Kādu hromosomu komplektu saņem meitas šūnas? §23

MEIOZE Organismu vairošanās un individuālās attīstības pamats ir šūnu dalīšanās process. Īpašu šūnu dalīšanās veidu, kas izraisa dzimumšūnu veidošanos, sauc par mejozi. Mejozes pazīmes Atšķirībā no mitozes, kurā saglabājas meitas šūnu saņemto hromosomu skaits, meiozes laikā meitas šūnās hromosomu skaits samazinās uz pusi. Sākotnējā šūnā ir diploīds hromosomu komplekts, kas pēc tam dubultojas. Bet, ja mitozes laikā hromatīdi katrā hromosomā vienkārši atdalās, tad meiozes laikā hromosoma (sastāv no diviem hromatīdiem) savās daļās tiek cieši savīta ar citu homologu hromosomu (arī sastāv no diviem hromatīdiem), un notiek krustošanās. Tad atšķiras jaunas hromosomas ar jauktiem “mātes” un “tēva” gēniem un veidojas šūnas ar diploīdu hromosomu komplektu, taču šo hromosomu sastāvs jau atšķiras no sākotnējā, tajās ir notikusi rekombinācija. Pirmā mejozes dalīšanās Fāzes Procesi I profāze Homologu hromosomu konjugācija (viena no tām ir mātes, otra ir tēva) Dalīšanās vārpstas veidošanās. Homoloģisko hromosomu izvietojums gar ekvatoru Metafāze I Anafāze I Hromosomu pāru atdalīšana (sastāv no divām hromatīdām) un to pārvietošanās uz poliem. I telofāze Meitas šūnu veidošanās. Otrais meiozes dalījums Fāzes II fāzes procesi Meitšūnas, kas rodas I telofāzē, tiek pakļautas II metafāzes mitotiskajai dalīšanai. Centromēri dalās, abu anafāzes II Telofāzes II meitas šūnu hromosomu hromatīdi novirzās uz to poliem. Četru haploīdu kodolu vai šūnu veidošanās. Otrais mejozes dalījums notiek bez DNS sintēzes, tāpēc šīs dalīšanās laikā DNS daudzums samazinās uz pusi. No sākotnējām šūnām ar diploīdu hromosomu komplektu rodas gametas ar haploīdu komplektu. Mejozes rezultātā viena diploīda šūna rada četras haploīdas šūnas. Mejozes process sastāv no divām secīgām šūnu dalīšanās – mejozes I (pirmā dalīšanās) mejozes II (otrā dalīšanās). DNS un hromosomu dublēšanās notiek tikai pirms mejozes I. Pirmās mejozes dalīšanās, ko sauc par reducēšanu, rezultātā veidojas šūnas, kuru hromosomu skaits ir samazināts uz pusi. Otrais mejozes dalījums beidzas ar dzimumšūnu veidošanos Gametoģenēze ir vīriešu vai sieviešu dzimumšūnu (dzimuma šūnu) veidošanās process. Īss gametoģenēzes posmu pārskats Gametoģenēzi iedala spermatoģenēzē (vīriešu spermas veidošanās process) un ooģenēzē (olšūnu veidošanās procesā). Runājot par to, kas notiek ar DNS, šie procesi ir praktiski vienādi: viena sākotnējā diploīda šūna rada četras haploīdas šūnas. Tomēr attiecībā uz to, kas notiek ar citoplazmu, šie procesi ir radikāli atšķirīgi. Meiozes bioloģiskā nozīme 1. Katrai sugai tiek nodrošināts pilnīgs diploīds hromosomu komplekts un nemainīgs DNS daudzums. 2. Rodas liels skaits kvalitatīvi dažādu dzimumšūnu, kas veicina iedzimtu mainību. 3. Meiozes procesa traucējumi izraisa nopietnus organisma attīstības traucējumus vai tā nāvi.

