαρκής για να εξασφαλίσει την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του πυρήνα και τουκυτόπλασμα, απαιτείται για περαιτέρω ανάπτυξη. Η κυτταρική διαίρεση αυξάνει σημαντικά την επιφάνεια τόσο του ίδιου του κυττάρου όσο και του πυρήνα του, χωρίς να αυξάνει τον όγκο τους. Ως εκ τούτου, πιστεύεται ότι ο παράγοντας που περιορίζει την αναλογία πυρηνικού-κυτταροπλασματικού με κάποιο τρόπο προκαλεί το κύτταρο σε μιτωτική διαίρεση.

Η βιολογική σημασία της μίτωσης. Η μίτωση είναι η πιο κοινή μέθοδος αναπαραγωγής κυττάρων ζώων, φυτών και πρωτόζωων. Αυτή είναι η βάση για την ανάπτυξη και τη βλαστική αναπαραγωγή όλων των ευκαρυωτών - οργανισμών που έχουν πυρήνα. Ο κύριος ρόλος του είναι να αναπαράγει με ακρίβεια κύτταρα, να εξασφαλίζει ομοιόμορφη κατανομή των χρωμοσωμάτων του μητρικού κυττάρου μεταξύ των δύο θυγατρικών κυττάρων που προκύπτουν από αυτό και να διατηρεί τη σταθερότητα του αριθμού και του σχήματος των χρωμοσωμάτων σε όλα τα φυτικά και ζωικά κύτταρα. Η μίτωση προάγει την ανάπτυξη του οργανισμού στην εμβρυϊκή και μεταεμβρυϊκή περίοδο, την αντιγραφή γενετικών πληροφοριών και το σχηματισμό γενετικά ισοδύναμων κυττάρων. Ως εκ τούτου, οι οργανισμοί που αναπαράγονται με βλάστηση (μύκητες, φύκια, πρωτόζωα, πολλά φυτά) σχηματίζουν μεγάλο αριθμό πανομοιότυπων ατόμων ή κλώνων. Η κλωνοποίηση είναι δυνατή σε ορισμένους πολυκύτταρους οργανισμούς που μπορούν να αναγεννήσουν έναν ολόκληρο οργανισμό από ένα μέρος του σώματος: συνενερωτές, σκουλήκια. Η κλωνοποίηση των σπονδυλωτών συμβαίνει μόνο στα αρχικά στάδια της εμβρυογένεσης. Έτσι, στα ζώα και στους ανθρώπους, τα μονοζυγωτικά δίδυμα σχηματίζονται από ένα γονιμοποιημένο ωάριο ως αποτέλεσμα της μιτωτικής διαίρεσης του. Λόγω της μίτωσης, όλα τα λειτουργικά απαρχαιωμένα κύτταρα του σώματος αντικαθίστανται από νέα. Αυτός ο διαχωρισμός αποτελεί τη βάση της διαδικασίας αναγέννησης - την αποκατάσταση των χαμένων ιστών.

Αμίτωση. Η αμίτωση συμβαίνει με διαίρεση του πυρήνα, και στη συνέχεια του κυτταροπλάσματος. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, ο πυρήνας επιμηκύνεται, απολινώνεται και στη συνέχεια ο πυρήνας τεντώνεται επίσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, εμφανίζεται ένα διαμέρισμα στον πυρήνα, το οποίο τον χωρίζει σε δύο μέρη. Η διαίρεση του πυρήνα μερικές φορές συνοδεύεται από τη διαίρεση του κυτταροπλάσματος (Εικ. 1.75).

Ρύζι. 1,75. Αμίτωση. Αναπαραγωγή αμοιβάδας:

α - 0 λεπτά; β - 6 λεπτά; c - 8 λεπτά; d - 13 λεπτά; e - 18 λεπτά; - 21 λεπτά.

Υπάρχουν διάφορες μορφές αμίτωσης: ομοιόμορφη, όταν σχηματίζονται δύο ίσοι πυρήνες. ανομοιόμορφα, όταν σχηματίζονται άνισοι πυρήνες. κατακερματισμός, όταν ο πυρήνας διασπάται σε πολλούς μικρούς πυρήνες ίδιου ή διαφορετικού μεγέθους.

Έτσι, η αμίτωση είναι μια διαίρεση που συμβαίνει χωρίς σπειροειδοποίηση χωρίς σχηματισμό χρωμοσωμάτων και ατράκτου διαίρεσης. Το εάν υπάρχει προκαταρκτική σύνθεση του DNA πριν από την έναρξη της αμίτωσης και πώς κατανέμεται μεταξύ των θυγατρικών πυρήνων είναι άγνωστο. Μερικές φορές, κατά τη διαίρεση ορισμένων κυττάρων, η μίτωση εναλλάσσεται με την αμίτωση.

Η αμίτωση είναι ένας ιδιόρρυθμος τύπος διαχωρισμού, ο οποίος παρατηρείται μερικές φορές κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής κυτταρικής δραστηριότητας, αλλά κυρίως κατά παράβαση της λειτουργίας, συχνά υπό την επίδραση ακτινοβολίας ή άλλων επιβλαβών παραγόντων. Είναι εγγενές σε εξαιρετικά διαφοροποιημένα κύτταρα. Η αμίτωση είναι λιγότερο συχνή από τη μίτωση και παίζει μικρό ρόλο στην κυτταρική διαίρεση στη συντριπτική πλειοψηφία των ζωντανών οργανισμών.

Μίτωσις- μέθοδος έμμεσης διαίρεσης σωματικών κυττάρων.

Κατά τη μίτωση, το κύτταρο περνά από μια σειρά διαδοχικών φάσεων, με αποτέλεσμα κάθε θυγατρικό κύτταρο να λαμβάνει το ίδιο σύνολο χρωμοσωμάτων όπως στο μητρικό κύτταρο.

