Мейоз — це особливий поділ клітини, після якого хромосом стає вдвічі менше. Ви зустрічаєте його в усіх темах про статеве розмноження. Без нього діти не були б схожими на батьків і водночас не були б іншими.
Що таке мейоз та які його ключові функції
Слово «мейоз» походить від грецького meios — зменшення. Це редукційний поділ. Він іде у два кроки поспіль — мейоз I та мейоз II.
Старт дає одна материнська клітина з подвійним набором хромосом, це позначають як 2n. У типовому випадку внаслідок двох послідовних поділів утворюються чотири гаплоїдні клітини з набором n:
- підтримання сталості набору хромосом виду при статевому розмноженні;
- утворення гаплоїдних статевих клітин у тварин і гаплоїдних спор у рослин та грибів;
- створення комбінативної мінливості через кросинговер у профазі I;
- формування нових комбінацій генів через незалежне розходження хромосом в анафазі I.
Перший поділ називають редукційним, бо саме він зменшує число хромосом. Другий схожий на звичайний поділ. Він розділяє хроматиди. У школі відповідь приймають за цим ланцюжком: два поділи — чотири клітини з набором n.
Чому мейоз необхідний для статевого розмноження
Якби під час статевого розмноження не відбувалося зменшення числа наборів хромосом, їхня кількість могла б подвоюватися під час кожного запліднення. Мейоз запобігає такому подвоєнню: він утворює гаплоїдні клітини, а під час запліднення два гаплоїдні набори об'єднуються й відновлюють диплоїдний набір зиготи
Мейоз забезпечує зменшення числа наборів хромосом перед заплідненням. Каріотип — це сталий для виду набір хромосом. Покоління змінюються, а число хромосом лишається тим самим.
Як мейоз забезпечує генетичну різноманітність організмів
Завдяки мейозу діти схожі на маму й тата. Копіями вони не бувають ніколи. Кожен організм отримує свою суміш генів.
Перший механізм вмикається у профазі I. Гомологічні хромосоми — це пара схожих хромосом, одна від мами, одна від тата — зближуються. Це зближення називають кон’югацією. Потім вони обмінюються шматочками. Обмін має назву кросинговер. Алелі тасуються. Хромосома вже не чисто мамина чи татова.
Другий механізм працює в анафазі I. Другий механізм пов’язаний із метафазою I та анафазою I. Пари гомологічних хромосом незалежно орієнтуються на екваторі клітини, а потім гомологічні хромосоми розходяться до протилежних полюсів. Унаслідок цього утворюються різні комбінації материнських і батьківських хромосом. Розходяться випадково. До кожної нової клітини потрапляє своя суміш маминих і татових хромосом. Варіантів — тисячі.
Різноманіття — це запас для природного добору. Середовище змінюється. Хтось із таким набором генів виживе краще.
Порівняння біологічного значення мітозу та мейозу
На контрольній ці два слова стоять поруч. Легко переплутати. Дивіться на результат: що утворилось і для чого.
| Критерій порівняння | Мітоз | Мейоз |
|---|---|---|
| Біологічне призначення | нестатеве розмноження, ріст, регенерація тканин, відновлення соматичних клітин | статеве розмноження, утворення гамет або спор, забезпечення генетичної мінливості |
| Кількість поділів | 1 поділ | 2 послідовні поділи (мейоз I та мейоз II) |
| Кількість утворених клітин | 2 дочірні клітини | 4 дочірні клітини |
| Хромосомний набір дочірніх клітин | такий самий, як у материнської клітини | гаплоїдний (n), редукований удвічі |
| Кросинговер і мінливість | кросинговер відсутній, дочірні клітини зазвичай генетично ідентичні материнській клітині | кросинговер відбувається у профазі I, створюється комбінативна мінливість |
Перед мітозом і мейозом відбувається інтерфаза, під час S-фази якої подвоюється ДНК. Мітоз має один поділ, а мейоз — два послідовні поділи. Перед мейозом II ДНК повторно не подвоюється. Фази поділів мають подібні назви, але в мейозі I гомологічні хромосоми розходяться до полюсів, а в мейозі II розділяються сестринські хроматиди.
Головні тези про значення мейозу для ЗНО та НМТ
Для тесту вистачить трьох пунктів. Їх питають найчастіше.
- Редукція каріотипу: з 1 диплоїдної клітини (2n) утворюються 4 гаплоїдні клітини (n), що зберігає сталий набір хромосом при заплідненні
- Джерело комбінативної мінливості: кросинговер у профазі I та незалежне розходження хромосом в анафазі I дають унікальні комбінації генів
- Спеціалізація результатів: у тварин утворюються гамети — сперматозоїди та яйцеклітини, у рослин і грибів — гаплоїдні спори
Запам’ятайте пару «профаза I — кросинговер, анафаза I — розходження». Так ви закриєте половину питань теми. Якщо в умові звучать слова «гамета», «n», «кросинговер» — це маркери мейозу.