Un vēl 63 faili.
Rādīt visus saistītos failus

Mejoze
Dzīvnieku, augu un sēņu seksuālā pavairošana ir saistīta ar specializētu dzimumšūnu veidošanos.
Mejoze- īpašs šūnu dalīšanās veids, kura rezultātā veidojas dzimumšūnas.
Atšķirībā no mitozes
, kurā tiek saglabāts meitas šūnu saņemto hromosomu skaits, meiozes laikā hromosomu skaits meitas šūnās tiek samazināts uz pusi.
Mejozes process sastāv no divām secīgām šūnu dalīšanās – mejoze I(pirmā divīzija) un mejoze II(otrā divīzija).
Divkāršošana
DNS
un hromosomas rodas tikai pirms mejoze I.
Pirmās mejozes dalīšanas rezultātā, ko sauc redukcionists, šūnas veidojas ar uz pusi samazinātu hromosomu skaitu. Otrais mejozes dalījums beidzas ar dzimumšūnu veidošanos. Tādējādi visas ķermeņa somatiskās šūnas satur dubultā,
diploīds (2n), hromosomu kopums, kur katrai hromosomai ir sapārota, homologa hromosoma. Nobriedušām dzimumšūnām ir tikai vientuļš, haploīds (n), hromosomu kopums un attiecīgi puse DNS daudzuma.
Meiozes fāzes
Laikā profāze I Meiozes dubultās hromosomas ir skaidri redzamas gaismas mikroskopā. Katra hromosoma sastāv no diviem hromatīdiem, kurus savieno viens centromērs. Spiralizācijas procesā dubultās hromosomas tiek saīsinātas. Homologās hromosomas ir cieši saistītas viena ar otru gareniski (no hromatīda uz hromatīdu) vai, kā saka, konjugētas. Šajā gadījumā hromatīdi bieži krustojas vai savijas viens ap otru. Tad homologās dubultās hromosomas sāk attālināties viena no otras. Vietās, kur hromatīdi krustojas, notiek šķērsvirziena lūzumi un to sekciju apmaiņa. Šo fenomenu sauc hromosomu šķērsošana. Tajā pašā laikā, tāpat kā mitozē, sadalās kodola membrāna, izzūd kodols un veidojas vārpstas pavedieni. Atšķirība starp mejozes I fāzi un mitozes profāzi ir homologu hromosomu konjugācija un savstarpēja sekciju apmaiņa hromosomu šķērsošanas procesa laikā.
Raksturīga zīme I metafāze- pa pāriem izvietoto homologo hromosomu šūnas izvietojums ekvatoriālajā plaknē. Tam seko anafāze I, kura laikā veselas homologās hromosomas, kas katra sastāv no divām hromatīdām, pārvietojas uz šūnas pretējiem poliem. Šajā mejozes stadijā ir ļoti svarīgi uzsvērt vienu hromosomu diverģences iezīmi: katra pāra homologās hromosomas atšķiras nejauši neatkarīgi no citu pāru hromosomām. Katrā polā ir uz pusi mazāk hromosomu, nekā bija šūnā dalīšanās sākumā. Tad nāk I telofāze, kuras laikā veidojas divas šūnas ar hromosomu skaitu, kas samazināts uz pusi.
Starpfāze ir īsa, jo nenotiek DNS sintēze. Tam seko otrais meiotiskais dalījums ( mejoze II). Tas atšķiras no mitozes tikai ar to, ka tajā ir hromosomu skaits metafāze
II puse no hromosomu skaita tajā pašā organismā mitozes metafāzē. Tā kā katra hromosoma sastāv no diviem hromatīdiem, II metafāzē hromosomu centromēri sadalās, un hromatīdi novirzās uz poliem, kas kļūst par meitas hromosomām. Tikai tagad sākas īstā starpfāze. No katras sākotnējās šūnas rodas četras šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu.
Gametu daudzveidība
Apsveriet tādas šūnas mejozi, kurai ir trīs hromosomu pāri ( 2n = 6). Šajā gadījumā pēc diviem meiotiskiem dalījumiem veidojas četras šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu ( n=3).
Tā kā katra pāra hromosomas izkliedējas meitas šūnās neatkarīgi no citu pāru hromosomām, ir vienlīdz iespējama astoņu veidu gametu veidošanās ar dažādām hromosomu kombinācijām, kas atrodas sākotnējā mātes šūnā.

