Назовите фазы мейоза. Охарактеризуйте процессы, происходящие в каждой из фаз.
Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократное удвоение ДНК. Все вещества и энергия, необходимые для обоих делений, запасаются в ходе предшествующей мейозу интерфазы I. Интерфаза II практически отсутствует, и деления быстро следуют одно за другим. В каждом из делений мейоза различают те же четыре стадии, которые характерны для митоза (профазу, метафазу, анафазу и телофазу), но они отличаются рядом особенностей.
Первое мейотическое деление приводит к уменьшению вдвое числа хромосом и называется редукционным. В результате из одной диплоидной клетки (2п4с) образуются две гаплоидные (п2с) клетки.
Профаза I мейоза наиболее продолжительна. В этой фазе помимо типичных для профазы митоза процессом спирализации ДНК и образования веретена деления про исходят два очень важных в биологическом отношении процесса: конъюгация (спаривание) и кроссинговер (перекрест) гомологичных хромосом.
Конъюгация — это тесное сближение гомологичных хромосом. Спаренные хромосомы (биваленты) удерживаются друг около друга с помощью специальных белков. Каждая хромосома состоит из двух хроматид. В некоторых местах хроматиды конъюгированных хромосом перекрещиваются, рвутся и обмениваются участками. Такой процесс обмена фрагментами гомологичных хромосом называется кроссинговером. Он обеспечивает образование новых комбинаций отцовских и материнских генов. К концу профазы I хромосомы становятся хорошо различимыми, нити веретена деления от каждого полюса прикрепляются к центромере одной из хромосом бивалента. Ядерная оболочка разрушается, и биваленты направляются к плоскости экватора клетки.
В метафазе I мейоза завершается формирование веретена деления, биваленты устанавливаются в плоскости экватора клетки. Нити веретена деления с одного полюса прикрепляются к центромере каждой хромосомы.
В анафазе I мейоза под действием нитей веретена деления гомологичные хромосомы отходят друг от друга, направляясь к противоположным полюсам клетки. В результате у каждого из полюсов клетки формируется гаплоидный набор хромосом, содержащий по одной двухроматидной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом. При этом гомологичные хромосомы каждой пары расходятся в стороны случайным образом, независимо от хромосом других пар. Такое расхождение обеспечивает образование огромного разнообразия самых различных комбинаций отцовских и материнских хромосом в гаплоидном наборе будущих гамет.
В телофазе I мейоза происходит формирование клеток, ядра которых имеют гаплоидный набор хромосом и удвоенное количество ДНК, поскольку каждая хромосома состоит из двух хроматид. Формула клетки: п2с. После короткой интерфазы клетка приступает к следующему делению.
Второе мейотическое деление (мейоз II) протекает как типичный митоз, но отличается тем, что вступающие в него клетки содержат гаплоидный набор хромосом. В результате такого деления двухроматидные хромосомы (п2с), расщепляясь, образуют однохроматидные хромосомы (пс).
Таким образом, после двух последовательных мейотических делений из одной клетки с диплоидным набором хромосом (2п4с) образуется четыре клетки с гаплоидным набором однохроматидных хромосом (пс).