Η μίτωση χωρίζεται σε τέσσερις κύριες φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Πρόφαση- το μεγαλύτερο στάδιο της μίτωσης, κατά το οποίο συμβαίνει συμπύκνωση χρωματίνης, με αποτέλεσμα να γίνονται ορατά χρωμοσώματα σε σχήμα Χ, που αποτελούνται από δύο χρωματίδες (θυγατρικά χρωμοσώματα). Στην περίπτωση αυτή, ο πυρήνας εξαφανίζεται, τα κεντρόλια αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου και αρχίζει να σχηματίζεται η άτρακτος αχρωματίνης (άτρακτος) των μικροσωληνίσκων. Στο τέλος της προφάσης, η πυρηνική μεμβράνη διασπάται σε ξεχωριστά κυστίδια.

V μετάφασηΤα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου με τα κεντρομερή τους, στα οποία συνδέονται μικροσωληνίσκοι μιας πλήρως σχηματισμένης ατράκτου διαίρεσης. Σε αυτό το στάδιο της διαίρεσης, τα χρωμοσώματα είναι πιο πυκνά και έχουν ένα χαρακτηριστικό σχήμα, το οποίο καθιστά δυνατή τη μελέτη του καρυότυπου.

V ανάφασηλαμβάνει χώρα ταχεία αντιγραφή του DNA στα κεντρομερή, με αποτέλεσμα τα χρωμοσώματα να χωρίζονται και οι χρωματίδες να αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου, τεντωμένες από μικροσωληνίσκους. Η κατανομή των χρωματίδων πρέπει να είναι απολύτως ίση, καθώς αυτή η διαδικασία είναι που διατηρεί τη σταθερότητα του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα του σώματος.

Στη σκηνή τελοφάσητα θυγατρικά χρωμοσώματα συγκεντρώνονται στους πόλους, απελευθερώνονται, σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες γύρω τους από τα κυστίδια και πυρήνες εμφανίζονται στους νεοσχηματισμένους πυρήνες.

Μετά τη διαίρεση του πυρήνα, συμβαίνει η διαίρεση του κυτταροπλάσματος - κυτταροκίνηση,κατά την οποία υπάρχει λίγο πολύ ομοιόμορφη κατανομή όλων των οργανιδίων του μητρικού κυττάρου.

Έτσι, ως αποτέλεσμα της μίτωσης, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα από ένα μητρικό κύτταρο, καθένα από τα οποία είναι ένα γενετικό αντίγραφο του μητρικού κυττάρου (2n2c).

Σε άρρωστα, κατεστραμμένα, γερασμένα κύτταρα και εξειδικευμένους ιστούς του σώματος, μπορεί να συμβεί μια ελαφρώς διαφορετική διαδικασία διαίρεσης - αμίτωση. Αμίτωσηονομάζεται η άμεση διαίρεση των ευκαρυωτικών κυττάρων, στην οποία δεν λαμβάνει χώρα ο σχηματισμός γενετικά ισοδύναμων κυττάρων, αφού τα κυτταρικά συστατικά κατανέμονται άνισα. Εμφανίζεται στα φυτά στο ενδοσπέρμιο και στα ζώα στο ήπαρ, τον χόνδρο και τον κερατοειδή χιτώνα του ματιού.

Μείωση. Φάσεις μείωσης

Μείωση- αυτή είναι μια μέθοδος έμμεσης διαίρεσης των πρωτογενών γεννητικών κυττάρων (2n2c), ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται απλοειδή κύτταρα (1n1c), πιο συχνά γεννητικά κύτταρα.

Σε αντίθεση με τη μίτωση, η μείωση αποτελείται από δύο διαδοχικές κυτταρικές διαιρέσεις, κάθε μία από τις οποίες προηγείται από μια μεσόφαση. Η πρώτη διαίρεση της μείωσης (meiosis I) ονομάζεται μείωση, αφού σε αυτή την περίπτωση ο αριθμός των χρωμοσωμάτων μειώνεται στο μισό και η δεύτερη διαίρεση (μείωση II) - εξισωτική, αφού στη διαδικασία του διατηρείται ο αριθμός των χρωμοσωμάτων.

Μεσοφάση Ιπροχωρά παρόμοια με τη μεσοφάση της μίτωσης. Μείωση Ιχωρίζεται σε τέσσερις φάσεις: πρόφαση Ι, μεταφάση Ι, ανάφαση Ι και τελόφαση Ι. προφαση Ισυμβαίνουν δύο κύριες διαδικασίες - σύζευξη και διασταύρωση. Σύζευξη- αυτή είναι η διαδικασία σύντηξης ομόλογων (ζευγών) χρωμοσωμάτων σε όλο το μήκος. Τα ζεύγη των χρωμοσωμάτων που σχηματίζονται κατά τη σύζευξη διατηρούνται μέχρι το τέλος της μεταφάσης Ι.

Πέρασμα- αμοιβαία ανταλλαγή ομόλογων περιοχών ομόλογων χρωμοσωμάτων. Ως αποτέλεσμα της διασταύρωσης, τα χρωμοσώματα που λαμβάνει ο οργανισμός και από τους δύο γονείς αποκτούν νέους συνδυασμούς γονιδίων, γεγονός που οδηγεί στην εμφάνιση γενετικά διαφορετικών απογόνων. Στο τέλος της πρόφασης Ι, όπως και στην πρόφαση της μίτωσης, ο πυρήνας εξαφανίζεται, τα κεντρόλια αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου και το πυρηνικό περίβλημα αποσυντίθεται.

V μεταφάση Ιζεύγη χρωμοσωμάτων ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου, μικροσωληνίσκοι της ατράκτου σχάσης συνδέονται με τα κεντρομερή τους.