Vēl lielāku gametu daudzveidību nodrošina homologu hromosomu konjugācija un krustošanās meiotiskajā profāzē, kurai ir ļoti liela kopējā vērtība. bioloģiskā nozīme.
Mejozes bioloģiskā nozīme
Ja mejozes procesā hromosomu skaits nesamazinātos, tad katrā nākamajā paaudzē, saplūstot olšūnas un spermas kodoliem, hromosomu skaits pieaugtu bezgalīgi. Pateicoties mejozei, nobriedušās dzimumšūnas saņem haploīdu (n) hromosomu skaitu, un apaugļošanas laikā šī suga diploīds (2n) skaitlis.
Mejozes laikā homologās hromosomas nonāk dažādās dzimumšūnās, un apaugļošanas laikā tiek atjaunota homologo hromosomu savienošanās. Līdz ar to katrai sugai tiek nodrošināts pilnīgs diploīds hromosomu komplekts un nemainīgs DNS daudzums.
Hromosomu krustojums, kas notiek meiozē, sekciju apmaiņa, kā arī katra homologo hromosomu pāra neatkarīgā atšķirība nosaka pazīmes iedzimtas pārnešanas modeļus no vecākiem uz pēcnācējiem. No katra divu homologu hromosomu pāra
(mātes un tēva), kas bija daļa no diploīdu organismu hromosomu komplekta, olšūnas vai spermas haploīdajā komplektā ir tikai viena hromosoma. Tas varētu būt:
o tēva hromosoma;
o mātes hromosoma;
o tēva ar mātes zonu;
o mātes ar tēva sižetu.
Šie izcelsmes procesi liels daudzums kvalitatīvi atšķirīgas dzimumšūnas veicina iedzimtu mainīgumu
Dažos gadījumos mejozes procesa traucējumu dēļ, ja homologās hromosomas netiek atdalītas, dzimumšūnām var nebūt homologas hromosomas vai, gluži pretēji, abas homologās hromosomas. Tas izraisa nopietnus organisma attīstības traucējumus vai tā nāvi.

Dzīvnieku, augu un sēņu seksuālā pavairošana ir saistīta ar specializētu dzimumšūnu veidošanos.
Mejoze- īpašs šūnu dalīšanās veids, kura rezultātā veidojas dzimumšūnas.
Atšķirībā no mitozes, kurā tiek saglabāts meitas šūnu saņemto hromosomu skaits, mejozes laikā meitas šūnu hromosomu skaits tiek samazināts uz pusi.
Mejozes process sastāv no divām secīgām šūnu dalīšanās – mejoze I(pirmā divīzija) un mejoze II(otrā divīzija).
DNS un hromosomu dublēšanās notiek tikai iepriekš mejoze I.
Pirmās mejozes dalīšanas rezultātā, ko sauc redukcionists, šūnas veidojas ar uz pusi samazinātu hromosomu skaitu. Otrais mejozes dalījums beidzas ar dzimumšūnu veidošanos. Tādējādi visas ķermeņa somatiskās šūnas satur dubultā, diploīds (2n), hromosomu kopums, kur katrai hromosomai ir pārī savienota, homologa hromosoma. Nobriedušām dzimumšūnām ir tikai vientuļš, haploīds (n), hromosomu kopums un attiecīgi puse DNS daudzuma.

Meiozes fāzes

Laikā profāze I Meiozes dubultās hromosomas ir skaidri redzamas gaismas mikroskopā. Katra hromosoma sastāv no diviem hromotīdiem, kurus savieno viens centromērs. Spiralizācijas procesā dubultās hromosomas tiek saīsinātas. Homologās hromosomas ir cieši saistītas viena ar otru gareniski (no hromatīda līdz hromatīdam), vai, kā saka, konjugāts. Šajā gadījumā hromatīdi bieži krustojas vai savijas viens ap otru. Tad homologās dubultās hromosomas sāk attālināties viena no otras. Vietās, kur hromatīdi krustojas, notiek šķērsvirziena lūzumi un to sekciju apmaiņa. Šo fenomenu sauc hromosomu šķērsošana. Tajā pašā laikā, tāpat kā mitozē, sadalās kodola membrāna, izzūd kodols un veidojas vārpstas pavedieni. Atšķirība starp mejozes I fāzi un mitozes profāzi ir homologu hromosomu konjugācija un savstarpēja sekciju apmaiņa hromosomu šķērsošanas procesa laikā.
Raksturīga zīme I metafāze- pa pāriem izvietoto homologo hromosomu šūnas izvietojums ekvatoriālajā plaknē. Tam seko anafāze I, kuras laikā veselas homologās hromosomas, kas katra sastāv no divām hromatīdām, pārvietojas uz šūnas pretējiem poliem. Šajā mejozes stadijā ir ļoti svarīgi uzsvērt vienu hromosomu diverģences iezīmi: katra pāra homologās hromosomas atšķiras nejauši neatkarīgi no citu pāru hromosomām. Katrā polā ir uz pusi mazāk hromosomu, nekā bija šūnā dalīšanās sākumā. Tad nāk I telofāze, kuras laikā veidojas divas šūnas ar hromosomu skaitu, kas samazināts uz pusi.
Starpfāze ir īsa, jo nenotiek DNS sintēze. Tam seko otrais meiotiskais dalījums ( mejoze II). Tas atšķiras no mitozes tikai ar to, ka tajā ir hromosomu skaits II metafāze puse no hromosomu skaita tajā pašā organismā mitozes metafāzē. Tā kā katra hromosoma sastāv no diviem hromatīdiem, II metafāzē hromosomu centromēri sadalās, un hromatīdi novirzās uz poliem, kas kļūst par meitas hromosomām. Tikai tagad sākas īstā starpfāze. No katras sākotnējās šūnas rodas četras šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu.

