Сравнителна характеристика на митозата и мейозата. Клетъчен цикъл. Интерфаза. Амитоза. Митоза и мейоза Общи характеристики на митозата и мейозата

Клетъчното делене чрез мейоза протича в два основни етапа: мейоза I и мейоза II. В края на мейотичния процес се образуват четири. Преди делящата се клетка да влезе в мейозата, тя преминава през период, наречен интерфаза.

Интерфаза

• Фаза G1:етап на развитие на клетката преди синтеза на ДНК. На този етап клетката, подготвяща се за делене, увеличава масата си.
• S-фаза:периодът, през който се синтезира ДНК. За повечето клетки тази фаза отнема кратък период от време.
• Фаза G2:периодът след синтеза на ДНК, но преди началото на профазата. Клетката продължава да синтезира допълнителни протеини и да увеличава размера си.

В последната фаза на интерфазата клетката все още има нуклеоли. заобиколен от ядрена мембрана, а клетъчните хромозоми са дублирани, но са във формата. Двете двойки, образувани от репликация на една двойка, са разположени извън ядрото. В края на интерфазата клетката навлиза в първия етап на мейозата.

Мейоза I:

Профаза I

В профаза I на мейозата настъпват следните промени:

• Хромозомите се кондензират и се прикрепят към ядрената обвивка.
• Възниква синапсис (по двойки събиране на хомоложни хромозоми) и се образува тетрада. Всяка тетрада се състои от четири хроматиди.
• Може да възникне генетична рекомбинация.
• Хромозомите се кондензират и отделят от ядрената мембрана.
• По същия начин центриолите мигрират един от друг и ядрената обвивка и нуклеолите се разрушават.
• Хромозомите започват миграция към метафазната (екваториална) плоча.

В края на профаза I клетката навлиза в метафаза I.

Метафаза I

В метафаза I на мейозата настъпват следните промени:

• Тетрадите са подредени върху метафазната плоча.
• хомоложните хромозоми са ориентирани към противоположните полюси на клетката.

В края на метафаза I клетката навлиза в анафаза I.

Анафаза I

В анафаза I на мейозата настъпват следните промени:

• Хромозомите се придвижват към противоположните краища на клетката. Подобно на митозата, кинетохорите взаимодействат с микротубулите, за да преместят хромозомите към полюсите на клетката.
• За разлика от митозата, те остават заедно, след като се преместят на противоположни полюси.

В края на анафаза I клетката навлиза в телофаза I.

Телофаза I

В телофаза I на мейозата настъпват следните промени:

• Влакната на вретеното продължават да движат хомоложните хромозоми към полюсите.
• След като движението приключи, всеки полюс на клетката има хаплоиден брой хромозоми.
• В повечето случаи цитокинезата (разделяне) настъпва едновременно с телофаза I.
• В края на телофаза I и цитокинезата се произвеждат две дъщерни клетки, всяка с половината от броя на хромозомите на оригиналната родителска клетка.
• В зависимост от типа клетка могат да се появят различни процеси в подготовката за мейоза II. Въпреки това, генетичният материал не се възпроизвежда отново.

В края на телофаза I клетката навлиза в профаза II.

Мейоза II:

Профаза II

В профаза II на мейозата настъпват следните промени:

• Ядрото и ядрата се разрушават, докато се появява вретеното на делене.
• Хромозомите вече не се репликират в тази фаза.
• Хромозомите започват да мигрират към метафазна пластина II (на екватора на клетките).

В края на профаза II клетките навлизат в метафаза II.

Метафаза II

В метафаза II на мейозата настъпват следните промени:

• Хромозомите се подреждат върху метафазна плоча II в центъра на клетките.
• Кинетохорните нишки на сестринските хроматиди се отклоняват към противоположните полюси.

В края на метафаза II клетките навлизат в анафаза II.

Анафаза II

В анафаза II на мейозата настъпват следните промени:

• Сестринските хроматиди се отделят и започват да се движат към противоположните краища (полюси) на клетката. Влакна на вретено, които не са свързани с хроматидите, удължават и удължават клетките.
• След като сдвоените сестрински хроматиди се отделят една от друга, всяка се счита за пълна хромозома, наречена хромозома.
• В подготовка за следващия етап на мейозата двата клетъчни полюса също се отдалечават един от друг по време на анафаза II. В края на анафаза II всеки полюс съдържа пълна компилация от хромозоми.

