Мейоз. Половые клетки. Развитие половых клеток

Мейоз, его биологическое значение.

Человек как объект действия эволюционных факторов.

Эволюционные факторы воздействуют на человека. Афирканцы чёрные, а европейцы белые. Азиаты низкорослые, а северные народы – наоборот, высокие. И т. д.

Мейоз (от греч. meiosis — уменьшение) или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом — образованием специализированных половых клеток, или гамет, из недифференцированных стволовых.

С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.

В связи с тем, что в профазе первого, редукционного, этапа происходит попарное слияние (конъюгация) гомологичных хромосом, правильное протекание мейоза возможно только в диплоидных клетках или в чётных полиплоидах (тетра-, гексаплоидных и т. п. клетках). Мейоз может происходить и в нечётных полиплоидах (три-, пентаплоидных и т. п. клетках), но в них, из-за невозможности обеспечить попарное слияние хромосом в профазе I, расхождение хромосом происходит с нарушениями, которые ставят под угрозу жизнеспособность клетки или развивающегося из неё многоклеточного гаплоидного организма.

Этот же механизм лежит в основе стерильности межвидовых гибридов. Поскольку у межвидовых гибридов в ядре клеток сочетаются хромосомы родителей, относящихся к различным видам, хромосомы обычно не могут вступить в конъюгацию. Это приводит к нарушениям в расхождении хромосом при мейозе и, в конечном счете, к нежизнеспособности половых клеток, или гамет. Определенные ограничения на конъюгацию хромосом накладывают и хромосомные мутации (масштабные делеции, дупликации, инверсии или транслокации).

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.

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.

Дата добавления: 2015-04-24