Gametu daudzveidība

Apsveriet tādas šūnas mejozi, kurai ir trīs hromosomu pāri ( 2n = 6). Šajā gadījumā pēc diviem meiotiskiem dalījumiem veidojas četras šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu ( n=3). Tā kā katra pāra hromosomas izkliedējas meitas šūnās neatkarīgi no citu pāru hromosomām, ir vienlīdz iespējama astoņu veidu gametu veidošanās ar dažādām hromosomu kombinācijām, kas atrodas sākotnējā mātes šūnā.
Vēl lielāku gametu daudzveidību nodrošina homologu hromosomu konjugācija un krustošanās mejozes profāzē, kam ir ļoti liela vispārējā bioloģiskā nozīme.

Mejozes bioloģiskā nozīme

Ja meiozes procesā hromosomu skaits nesamazinās, tad katrā nākamajā paaudzē, saplūstot olšūnas un spermas kodoliem, hromosomu skaits pieaugtu bezgalīgi. Pateicoties mejozei, nobriedušās dzimumšūnas saņem haploīdu (n) hromosomu skaitu, bet apaugļojoties tiek atjaunots šai sugai raksturīgais diploīds (2n). Mejozes laikā homologās hromosomas nonāk dažādās dzimumšūnās, un apaugļošanas laikā tiek atjaunota homologo hromosomu savienošanās. Līdz ar to katrai sugai tiek nodrošināts pilnīgs diploīds hromosomu komplekts un nemainīgs DNS daudzums.
Hromosomu krustojums, kas notiek meiozē, sekciju apmaiņa, kā arī katra homologo hromosomu pāra neatkarīgā atšķirība nosaka pazīmes iedzimtas pārnešanas modeļus no vecākiem uz pēcnācējiem. No katra divu homologu hromosomu pāra (mātes un tēva), kas bija daļa no diploīdu organismu hromosomu kopas, olšūnas vai spermas haploīdajā komplektā ir tikai viena hromosoma. Tas varētu būt:

• tēva hromosoma;
• mātes hromosoma;
• tēva ar mātes zonu;
• mātes ar tēva sižetu.

Šie procesi, kad rodas liels skaits kvalitatīvi atšķirīgu dzimumšūnu, veicina iedzimtu mainīgumu.
Dažos gadījumos mejozes procesa traucējumu dēļ, ja homologās hromosomas netiek atdalītas, dzimumšūnām var nebūt homologas hromosomas vai, gluži pretēji, abas homologās hromosomas. Tas izraisa nopietnus organisma attīstības traucējumus vai tā nāvi.