След анафаза II клетките навлизат в телофаза II.

Телофаза II

В телофаза II на мейозата настъпват следните промени:

• На противоположните полюси се образуват отделни ядра.
• Настъпва цитокинеза (разделяне на цитоплазмата и образуване на нови клетки).
• В края на мейоза II се произвеждат четири дъщерни клетки. Всяка клетка има половината от броя на хромозомите на оригиналната родителска клетка.

Резултат от мейозата

Крайният резултат от мейозата е производството на четири дъщерни клетки. Тези клетки имат наполовина по-малко хромозоми от родителските. По време на мейозата се произвеждат само полови части. Други се делят чрез митоза. Когато по време на оплождането половете се съединят, те стават . Диплоидните клетки имат пълен набор от хомоложни хромозоми.

Сравнителна характеристика на митозата и мейозата

Митоза, или непрякото делене, е най-широко разпространено в природата. Митозата е в основата на деленето на всички нерепродуктивни клетки (епителни, мускулни, нервни, костни и др.)

Мейозае разделяне в зоната на узряване на зародишните клетки, придружено от намаляване наполовина на броя на хромозомите.

Сравнение на митоза и мейоза

Въпроси за сравнение
1) Какви промени настъпват в ядрото преди да започне деленето (в интерфазата)?	Дублиране на ДНК, синтез на протеини и други органични вещества на клетката, дублиране на клетъчни органели, синтез на АТФ	Дублиране на ДНК (само преди мейоза I), протеинов синтез, синтез на АТФ. Преди второто деление интерфазата е кратка, т.к Не се случва удвояване на ДНК
2) Какви са фазите на разделяне?	Профаза, метафаза, анафаза, телофаза	Два етапа на разделяне: 1 деление профаза I, метафаза I, анафаза I, телофаза I; Раздел 2 профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II
3) Характерно ли е конюгирането на хомоложни хромозоми?	Не, не е типично	Да, спрежението е характерно
4) Какъв брой хромозоми получава всяка дъщерна клетка?	n, хаплоиден (единичен)	2n, диплоиден (двоен)
5) Къде протича този процес?	В зоната на растеж, в зоната на делене на соматичните клетки (например на върха на корена, във възлите и на върха на издънката, растеж на стъблото по дължина, в слоя камбий - растеж на корен и стебло по ширина, в краищата на тръбните кости - растеж на костите по дължина, в периоста - растеж на костите по ширина)	В зоната на зреене
6) Какво е значението за съществуването на вида?	Размножаване на едноклетъчни организми безполово (чрез делене), растеж на организми, регенерация, прехвърляне на наследствени характеристики от майчиния организъм към дъщерния организъм	Образуват се нови полови клетки, което предхожда половото размножаване; еволюционно значение, характеризиращо се с променливост главно поради конюгиране

	1 дивизия	2 дивизия
Интерфаза	Хромозомен набор 2n Има интензивен синтез на протеини, АТФ и други органични вещества Хромозомите се удвояват, всяка от които се състои от две сестрински хроматиди, държани заедно от общ центромер.	Набор от хромозоми 2n Същите процеси се наблюдават като при митозата, но по-дълго, особено по време на образуването на яйца.	Наборът от хромозоми е хаплоиден (n). Няма синтез на органични вещества.
	Краткотрайна, хромозомна спирализация, ядрената мембрана и ядрото изчезват, образува се вретено	Дълготраен. В началото на фазата протичат същите процеси като при митозата. Освен това възниква хромозомна конюгация, при която хомоложните хромозоми се събират по цялата си дължина и се усукват. В този случай може да възникне обмен на генетична информация (кръстосване на хромозоми) - кръстосване. След това хромозомите се разделят.	Къс; същите процеси като при митозата, но с n хромозоми.
Метафаза	Настъпва по-нататъшна спирализация на хромозомите, техните центромери са разположени по екватора.	Протичат процеси, подобни на тези при митозата.	Случва се същото като при митозата, но с n хромозоми.
	Центромерите, държащи сестрински хроматиди заедно, се разделят, всяка от тях се превръща в нова хромозома и се премества към противоположните полюси.	Центромерите не се делят. Една от хомоложните хромозоми, състояща се от две хроматиди, държани заедно от общ центромер, се отклонява към противоположните полюси.	Случва се същото като при митозата, но с n хромозоми.
Телофаза	Цитоплазмата се дели, образуват се две дъщерни клетки, всяка с диплоиден набор от хромозоми. Вретеното изчезва и се образуват нуклеоли.	Не трае дълго.Хомоложните хромозоми завършват в различни клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Цитоплазмата не винаги се дели.	Цитоплазмата се дели. След две мейотични деления се образуват 4 клетки с хаплоиден набор от хромозоми.