V ανάφαση Ιολόκληρα ομόλογα χρωμοσώματα που αποτελούνται από δύο χρωματίδες αποκλίνουν προς τους πόλους.

V τελόφαση Ιγύρω από συστάδες χρωμοσωμάτων στους πόλους του κυττάρου, σχηματίζονται πυρηνικές μεμβράνες, σχηματίζονται πυρήνες.

Κυτοκίνηση Ιπαρέχει διαίρεση των κυτταροπλασμάτων των θυγατρικών κυττάρων.

Τα θυγατρικά κύτταρα που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μείωσης I (1n2c) είναι γενετικά ετερογενή, καθώς τα χρωμοσώματά τους, τυχαία διασκορπισμένα στους πόλους του κυττάρου, περιέχουν άνισα γονίδια.

Μεσοφάση IIπολύ σύντομο, αφού δεν συμβαίνει διπλασιασμός του DNA σε αυτό, δηλαδή δεν υπάρχει περίοδος S.

Meiosis IIχωρίζεται επίσης σε τέσσερις φάσεις: πρόφαση II, μετάφαση II, ανάφαση II και τελόφαση II. V πρόφαση IIσυμβαίνουν οι ίδιες διαδικασίες όπως στην προφάση Ι, με εξαίρεση τη σύζευξη και τη διασταύρωση.

V μετάφαση IIΤα χρωμοσώματα βρίσκονται κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου.

V ανάφαση IIΤα χρωμοσώματα χωρίζονται στο κεντρομερίδιο και οι χρωματίδες τεντώνονται προς τους πόλους.

V τελοφάση IIπυρηνικές μεμβράνες και πυρήνες σχηματίζονται γύρω από συστάδες θυγατρικών χρωμοσωμάτων.

Μετά κυτταροκίνηση IIο γενετικός τύπος και των τεσσάρων θυγατρικών κυττάρων είναι 1n1c, αλλά όλα έχουν ένα διαφορετικό σύνολο γονιδίων, το οποίο είναι αποτέλεσμα διασταύρωσης και ενός τυχαίου συνδυασμού μητρικών και πατρικών χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά κύτταρα.

Τύποι σωματικής κυτταρικής διαίρεσης

Μίτωση -έμμεση κυτταρική διαίρεση, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό δύο κυττάρων με ομοιόμορφα κατανεμημένο γενετικό υλικό.

Αμίτωση -άμεση κυτταρική διαίρεση στο μισό, η οποία δεν παρέχει ομοιόμορφη κατανομή του γενετικού υλικού μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.

Ενδομίτωση -η διαδικασία διπλασιασμού του DNA, που συνοδεύεται από πολλαπλό διπλασιασμό των χρωμοσωμάτων χωρίς διαίρεση του κυτταροπλάσματος.

Πολιτεία -αύξηση της ποσότητας του DNA, χωρίς αύξηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων. Τα χρωμοσώματα γίνονται γιγάντια.

κυτταρικός κύκλος- αυτή είναι η ύπαρξη ενός κυττάρου από τη στιγμή του σχηματισμού του διαιρώντας το μητρικό κύτταρο στη δική του διαίρεση ή θάνατο.

Μιτωτικός κύκλος- ένα σύμπλεγμα γεγονότων που συμβαίνουν κατά τη διαδικασία προετοιμασίας ενός κυττάρου για διαίρεση και κατά τη διάρκεια της ίδιας της διαίρεσης.

Η βιολογική σημασία της μίτωσης είναι ότι ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται δύο θυγατρικά κύτταρα με ένα σύνολο χρωμοσωμάτων πανομοιότυπα με αυτό του γονικού κυττάρου. Φάσεις μίτωσης ˸ μεσόφαση (G - προσυνθετική, S - συνθετική, G - μετασυνθετικές περίοδοι), πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση, τελόφαση.

Τα χρωμοσώματα σε ένα διαιρούμενο κύτταρο έχουν σχήμα ευθείες ή καμπύλες ράβδους. Κάθε χρωμόσωμα χωρίζεται σε δύο σκέλη από μια πρωτογενή στένωση ή κεντρομερίδιο. Ανάλογα με τη θέση της πρωτογενούς στένωσης, διακρίνονται τρεις τύποι χρωμοσωμάτων: ίσοι βραχίονες, ή μετακεντρικοί, άνισοι βραχίονες ή υπομετακεντρικοί και ακροκεντρικοί (με το ένα μακρύ και το δεύτερο πολύ κοντό). Μερικά χρωμοσώματα έχουν δευτερεύουσα συστολή (πυρηνικός οργανωτής). Σε αυτή την περιοχή του χρωμοσώματος, σχηματίζεται ένας πυρήνας στον πυρήνα της μεσοφάσεως. Το χρωμόσωμα μετάφασης αποτελείται από δύο χρωματίδες - σπειροειδώς στριμμένα νήματα που συνδέονται μεταξύ τους στη σφαίρα της πρωτογενούς στένωσης. Όταν ολοκληρωθεί η κυτταρική διαίρεση, οι χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος εισέρχονται σε διαφορετικά κύτταρα και μετατρέπονται σε ανεξάρτητα χρωμοσώματα. Τα κύρια χημικά συστατικά των χρωμοσωμάτων είναι το DNA (περίπου 40%) και οι πρωτεΐνες (περίπου 60%). Η σύνθεση των χρωμοσωμάτων περιλαμβάνει επίσης RNA, λιπίδια, υδατάνθρακες, μεταλλικά ιόντα.

Ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα κάθε τύπου οργανισμού είναι σταθερός. Το σύνολο των χρωμοσωμάτων στα γεννητικά κύτταρα ονομάζεται απλοειδές και συμβολίζεται με το λατινικό γράμμα n. Το σύνολο των ζευγαρωμένων χρωμοσωμάτων στα σωματικά κύτταρα ονομάζεται διπλοειδές και συμβολίζεται με 2n. Το σύνολο των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα των οργανισμών που ανήκουν στο ίδιο είδος χαρακτηρίζεται από ορισμένο μέγεθος, σχήμα, αριθμό και ονομάζεται καρυότυπος. Όλα τα χρωμοσώματα σε ένα κύτταρο μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: αυτοσώματα ή μη φυλετικά χρωμοσώματα και φυλετικά χρωμοσώματα - ετεροχρωμοσώματα. Τα ετεροχρωμοσώματα καθορίζουν τα χαρακτηριστικά του φύλου ενός οργανισμού. Ο ανθρώπινος καρυότυπος αντιπροσωπεύεται από 46 χρωμοσώματα, εκ των οποίων τα 44 είναι αυτοσώματα και δύο φυλετικά χρωμοσώματα.

Τύποι σωματικής κυτταρικής διαίρεσης - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας «Τύποι σωματικής κυτταρικής διαίρεσης» 2015, 2017-2018.

Ο πιο καθολικός τρόπος διαίρεσης των σωματικών κυττάρων, δηλ. κύτταρα του σώματος (από τα ελληνικά. soma - σώμα), είναι μίτωση. Αυτός ο τύπος κυτταρικής διαίρεσης περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό ιστολόγο W. Fleming το 1882, ο οποίος παρατήρησε την εμφάνιση και περιέγραψε τη συμπεριφορά των νηματωδών δομών στον πυρήνα κατά την περίοδο της διαίρεσης.

Από εδώ προέρχεται το όνομα της διαδικασίας διαίρεσης - mitosis (από το ελληνικό mitos - νήμα).

Κατά τη μιτωτική διαίρεση, ο πυρήνας του κυττάρου υφίσταται μια σειρά από αυστηρά διατεταγμένες διαδοχικές αλλαγές με το σχηματισμό συγκεκριμένων νηματωδών δομών. Στη μίτωση διακρίνονται διάφορες φάσεις: πρόφαση, προμετάφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση (Εικ. II.2).

Το Prophase είναι το πρώτο στάδιο προετοιμασίας για διαίρεση. Στην προφάση, η δικτυακή δομή του πυρήνα μετατρέπεται σταδιακά σε ορατά (χρωμοσώματα) νήματα λόγω σπειροειδοποίησης, βράχυνσης και πάχυνσης των χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, μπορείτε να παρατηρήσετε τη διπλή φύση των χρωμοσωμάτων, επειδή. κάθε χρωμόσωμα φαίνεται διαμήκως διπλασιασμένο. Αυτά τα μισά χρωμοσώματα (το αποτέλεσμα του αναδιπλασιασμού (διπλασιασμού) των χρωμοσωμάτων στην 3-φάση), που ονομάζονται αδελφές χρωματίνες, συγκρατούνται μαζί από μια κοινή θέση - το κεντρομερίδιο. Αρχίζει η απόκλιση των κεντρολίων προς τους πόλους και ο σχηματισμός της ατράκτου διαίρεσης (2n4c).

Στην προμεταφάση συνεχίζεται η σπειροειδής σπειροειδής κλωστή των χρωμοσωμάτων, η πυρηνική μεμβράνη εξαφανίζεται, η καρυόλυμφος και το κυτταρόπλασμα αναμειγνύονται με το σχηματισμό μυξοπλάσματος, που διευκολύνει τη μετακίνηση των χρωμοσωμάτων στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου (2n4c).

Στη μετάφαση, όλα τα χρωμοσώματα βρίσκονται στην ισημερινή ζώνη του κυττάρου, σχηματίζοντας τη λεγόμενη «πλάκα μετάφασης». Στο στάδιο της μετάφασης, τα χρωμοσώματα είναι τα μικρότερα, αφού αυτή τη στιγμή είναι πιο έντονα σπειροειδή και συμπυκνωμένα. Αυτό το στάδιο είναι πιο κατάλληλο για την καταμέτρηση του αριθμού των χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο, τη μελέτη και περιγραφή της δομής τους, τον προσδιορισμό των μεγεθών κ.λπ. Η διάταξη των χρωμοσωμάτων μεταξύ τους είναι τυχαία. Η άτρακτος της διαίρεσης σχηματίζεται πλήρως και τα νήματα της ατράκτου συνδέονται με τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων (2n4c).

Η αναφάση είναι η επόμενη φάση της μίτωσης, όταν τα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων διαιρούνται. Οι ίνες της ατράκτου έλκουν τις αδελφές χρωματίδες, οι οποίες από αυτό το σημείο και μετά μπορούν να ονομαστούν θυγατρικά χρωμοσώματα, σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου. Αυτό εξασφαλίζει μια συνεπή και ακριβή κατανομή του χρωμοσωμικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα (2n2c). Στην τελόφαση, τα θυγατρικά χρωμοσώματα απελευθερώνονται και σταδιακά χάνουν την ορατή τους ατομικότητα. Σχηματίζεται το κέλυφος του πυρήνα, η συμμετρική διαίρεση του κυτταρικού σώματος αρχίζει με το σχηματισμό δύο ανεξάρτητων κυττάρων (2n2c), καθένα από τα οποία εισέρχεται στην περίοδο Ο, μεσοφάση. Και ο κύκλος επαναλαμβάνεται ξανά. Η βιολογική σημασία της μίτωσης είναι η εξής. 1. Γεγονότα που συμβαίνουν στη διαδικασία της μίτωσης οδηγούν στο σχηματισμό δύο γονιδίων -

Ρύζι. II.2. Σχέδιο μιτωτικής κυτταρικής διαίρεσης: α - ενδιάμεση φάση. 6c, d, e - διαφορετικά στάδια της προφάσης. f, g - προμεταφάση; h, i - μεταφάση; έως - ανάφαση; l, m ~ τελοφάση; και - σχηματισμός δύο θυγατρικών κυττάρων

δικτυακά πανομοιότυπα θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία περιέχει ακριβή αντίγραφα του γενετικού υλικού του προγονικού (μητρικού) κυττάρου.