Dzīvnieku, augu un sēņu seksuālā pavairošana ir saistīta ar specializētu dzimumšūnu - gametu veidošanos, kuras apaugļošanas laikā saplūst, apvienojot to kodolus. Protams, šajā gadījumā zigotā ir divreiz vairāk hromosomu nekā katrā no gametām. Visa organisma šūnām, kas aug no zigotas, būs tāds pats dubultais hromosomu komplekts. Patiešām, neseksuālām, somatiskām (no grieķu “soma” — ķermenis) vairuma daudzšūnu organismu šūnām ir dubultā, diploīdā (2n) hromosomu kopa, kur katrai hromosomai ir sapārota, homologa hromosoma. Gametām ir viena haploīda (n) hromosomu kopa, kurā visas hromosomas ir unikālas un tām nav homologu pāru. Īpašu šūnu dalīšanās veidu, kura rezultātā veidojas dzimumšūnas, sauc par mejozi (30. att.). Atšķirībā no mitozes, kurā tiek saglabāts meitas šūnu saņemto hromosomu skaits, mejozes laikā meitas šūnu hromosomu skaits tiek samazināts uz pusi.

Rīsi. 30.Meiozes shēma

Mejozes process sastāv no divām secīgām šūnu dalīšanās – mejozes I (pirmā dalīšanās) un mejozes II (otrā dalīšanās). DNS un hromosomu dublēšanās notiek tikai pirms mejozes I.

Pirmās mejozes dalīšanās, ko sauc par reducēšanu, rezultātā veidojas šūnas, kuru hromosomu skaits ir samazināts uz pusi. Pēc otrās dalīšanas seko nobriedušu dzimumšūnu veidošanās.

Mejozes fāzes. Mejozes I fāzes laikā gaismas mikroskopā ir skaidri redzamas dubultās hromosomas. Katra hromosoma sastāv no diviem hromatīdiem, kurus savieno viens centromērs. Spiralizācijas procesā dubultās hromosomas tiek saīsinātas. Homologās hromosomas ir cieši saistītas viena ar otru gareniski (no hromatīda uz hromatīdu) vai, kā saka, konjugētas. Šajā gadījumā hromatīdi bieži krustojas vai savijas viens ap otru. Tad homologās hromosomas sāk attālināties viena no otras. Vietās, kur hromatīdi krustojas, rodas šķērseniski pārrāvumi un hromatīdi apmainās ar sekcijām. Šo parādību sauc par hromosomu šķērsošanu (31. att.). Tajā pašā laikā, tāpat kā mitozē, sadalās kodola membrāna, izzūd kodols un veidojas vārpstas pavedieni. Atšķirība starp mejozes I fāzi un mitozes profāzi ir homologu hromosomu konjugācija un savstarpēja sekciju apmaiņa hromosomu šķērsošanas procesa laikā.

Rīsi. 31.Hromosomu krustošanās meiozē

I metafāzes raksturīga iezīme ir homologu hromosomu, kas atrodas pa pāriem, izvietojums šūnas ekvatoriālajā plaknē. Tam seko I anafāze, kuras laikā veselas homologās hromosomas (katra sastāv no divām hromatīdām) pārvietojas uz šūnas pretējiem poliem. (Ņemiet vērā, ka mitozes laikā hromatīdi novirzījās uz dalīšanas poliem.) Šajā mejozes stadijā ir ļoti svarīgi uzsvērt vienu hromosomu diverģences pazīmi: katra pāra homologās hromosomas atšķiras nejauši neatkarīgi no citu pāru hromosomām. Katrā polā ir uz pusi mazāk hromosomu, nekā bija šūnā dalīšanās sākumā. Tad nāk I telofāze, kuras laikā veidojas divas šūnas ar hromosomu skaitu, kas samazināts uz pusi.

Starpfāze ir īsa, jo nenotiek DNS sintēze. Tam seko otrais meiotiskais dalījums (II meioze). Tas atšķiras no mitozes tikai ar to, ka hromosomu skaits metafāzē II ir uz pusi lielāks nekā hromosomu skaits mitozes metafāzē tajā pašā organismā. Tā kā katra hromosoma sastāv no diviem hromatīdiem, II metafāzē hromosomu centromēri sadalās, un hromatīdi novirzās uz poliem, kas kļūst par meitas hromosomām. Tikai tagad sākas īstā starpfāze. No katras sākotnējās šūnas rodas četras šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu.

Gametu daudzveidība. Aplūkosim mejozi šūnai ar 3 hromosomu pāriem (2n=6). Pēc diviem meiotiskiem dalījumiem veidojas 4 šūnas ar haploīdu hromosomu kopu (n=3). Tā kā katra pāra hromosomas izkliedējas meitas šūnās neatkarīgi no citu pāru hromosomām, vienlīdz iespējama ir astoņu veidu gametu veidošanās ar dažādām hromosomu kombinācijām, kas atrodas mātes šūnā.