Прилики:

• Ш Те имат еднакви фази на разделяне
• Ш Преди митозата и мейозата се случва самоудвояване на хромозомите, спирализиране и удвояване на ДНК молекули

митоза мейоза клетъчно делене

Мейоза- метод за индиректно делене на първични зародишни клетки (2p2s), вв резултат на което се образуват хаплоидни клетки (lnlc), най-често полови клетки.

За разлика от митозата, мейозата се състои от две последователни клетъчни деления, всяко от които се предхожда от интерфаза (фиг. 2.53). Първото делене на мейозата (мейоза I) се нарича редукционист,тъй като в този случай броят на хромозомите се намалява наполовина, а второто делене (мейоза II) -уравнение,тъй като в неговия процес се запазва броят на хромозомите (виж таблица 2.5).

Интерфаза Iпротича като интерфаза на митозата. Мейоза Iсе разделя на четири фази: профаза I, метафаза I, анафаза I и телофаза I. B профаза IПротичат два важни процеса - конюгация и кросингоувър. Конюгация- Това е процес на сливане на хомоложни (сдвоени) хромозоми по цялата дължина. Двойките хромозоми, образувани по време на конюгацията, се запазват до края на метафаза I.

Преминаване- взаимен обмен на хомоложни области на хомоложни хромозоми (фиг. 2.54). В резултат на кръстосването хромозомите, получени от тялото от двамата родители, придобиват нови комбинации от гени, което води до появата на генетично разнообразно потомство. В края на профаза I, както в профазата на митозата, ядрото изчезва, центриолите се отклоняват към полюсите на клетката и ядрената мембрана се разпада.

INметафаза Iдвойки хромозоми се подреждат по протежение на екватора на клетката и вретеновидни микротубули са прикрепени към техните центромери.

IN анафаза IЦели хомоложни хромозоми, състоящи се от две хроматиди, се отклоняват към полюсите.

IN телофаза IЯдрените мембрани се образуват около клъстери от хромозоми в полюсите на клетката и се образуват нуклеоли.

Цитокинеза Iосигурява разделяне на цитоплазмите на дъщерните клетки.

Дъщерните клетки (1n2c), образувани в резултат на мейоза I, са генетично хетерогенни, тъй като техните хромозоми, произволно разпръснати до полюсите на клетката, съдържат различни гени.

Интерфаза IIмного кратък, тъй като в него не се случва удвояване на ДНК, тоест няма S-период.

Мейоза IIсъщо разделен на четири фази: профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. IN профаза IIпротичат същите процеси като в профаза I, с изключение на конюгацията и кросинговъра.

IN метафаза IIхромозомите са разположени по екватора на клетката.

IN анафаза IIхромозомите се разделят в центромерите и хроматидите се разтягат към полюсите.

IN телофаза IIЯдрените мембрани и нуклеолите се образуват около клъстери от дъщерни хромозоми.

След цитокинеза IIгенетична формула на четирите дъщерни клетки - 1n1c,всички те обаче имат различен набор от гени, което е резултат от кръстосването и произволната комбинация от хромозоми на майчините и бащините организми в дъщерните клетки.

По време на половото размножаване дъщерен организъм възниква в резултат на сливането на две полови клетки ( гамети) и последващо развитие от оплодена яйцеклетка - зиготи.

Репродуктивните клетки на родителите имат хаплоиден набор ( н) хромозоми, а в зигота, когато два такива набора се комбинират, броят на хромозомите става диплоиден (2 н): всяка двойка хомоложни хромозоми съдържа една бащина и една майчина хромозома.

Хаплоидните клетки се образуват от диплоидните в резултат на специално клетъчно делене - мейоза.

мейоза - вид митоза, в резултат на която от диплоидни (2р) соматични клетки същобразуват се хаплоидни гамети (1н). По време на оплождането ядрата на гаметите се сливат и диплоидният набор от хромозоми се възстановява. По този начин мейозата гарантира, че наборът от хромозоми и количеството ДНК остават постоянни за всеки вид.