2. Η μίτωση εξασφαλίζει την ανάπτυξη και ανάπτυξη του οργανισμού στην εμβρυϊκή και μεταεμβρυϊκή περίοδο. Το ενήλικο ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 1014 κύτταρα, τα οποία απαιτούν περίπου 47 κύκλους κυτταρικής διαίρεσης ενός μόνο ωαρίου (ζυγώτη) που γονιμοποιείται από το σπέρμα.

3. Η μίτωση είναι ένας καθολικός, εξελικτικά σταθερός μηχανισμός αναγέννησης, δηλαδή αποκατάστασης χαμένων ή λειτουργικά απαρχαιωμένων κυττάρων του σώματος.

Περισσότερα για το θέμα II.3. ΜΙΤΩΣΗ - ΔΙΙΑΡΧΗ ΣΩΜΑΤΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ:

1. 3. Η αθανασία γίνεται πραγματικότητα (1999) συνέντευξη με τον Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, ανώτερο ερευνητή της NASA, καθηγητή Alexander Bolonkin
2. ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΙΚΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ. ΠΡΟΓΕΝΝΗΤΙΚΗ ΔΙΑΓΝΩΣΗ. ΛΟΓΑΡΙΑΣΜΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΓΙΑ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΤΙΚΟΥΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΤΗΝ ΨΥΧΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΓΝΩΣΗ.

κυτταρικός κύκλος- η περίοδος ζωής ενός κυττάρου από τη στιγμή του σχηματισμού του με διαίρεση της μητέρας στη δική του διαίρεση.

Μέθοδοι σωματικής διαίρεσης κυττάρων:

1) διαίρεση στα δύο, ή δυαδική.

2) αμίτωση - άμεση διαίρεση.

3) μίτωση - έμμεση διαίρεση.

4) μείωση - διαίρεση μείωσης.

Διαίρεση στα δύο, ή δυαδικήχαρακτηριστικό των προκαρυωτικών κυττάρων (βακτήρια), τα οποία έχουν νουκλεοειδές- η γενετική συσκευή ενός βακτηριακού κυττάρου (βακτηριακό χρωμόσωμα). Είναι ένα μόριο DNA σε σχήμα δακτυλίου που δεν συνδέεται με ιστόνες. Το νουκλεοειδές βρίσκεται συνήθως στο κέντρο του κυττάρου και δεν οριοθετείται από τη μεμβράνη του από το περιεχόμενο του κυττάρου. Η διαίρεση του νουκλεοειδούς συμβαίνει μετά την ολοκλήρωση της αντιγραφής του DNA. Η απόκλιση του θυγατρικού DNA παρέχεται από την ανάπτυξη της κυτταρικής μεμβράνης. Πριν από την κυτταρική διαίρεση, το DNA διπλασιάζεται για να σχηματίσει 2 κυκλικά μόρια DNA. Στη συνέχεια, η κυτταρική μεμβράνη αναπτύσσεται στο κυτταρόπλασμα, ενσωματώνεται μεταξύ 2 μορίων DNA και διαιρεί το κύτταρο στα δύο.

Αμίτωση - άμεση διαίρεσηο μεσοφασικός πυρήνας του κυττάρου λόγω συστολής, στον οποίο δεν συμβαίνει ο σχηματισμός της ατράκτου διαίρεσης. Κατά τη διάρκεια της αμίτωσης, ο πυρήνας διαιρείται, ενώ το κυτταρόπλασμα μπορεί να παραμείνει αδιαίρετο. Σε αυτή την περίπτωση, τα χρωμοσώματα κατανέμονται άνισα. Με αμίτωση, τα κύτταρα διαιρούνται στις οποίες συμβαίνουν παθολογικές διεργασίες, για παράδειγμα, κύτταρα κακοήθων όγκων. Σε ανθρώπους και ζώα, τα κύτταρα του ήπατος, του χόνδρινου ιστού και του κερατοειδούς του ματιού διαιρούνται αμιτωτικά. Στα φυτά, τα κύτταρα του ενδοσπερμίου διαιρούνται αμιτωτικά. Σημάδια που χαρακτηρίζουν την αμίτωση:

1) η πυρηνική διαίρεση μπορεί να συμβεί χωρίς διαίρεση του κυτταροπλάσματος.

2) εμφανίζεται σε εξειδικευμένα κύτταρα (στα κύτταρα του χόνδρινου ιστού, στον κερατοειδή χιτώνα του ματιού).

3) ένα κύτταρο στο οποίο έχει συμβεί αμίτωση δεν είναι ικανό για μίτωση.

Η μίτωση είναι ο κύριος τύπος διαίρεσης ευκαρυωτικών κυττάρων.

Η μίτωση είναιέμμεση διαίρεση σωματικών κυττάρων ευκαρυωτικών οργανισμών, στην οποία οι θυγατρικοί πυρήνες φέρουν τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με το γονικό κύτταρο. Η μίτωση παρέχει αύξηση του αριθμού των κυττάρων στο σώμα, ανάπτυξη, διαδικασίες αναγέννησης Το 1874, η I.D. Ο Chistyakov περιέγραψε μερικές φάσεις μίτωσης σε σπόρια βρύου και αλογοουράς. Στη συνέχεια, ο Γερμανός βοτανολόγος E. Strasburger (1876–1879) μελέτησε λεπτομερώς τη μίτωση σε φυτικά κύτταρα και ο Γερμανός κυτταρολόγος W. Flemming (1882) σε ζωικά κύτταρα.

