Половое размножение — мейоз

Митоз — процесс размножения соматических клеток. Мейоз, представленный на рис. 2.10 и 2.11, — процесс образования половых клеток, или гамет. Половые клетки содержат только одну хромосому из каждой пары и предназначены для слияния с половой клеткой другого родителя, чем обеспечивается генетическая уникальность образующегося потомства. Клетки, которые содержат только одну хромосому из каждой пары, принято называть гаплоидными, то есть содержащими одинарный набор хромосом, тогда как соматические клетки диплоидны, то есть содержат двойной набор хромосом. Яйцеклетки представляют собой половые клетки, образующиеся у представителей женского иола, а сперматозоиды являются половыми клетками у представителей мужского пола. Образование половых клеток на первый взгляд объяснить вроде бы легко: просто только одна из хромосом из каждой пары попадает во вновь образующуюся клетку.

Мейоз I

Рис. 2.10. Мейоз I

Мейоз II

Рис. 2.11. Мейоз II

В действительности мейоз состоит из двух последовательных делений, результатом чего является уменьшение числа хромосом вдвое. При мейозе образуются четыре гаплоидные клетки. Почему это дает какие-то преимущества? Почему клетка не может просто поделиться без удвоения генетического материала?

Ответ на эти вопросы заключается в том, что при половом размножении именно такой процесс обеспечивает возможность рекомбинации генов, в результате чего поддерживается генетическое разнообразие. По большому счету, генетическое разнообразие определяется тем, что наши хромосомы образуют пары, причем по одной от каждого родителя. Представим себе теоретически, что ваш геном, например, включает ген, ответственный за образование фермента, разрушающего определенный токсин, который образуется в клетке в качестве побочного продукта метаболизма. Вам следует иметь две копии этого гена. Если одна из этих копий повреждена, другая возьмет на себя функцию поврежденного гена, и система будет работать нормально. В процессе мейоза происходит обмен гомологичными участками хромосом (кроссинговер), в результате чего дополнительно создается генетическое разнообразие в популяции. Увеличение генетического разнообразия делает популяцию более приспособленной к изменению условий окружающей среды но сравнению с популяцией, в которой генетическое разнообразие выражено в меньшей степени.

В каждом мейотическом делении различают те же стадии, что и в митозе: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Однако эти стадии, особенно профаза первого мейотического деления, отличаются от стадий митоза. В профазе первого мейотического деления происходит объединение (конъюгация) хромосом одной пары с образованием структур, получивших название тетрад, или бивалентов. Образование бивалентов создает условия для обмена идентичными участками между гомологичными хромосомами, результатом чего является рекомбинация генов (кроссинговер). Надо вспомнить, что одна из гомологичных хромосом досталась организму от одного родителя, а другая — от другого. В процессе митоза в экваториальной плоскости клетки выстраиваются 46 хромосом, состоящих из двух сестринских хроматид, а в процессе первого мейотического деления в центре клетки выстраивается 23 бивалента, каждый из которых состоит из двух соединенных друг с другом гомологичных хромосом, в свою очередь состоящих из двух хроматид. В анафазе первого деления мейоза гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки. В отличие от митоза расходятся не хроматиды, а гомологичные хромосомы. Далее следует телофаза, завершающаяся цитокинезом. Второе деление мейоза не отличается от митоза.

Ясно, что вероятность кроссинговера между генами, расположенными далеко друг от друга в одной хромосоме, выше по сравнению с генами, находящимися близко друг к другу. Когда мы будем обсуждать результаты исследований по определению местоположения конкретных генов в хромосоме, вы узнаете, что единственным путем определения, насколько далеко гены расположены друг от друга, является вычисление процента кроссинговера между ними. В результате обмена гомологичными участками хромосом четыре гаплоидные клетки, образующиеся в процессе мейоза из единственной клетки-предшественницы, оказываются непохожими на нее, в чем и проявляется генетическое разнообразие! Вы можете наблюдать, насколько полезно для потомков, оказывающихся во враждебном для них мире, быть немного непохожими на своих родителей. Возможно, именно эти различия дают то небольшое преимущество, которое обеспечивает выживание но крайней мере части из нас.

Тюнинг ленд крузер 200 что включает в себя тюнинг land cruiser 200 tuning-jeep.ru.

Оставить комментарий

Ваш комментарий