Мейозата е непрекъснат процес, състоящ се от две последователни деления, наречени мейоза I и мейоза II. Във всяко разделение се разграничават профаза, метафаза, анафаза и телофаза. В резултат на мейоза I броят на хромозомите е наполовина ( редукционно деление):По време на мейоза II клетъчната хаплоидност се запазва (уравнено деление).Клетките, навлизащи в мейоза, съдържат 2n2xp генетична информация (фиг. 1).

В профазата на мейоза I настъпва постепенна спирализация на хроматина, за да се образуват хромозоми. Хомоложните хромозоми се събират, за да образуват обща структура, състояща се от две хромозоми (бивалентни) и четири хроматиди (тетради). Контактът на две хомоложни хромозоми по цялата дължина се нарича конюгация. Тогава се появяват сили на отблъскване между хомоложни хромозоми и хромозомите първо се разделят в центромерите, остават свързани в рамената и образуват пресечки (хиазми). Дивергенцията на хроматидите постепенно се увеличава и кръстът се придвижва към краищата им. По време на процеса на конюгация може да настъпи обмен на участъци между някои хроматиди на хомоложни хромозоми - кръстосване, което води до рекомбинация на генетичен материал. До края на профазата ядрената обвивка и нуклеолите се разтварят и се образува ахроматично вретено. Съдържанието на генетичен материал остава същото (2n2хр).

В метафазаПри мейоза I двувалентните хромозоми са разположени в екваториалната равнина на клетката. В този момент тяхната спирализация достига своя максимум. Съдържанието на генетичния материал не се променя (2n2xr).

В анафазаХомоложните хромозоми на мейоза I, състоящи се от две хроматиди, най-накрая се отдалечават една от друга и се отклоняват към полюсите на клетката. Следователно от всяка двойка хомоложни хромозоми само една попада в дъщерната клетка - броят на хромозомите се намалява наполовина (настъпва редукция). Съдържанието на генетичен материал става 1n2xp на всеки полюс.

В телофазаОбразуват се ядра и цитоплазмата се разделя – образуват се две дъщерни клетки. Дъщерните клетки съдържат хаплоиден набор от хромозоми, всяка хромозома съдържа две хроматиди (1n2хр).

Интеркинеза- кратък интервал между първото и второто мейотично делене. По това време репликацията на ДНК не се извършва и двете дъщерни клетки бързо навлизат в мейоза II, която протича като митоза.

Ориз. 1. Диаграма на мейозата (показана е една двойка хомоложни хромозоми). Мейоза I: 1, 2, 3. 4. 5 - профаза; 6 - метафаза; 7 - анафаза; 8 - телофаза; 9 - интеркинеза. Мейоза II; 10 - метафаза; II - анафаза; 12 - дъщерни клетки.

В профазаПри мейоза II протичат същите процеси, както при профазата на митозата. В метафазата хромозомите са разположени в екваториалната равнина. Няма промени в съдържанието на генетичен материал (1n2хр). В анафазата на мейоза II, хроматидите на всяка хромозома се преместват към противоположните полюси на клетката и съдържанието на генетичен материал на всеки полюс става lnlxp. В телофазата се образуват 4 хаплоидни клетки (lnlxp).

Така в резултат на мейозата от една диплоидна майчина клетка се образуват 4 клетки с хаплоиден набор от хромозоми. В допълнение, в профаза на мейоза I се получава рекомбинация на генетичен материал (кросингоувър), а в анафаза I и II хромозомите и хроматидите произволно се преместват към единия или другия полюс. Тези процеси са причина за комбинативната изменчивост.

Биологично значение на мейозата:

1) е основният етап на гаметогенезата;

2) осигурява предаването на генетична информация от организъм на организъм по време на половото размножаване;

3) дъщерните клетки не са генетично идентични на майката и помежду си.

Също така, биологичното значение на мейозата се крие във факта, че е необходимо намаляване на броя на хромозомите по време на образуването на зародишни клетки, тъй като по време на оплождането ядрата на гаметите се сливат. Ако това намаление не се случи, тогава в зиготата (и следователно във всички клетки на дъщерния организъм) ще има два пъти повече хромозоми. Това обаче противоречи на правилото за постоянен брой хромозоми. Благодарение на мейозата половите клетки са хаплоидни и при оплождане диплоидният набор от хромозоми се възстановява в зиготата (фиг. 2 и 3).