Μιτωτικός κύκλος- ένα σύνολο διεργασιών που συμβαίνουν στο κύτταρο κατά την προετοιμασία του για διαίρεση και κατά τη διαίρεση του.

Ο μιτωτικός κύκλος χωρίζεται σε μεσοφάση και μίτωση(Εικ. 26). Ενδιάμεση φάσηείναι το χρονικό διάστημα μεταξύ των κυτταρικών διαιρέσεων. Η ενδιάμεση φάση υποδιαιρείται σε τρεις φάσεις - G 1, S, G 2.

Στη μεταμιτωτική (προσυνθετική) περίοδο - φάση G 1το κύτταρο προετοιμάζεται για διπλασιασμό του DNA: εντατική ανάπτυξη του κυττάρου. ενεργή βιοσύνθεση RNA, πρωτεϊνών, λιπιδίων, υδατανθράκων, ATP και ενζύμων.

Στη συνθετική περίοδο - φάση S, η διάρκεια της οποίας είναι 6–8 ώρες, πραγματοποιείται η κύρια διαδικασία - αντιγραφή DNA (διπλασιασμός χρωμοσωμάτων). Μέθοδος σύνθεσης DNA - αναπαραγωγή ή αυτοδιπλασιασμόςμόρια DNA. Κατά την αντιγραφή, η μεταφορά κληρονομικών πληροφοριών από το μητρικό DNA στο θυγατρικό DNA γίνεται με την ακριβή αναπαραγωγή του. Ως αποτέλεσμα της αντιγραφής του DNA, κάθε χρωμόσωμα διπλασιάζεται και αποτελείται από δύο χρωματίδες. Οι χρωματίδες συνδέονται στην περιοχή του κεντρομερούς.

Στην προμιτωτική (μετασυνθετική) περίοδο - φάση G 2, διάρκειας από 2 έως 6 ώρες, συμβαίνει: διπλασιασμός των οργανιδίων. σύνθεση πρωτεϊνών, λιπιδίων, υδατανθράκων, σύνθεση ATP. συντίθενται οι πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για το σχηματισμό των μικροσωληνίσκων της ατράκτου.

Ρύζι. 26. Σχήμα μιτωτικού κύκλου

Ένα οργανίδιο, το κυτταρικό κέντρο (κεντρόσωμα), συμμετέχει στη διαίρεση των ζωικών κυττάρων. Είναι ένα μη μεμβρανικό οργανίδιο που βρίσκεται κοντά στον πυρήνα, στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Το κυτταρικό κέντρο εμπλέκεται στο σχηματισμό της ατράκτου διαίρεσης κατά την κυτταρική αναπαραγωγή. Τα χρωμοσώματα στη μεσοφάση διπλασιάζονται και, μπαίνοντας στη μίτωση, αποτελούνται από δύο αδελφά χρωμοσώματα. Η μίτωση (Μ) χωρίζεται σε 4 φάσεις: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση(Εικ. 27).

Πρόφαση -το στάδιο της μίτωσης, κατά το οποίο συμβαίνει η συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων, οι πυρήνες αποσυντίθενται, η άτρακτος διαίρεσης αρχίζει να σχηματίζεται . V προφάσηΚάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες που συνδέονται μεταξύ τους στο κεντρομερίδιο. Στο τέλος της προφάσης, ο πυρήνας εξαφανίζεται, τα κεντρόλια αποκλίνουν προς τους πόλους του κυττάρου. Σχηματίζεται μια μιτωτική άτρακτος που αποτελείται από μικροσωληνίσκους.

μετάφαση- στάδιο της μίτωσης, στο οποίο τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στον ισημερινό της ατράκτου, σχηματίζοντας μια πλάκα μετάφασης. Στην αρχή μετάφασηο πυρηνικός φάκελος σπάει. Κάθε χρωμόσωμα συνδέεται από την κεντρική του περιοχή (κεντρομερίδιο) σε έναν από τους μικροσωληνίσκους. Υπάρχει επίσης μια κινετοχώρη, η οποία βρίσκεται κοντά στο κεντρομέτα και ρυθμίζει τη θέση και την κατεύθυνση της κίνησης των χρωμοσωμάτων. Στη μετάφαση, τα χρωμοσώματα βρίσκονται στην ισημερινή περιοχή του κυττάρου, σχηματίζοντας μια πλάκα μετάφασης.

Οι χρωματίδες διακρίνονται σαφώς κατά τη μετάφαση της μίτωσης, όταν το χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες.

Ανάφαση -στάδιο της μίτωσης, που χαρακτηρίζεται από την απόκλιση των αδελφών χρωματιδών σε αντίθετους πόλους του κυττάρου. Αυτό είναι το συντομότερο στάδιο της μίτωσης. Μετά τη διαίρεση του κεντρομερούς, οι χρωματίδες αποκλίνουν σε θυγατρικούς πυρήνες και γίνονται ανεξάρτητα χρωμοσώματα.

Η κίνηση των χρωμοσωμάτων πραγματοποιείται λόγω της κινετοχώρης και των νημάτων της ατράκτου, τα οποία συστέλλονται και τεντώνουν τις χρωματίδες από τον ισημερινό στους πόλους του κυττάρου.

Τελόφαση- το στάδιο της μίτωσης, που χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό θυγατρικών πυρήνων. Στους πόλους των κυττάρων, τα χρωμοσώματα απελευθερώνονται και παίρνουν τη μορφή μακριών νημάτων, που είναι χαρακτηριστικό ενός μη διαιρούμενου πυρήνα. Σχηματίζονται θυγατρικοί πυρήνες και σε αυτούς - πυρήνες. Οι θυγατρικοί πυρήνες σχηματίζουν το πυρηνικό περίβλημα, το πυρηνόπλασμα. Κατά τη διάρκεια της τελοφάσης, κυτταροκίνηση- διαίρεση του κυτταροπλάσματος, ως αποτέλεσμα της οποίας δύο πανομοιότυπα θυγατρικά κύτταρα διαχωρίζονται το ένα από το άλλο. Αποτελούν γενετικό αντίγραφο του μητρικού κυττάρου και περιέχουν ένα διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων - 2nc.

