Поміркуйте

Як можна довести, що рекомбінація генетичного матеріалу відбувається під час першого поділу мейозу, а не під час другого?

Мейоз

Мейоз — це непрямий поділ клітини, у результаті якого утворюються чотири гаплоїдні дочірні клітини і відбувається рекомбінація генетичного матеріалу (мал. 83.1).

Фази мейозу I

	Відбуваються процеси, подібні профазі мітозу: хроматин конденсується, ядерна оболонка та ядерце руйнуються, у цитоплазмі формується веретено поділу. Унікальними для профази I є процеси рекомбінації генетичного матеріалу. Відбувається кон’югація гомологічних хромосом — гомологічні хромосоми попарно зближуються і з’єднуються одна з одною по довжині. Далі відбувається кросинговер — обмін ділянками між гомологічними хромосомами
	У метафазі I гомологічні хромосоми ще залишаються зчепленими одна з одною попарно. Такі пари гомологічних хромосом разом прикріплюються до ниток веретена поділу
	Гомологічні хромосоми (НЕ сестринські хроматиди, як у мітозі!) відокремлюються одна від одної і рухаються уздовж ниток веретена до протилежних полюсів клітини. Кожна хромосома, як і раніше, складається з двох хроматид. Анафаза I є ще однією стадією мейозу, на якій відбувається генетична рекомбінація — незалежне розходження гомологічних хромосом до протилежних полюсів клітини
	Хромосоми (двохроматидні) збираються на протилежних полюсах клітини. Їх число зменшено у два рази, оскільки до кожного полюса відійшла тільки одна гомологічна хромосома з пари. Таким чином відбувається редукція числа хромосом і утворення двох гаплоїдних дочірніх клітин

Процес мейозу складніший порівняно з мітозом. Він складається з двох послідовних

поділів. Еволюційно ці поділи мейозу виникли на основі мітозу, але з деякими видозмінами.

Перший поділ, або мейоз I, називається редукційним. Саме в ході мейозу I відбуваються найважливіші мейотичні події — редукція числа хромосом і рекомбінація генетичного матеріалу. У результаті мейозу I утворюються дві гаплоїдні дочірні клітини, кожна з яких генетично унікальна.

Другий поділ, або мейоз II, називається екваційним. Його процеси по суті аналогічні процесам звичайного мітозу. Кожна з двох гаплоїдних клітин, що утворилися в мітозі I, ділиться ще раз. У результаті сумарно утворюються чотири дочірні клітини. Вони гаплоїдні й несуть унікальні комбінації генетичного матеріалу.

Фази мейозу II

	Відбувається конденсація хроматину. Ядерна оболонка і ядерце руйнуються. Формується веретено поділу
	Хромосоми шикуються на екваторі клітини і прикріплюються центро-мерами до ниток веретена поділу
	Сестринські хро-матиди відокремлюються одна від одної і рухаються уздовж ниток веретена поділу до протилежних полюсів клітини
	Хромосоми збираються на протилежних полюсах клітини. Їх число гаплоїдне, вони однохроматидні. Деконденсується хроматин, формуються нові ядерні оболонки
	Після поділу цитоплазми виникають чотири дочірні гаплоїдні клітини. Кожна клітина має унікальну комбінацію генетичного матеріалу

Дізнайтеся більше

Число можливих комбінацій хромосом у гаметах унаслідок незалежного розходження хромосом в анафазі I дорівнює 2n, де n — число хромосом гаплоїдного набору. Наприклад, у людини число таких комбінацій становить 2²³ = 8 388 608. Якщо врахувати випадкову зустріч гамет під час запліднення, то число можливих комбінацій в однієї батьківської пари становить 2²³ х 2²³ = = 70 368 744 177 664 або близько 7,04 х 10¹³. Для порівняння — число зір у нашій Галактиці оцінюють величиною порядку 10¹¹—10¹².

Фази мейозу

Перед мейозом, в інтерфазі, відбувається реплікація ДНК. Отже, кожна хромосома на початку мейозу складається з двох сестринських хроматид — двох точних копій.

Кожний поділ мейозу поділяють на чотири фази — профазу, метафазу, анафазу і телофазу.

Безпосередньо за першим поділом мейозу проходить другий поділ. Між поділами немає вираженої інтерфази і не відбувається реплікація ДНК.

Ключова ідея

Мейоз включає два послідовні поділи. У результаті двох поділів утворюються чотири дочірні клітини, які є гаплоїдними й генетично унікальними. Рекомбінація генетичного матеріалу відбувається у профазі й анафазі мейозу I (кросинговер і незалежне розходження гомологічних хромосом).

Запитання та завдання

1. Які події в ході мейозу спричинюють зменшення числа хромосом удвічі? 2. Як ви вважаєте, на яких етапах мейозу можуть виникати помилки, що призводять до хромосомних мутацій? 3. У чому полягає різниця між кросинговером і транслокацією? 4. Чи можливі кон'югація і кросинговер між парою статевих хромосом X і Y? Чому?

Це матеріал з підручника Біологія і Екологія 10 клас Задорожний