Ориз. 2. Схема на гаметогенезата: ? - сперматогенеза; ? - овогенеза

Ориз. 3.Диаграма, илюстрираща механизма на поддържане на диплоидния набор от хромозоми по време на сексуално размножаване

В многостранната наука биология има много интересни и в същото време леко объркващи теми и една от тях без съмнение са методите на клетъчно делене: митоза и мейоза. На пръв поглед има прилики между митозата и мейозата - клетъчното делене се случва и при двете, но в същото време има значителни разлики между тях. Но първо, нека да разгледаме какво е митоза, какво е мейоза и какво е тяхното биологично значение.

Какво е митоза

В биологията митозата обикновено се нарича най-често срещаният метод за разделяне на всички соматични клетки (телесни клетки) на всяко живо същество. При него от изходната клетка-майка се образуват две дъщерни клетки, които са абсолютно еднакви по свойства, както помежду си, така и с клетката-майка. Митозата е най-често срещаната в природата, тъй като тя е в основата на деленето на всички нерепродуктивни клетки (нервни, костни, мускулни и др.).

Фази на митоза

Клетъчното делене чрез митоза се състои от четири фази:

• интерфазата е периодът на живот на клетката между две митози; по това време се случват редица важни процеси, които предхождат клетъчното делене: синтезират се протеини и ATP молекули, всяка от които се удвоява, образувайки две сестрински хромозоми, които се държат заедно от една центромера . Всъщност интерфазата може да се нарече подготвителен етап за митозата, във времето тя е десетки пъти по-дълга от самата митоза.
• профаза - в нея се получава удебеляване на хромозомите, състоящи се от две сестрински хроматиди, които се държат заедно от центромера. В края на тази фаза нуклеолите и ядрото изчезват, хромозомите се разпръскват из клетката.
• метафаза - по време на този процес настъпва по-нататъшна спирализация на хромозомите, които по това време са много удобни за наблюдение.
• анафаза - в тази фаза центромерите се делят, сестринските хроматиди се отделят един от друг и се придвижват към противоположните краища на клетката.
• телофазата е последната фаза на митозата, по време на която се извършва деленето. Хромозомите се развиват и отново образуват нуклеоли и ядрени мембрани. И така една клетка се превръща в две.

Същността на митозата в картината.

Какво е мейоза

Какво ще кажете за мейозата? И какви са разликите между митоза и мейоза? И така, мейозата обикновено се нарича вид делене на репродуктивни клетки, което води до образуването на най-много четири от една клетка. Но новообразуваните клетки имат само половината хаплоиден набор от хромозоми. Какво означава това? И фактът, че според някои биолози мейозата не е дори, строго погледнато, възпроизвеждане на клетки, тъй като това е начин за образуване на хаплоидни клетки, тоест спори (при растенията) и гамети (при животните). Самите гамети едва след оплождане, което в нашия случай ще бъде полово размножаване, ще послужат за образуване на нов организъм.

Същността на мейозата е на снимката.

Фази на мейозата

И, разбира се, фазите на мейозата се различават от тези на митозата. Профазата в мейозата е многократно по-дълга, тъй като в нея се случва конюгация - свързване на хомоложни хромозоми и обмен на генетична информация. По време на анафазата центромерите не се делят. Интерфазата е много кратка и през нея не се синтезира ДНК. Клетките, образувани в резултат на две мейотични деления, съдържат един набор от хромозоми. И само със сливането на две клетки: майчина и бащина, диплоидността се възстановява. Също така, наред с други неща, мейозата протича на два етапа, известни като мейоза I и мейоза II.

Отново можете да видите визуално сравнение на митоза и мейоза и техните фази на снимката.

Биологично значение на митозата и мейозата

Сега нека се опитаме да обясним възможно най-просто не само каква е разликата между митозата и мейозата, но и какво е тяхното биологично значение. Чрез митоза се възпроизвеждат всички неполови клетки на тялото, а мейозата е само начин за образуване на полови клетки, но само в животинските организми; в растенията, благодарение на мейотичното делене, спорите се размножават и след това от тези спори, чрез митоза, образуват се растителни полови клетки – гамети.