Ρύζι. 27.Φάσεις μίτωσης σε ζωικό κύτταρο : Πρόφαση Α-Β. G - προμεταφάση; D - μετάφαση; Ε - ανάφαση; G - τελόφαση; Ζ- κυτταροκίνηση

Η βιολογική σημασία της μίτωσης. Η μίτωση εξασφαλίζει τη γενετική συνέχεια των γενεών των κυττάρων, τη γενετική σταθερότητα, δηλαδή τη σταθερότητα του είδους του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα.

Μιτωτικός δείκτης(m) είναι ο λόγος του αριθμού των κυττάρων που υφίστανται μίτωση στον ιστό προς τον συνολικό αριθμό κυττάρων στον ιστό ή την καλλιέργεια. Ο μιτωτικός δείκτης προσδιορίζεται από τον τύπο m = N m / N, όπου N m είναι ο αριθμός των κυττάρων που υφίστανται μίτωση στον ιστό και N είναι ο συνολικός αριθμός κυττάρων ιστού (1000 κύτταρα). Κάθε ιστός έχει τον δικό του μιτωτικό δείκτη. Οι υψηλότερες τιμές του είναι χαρακτηριστικές για τη βλαστική στιβάδα του δέρματος (0,7), τα κορυφαία και πλάγια μεριστώματα (0,7), το επιθήλιο του λεπτού εντέρου (0,78), τα ερυθρά κύτταρα του μυελού των οστών (0,74) και τις χαμηλότερες τιμές για το σκελετικός μυϊκός ιστός (0,0001) και νευρικός ιστός (0,0001).

Μείωση

Μείωση είναι η διαδικασία διαίρεσης των διπλοειδών κυττάρων των γονάδων, κατά την οποία παρατηρείται διαίρεση μείωσης, που οδηγεί σε μείωση του αριθμού των χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά κύτταρα κατά το ήμισυ και ίση διαίρεση, οδηγώντας στο σχηματισμό γαμετών. Η μείωση ανακαλύφθηκε από τον W. Flemming το 1882 σε ζώα και ο E. Strasburger το 1888 αποκάλυψε μείωση στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στα φυτά.

μεσοφάση της μείωσης.Στη μεσοφάση, ο διπλασιασμός των μορίων του DNA συμβαίνει στη συνθετική περίοδο. Αυτό διπλασιάζει τα χρωμοσώματα. Κάθε χρωμόσωμα περιέχει 2 χρωματίδες (2n2c).

1. Πρώτη διαίρεση της μείωσης

Πρόφαση 1. Τα χρωμοσώματα που διπλασιάζονται στη μεσοφάση εισέρχονται στην προφάση 1.

Επομένως, στην αρχή της προφάσης, τα χρωμοσώματα διπλασιάζονται (διπλοειδές σύνολο) και καθένα από αυτά περιέχει 2 χρωματίδες (2n2c). Στη συνέχεια πραγματοποιούνται οι διαδικασίες (Εικ. 28) σύζευξης και διασταύρωσης. Στην προφάση-1 διακρίνονται τα στάδια: λεπτοτένιο, ζυγοτένιο, παχυτένιο, διπλοτένιο, διακινησία.

Η σύζευξη χρωμοσωμάτων είναι η διαδικασία της κατά ζεύγη χρονικής σύγκλισης των ομόλογων χρωμοσωμάτων. Λεπτοτένα- το στάδιο των λεπτών νημάτων. Στο στάδια ζυγοτίνηςτα ομόλογα χρωμοσώματα ενώνονται σε ζεύγη και σχηματίζουν τετράδες - δομές τεσσάρων χρωματιδίων, ή δισθενείς.Λόγω της σύζευξης, κάθε δισθενές αποτελείται από 4 αδελφές χρωματίδες. Ο τύπος του γενετικού υλικού είναι 2n4c.

Διασταύρωση είναι η διασταύρωση ομόλογων χρωμοσωμάτων ή χρωματιδών, που συνοδεύεται από την ανταλλαγή των αντίστοιχων τμημάτων μεταξύ των χρωματίδων (η διαδικασία του ανασυνδυασμού).Στο στάδια παχυτενίουσε δισθενή, λαμβάνει χώρα διασταύρωση: αμοιβαία ανταλλαγή πανομοιότυπων τμημάτων κατά το μήκος των ομόλογων χρωμοσωμάτων, σχηματίζονται χιάσματα - σημεία διέλευσης χρωμοσωμάτων. Δεδομένου ότι κάθε χίασμα αντιστοιχεί σε ένα συμβάν διασταύρωσης που περιλαμβάνει δύο μη αδελφές χρωματίδες, η ένταση της διαδικασίας διασταύρωσης μπορεί να κριθεί από τον αριθμό των χιασμάτων. Στο σύνολο των ανθρώπινων χρωμοσωμάτων, ο αριθμός των χιασμάτων κυμαίνεται από 35 έως 66. Είναι δυνατή η ανταλλαγή τμημάτων μεταξύ μη αδελφών χρωματιδίων γειτονικών χρωμοσωμάτων - (μη αδελφική ανταλλαγή) ή μεταξύ αδελφών χρωματιδών - εντός του ίδιου χρωμοσώματος (ανταλλαγή αδελφών) .

Η γενετική συνέπεια της διασταύρωσης είναι ο ανασυνδυασμός γονιδίων, ο σχηματισμός γενετικά ετερογενούς υλικού, η εμφάνιση γενετικών διαφορών μεταξύ των χρωματίδων, γεγονός που παρέχει μια ευρεία γενετική μεταβλητότητα των γαμετών. Στο διπλοτενικά στάδιατο σύμπλεγμα της τετραδικής καταστρέφεται. Οι ομόλογοι απωθούνται μεταξύ τους. διακινησία- το στάδιο που ολοκληρώνει την πρόφαση της μείωσης-1, μεταβατικό στη μετάφαση-1. Τα δισθενή μειώνονται, ο πυρήνας καταστρέφεται και η άτρακτος σχάσης αρχίζει να σχηματίζεται.

Μεταφάση 1. Τα δισθενή, ήδη γενετικά ετερογενή, είναι διατεταγμένα σε 2 στρώματα κατά μήκος του ισημερινού του κυττάρου.

Αναφάση 1. Στην ανάφαση, τα χρωμοσώματα που αποτελούνται από 2 χρωματίδες αποκλίνουν προς τους πόλους, δηλαδή τα μισά δισθενών αποκλίνουν. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται τμήμα μείωσης, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται δύο κύτταρα, τα οποία περιέχουν ένα χρωμόσωμα, αλλά κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες. Σχηματίζεται ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Επομένως, ο τύπος του γενετικού υλικού στην αναφάση-1 έχει τη μορφή - n2c).

Τελόφαση 1. Σχηματίζονται 2 κύτταρα με ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων και διπλή ποσότητα DNA. Η άτρακτος της διαίρεσης καταστρέφεται. Εμφανίζεται ο πυρηνικός φάκελος. Στο τέλος της τελοφάσης 1, εμφανίζεται κυτταροκίνηση (διαιρώντας το κυτταρόπλασμα με τη βοήθεια συστολής), επιπλέον, σχηματίζονται δυάδες, δηλ. Κάθε κύτταρο περιέχει 2 αδελφές χρωματίδες που συνδέονται με ένα κεντρομερές.

Έτσι, ήδη μετά την πρώτη μειοτική διαίρεση, το κύτταρο περιέχει ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων και κάθε χρωμόσωμα αποτελείται από δύο χρωματίδες.

2. Η δεύτερη διαίρεση της μείωσης - διαίρεση εξισορρόπησης (mitosis of meiosis). Μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης διαίρεσης της μείωσης υπάρχει μια περίοδος - ενδοκινητικότητα. Σε αντίθεση με τη μεσόφαση, το DNA δεν αναδιπλασιάζεται στην ενδοκινητικότητα και δεν συμβαίνει διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων.

Η δεύτερη διαίρεση της μείωσης περιλαμβάνει τις ίδιες φάσεις με την πρώτη διαίρεση - πρόφαση-2, μετάφαση-2, ανάφαση-2, τελοφάση-2.

Στην προφάση-2 και στη μετάφαση-2 της μείωσης, δύο χρωματίδες διατηρούνται ακόμη σε κάθε χρωμόσωμα. Στην πρόφαση II της μείωσης, το σύνολο χρωμοσωμάτων ενός κυττάρου μπορεί να γραφεί ως ο τύπος 1 n 2 c (n είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων, c είναι ο αριθμός των χρωματιδών).

Στην ανάφαση-2, οι αδελφές χρωματίδες αποκλίνουν στους πόλους του κυττάρου και καθεμία από αυτές γίνεται ένα ανεξάρτητο χρωμόσωμα. Ως αποτέλεσμα της απόκλισης των χρωματιδών προς τους πόλους του κυττάρου, εξισωτική διαίρεση.

Στην τελόφαση -2, ο τύπος του γενετικού υλικού είναι n c.

Ρύζι. 28 . στάδια μείωσης. Συμπεριφορά χρωμοσωμάτων. Τα πατρικά χρωμοσώματα είναι μαύρα, τα μητρικά χρωμοσώματα είναι λευκά.

Έτσι, η μείωση αποτελείται από δύο διαδοχικές διαιρέσεις (αναγωγή και εξίσωση). Πριν από την πρώτη διαίρεση της μείωσης, σε ενδιάμεση φάση, συμβαίνει σύνθεση DNA, με αποτέλεσμα να υπάρχουν δύο χρωματίδες σε κάθε χρωμόσωμα (ενιαία αντιγραφή DNA - 2n2c). Η αναγωγική διαίρεση τελειώνει με το σχηματισμό δύο κυττάρων που περιέχουν ένα απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων που αποτελείται από δύο χρωματίδες (1n2c). Δεν υπάρχει μεσόφαση πριν από τη δεύτερη διαίρεση στη μείωση. Επομένως, της δεύτερης διαίρεσης δεν προηγείται η σύνθεση DNA και ο διπλασιασμός των χρωμοσωμάτων. Ως αποτέλεσμα της ίσης διαίρεσης (μίτωση της μείωσης), σχηματίζονται 4 απλοειδή γενετικά ετερογενή κύτταρα από ένα αρχικό διπλοειδές κύτταρο της γονάδας. Μετά την εξίσωση της διαίρεσης, ο τύπος του γενετικού υλικού μοιάζει με - 1n1c.

Η βιολογική σημασία της μείωσηςαποτελείται από: 1) στο σχηματισμό γενετικά διαφορετικού υλικού λόγω διασταύρωσης. 2) στην ποικιλομορφία των ειδών, καθώς η μείωση χρησιμεύει ως βάση για τη συνδυαστική μεταβλητότητα των οργανισμών. 3) στο σχηματισμό γαμετών που εμπλέκονται στη σεξουαλική αναπαραγωγή. 4) στη διατήρηση της γενετικής σταθερότητας των ειδών.