Vēl lielāku gametu daudzveidību nodrošina homologu hromosomu konjugācija un krustošanās mejozes profāzē.

Meiozes bioloģiskā nozīme. Ja meiozes procesā hromosomu skaits nesamazinās, tad katrā nākamajā paaudzē, saplūstot olšūnas un spermas kodoliem, hromosomu skaits pieaugtu bezgalīgi. Pateicoties mejozei, nobriedušās dzimumšūnas saņem haploīdu (n) hromosomu skaitu, bet apaugļojoties tiek atjaunots šai sugai raksturīgais diploīds (2n). Mejozes laikā homologās hromosomas nonāk dažādās dzimumšūnās, un apaugļošanas laikā tiek atjaunota homologo hromosomu savienošanās. Līdz ar to katrai sugai tiek nodrošināts pilnīgs diploīds hromosomu komplekts un nemainīgs DNS daudzums.

Hromosomu krustojums, kas notiek meiozē, sekciju apmaiņa, kā arī katra homologo hromosomu pāra neatkarīgā atšķirība nosaka pazīmes iedzimtas pārnešanas modeļus no vecākiem uz pēcnācējiem. No katra divu homologu hromosomu pāra (mātes un tēva), kas bija daļa no diploīdu organismu hromosomu kopas, olšūnas vai spermas haploīdajā komplektā ir tikai viena hromosoma. Tas varētu būt:

1. tēva hromosoma;
2. mātes hromosoma;
3. tēva ar mātes zonu;
4. mātes ar tēva sižetu.

Šie procesi, kad rodas liels skaits kvalitatīvi atšķirīgu dzimumšūnu, veicina iedzimtu mainīgumu.

Dažos gadījumos mejozes procesa traucējumu dēļ, ja homologās hromosomas netiek atdalītas, dzimumšūnām var nebūt homologas hromosomas vai, gluži pretēji, abas homologās hromosomas. Tas izraisa nopietnus organisma attīstības traucējumus vai tā nāvi.

1. Salīdziniet mitozi un mejozi, izceliet līdzības un atšķirības.
2. Aprakstiet jēdzienus: mejoze, diploīds hromosomu kopums, haploīds hromosomu kopums, konjugācija.
3. Kāda nozīme ir neatkarīgai homologu hromosomu segregācijai pirmajā mejozes dalījumā?
4. Kāda ir mejozes bioloģiskā nozīme?

No sava zooloģijas kursa atcerieties, kā notiek dzīvnieku apaugļošanās.

1. Cik meitas šūnas un ar kādu hromosomu komplektu veidojas no vienas diploīdas šūnas, kā rezultātā: a) mitoze; b) mejoze?

Divi haploīdi, divi diploīdi, četri haploīdi, četri diploīdi.

a) Mitozes rezultātā - divas diploīdas šūnas.

b) Mejozes rezultātā ir četras haploīdas šūnas.

2. Kas ir hromosomu konjugācija? Kurā mejozes fāzē notiek šķērsošana? Kāda ir šī procesa nozīme?

Hromosomu konjugācija tiek novērota I mejozes fāzē. Tas ir homologu hromosomu apvienošanas process. Konjugācijas laikā homologo hromosomu hromatīdi dažās vietās krustojas. Pāreja notiek arī I mejozes profāzē un ir reģionu apmaiņa starp homologām hromosomām. Šķērsošana noved pie iedzimtā materiāla rekombinācijas un ir viens no kombinatīvās mainīguma avotiem, kuru dēļ pēcnācēji nav precīzas kopijas viņu vecāki un atšķiras viens no otra.

3. Kādi notikumi, kas notiek mejozē, nodrošina to, ka meitas šūnās hromosomu kopums samazinās uz pusi?

Hromosomu komplekta samazināšanās notiek mejozes I anafāzē tāpēc, ka nevis māsas hromatīdi (kā mitozes anafāzē un meiozes II anafāzē), bet gan bihromatīdu homologās hromosomas novirzās uz dažādiem dalošās šūnas poliem. Līdz ar to no katra homologo hromosomu pāra meitas šūnā nonāks tikai viena. I anafāzes beigās hromosomu kopums katrā šūnas polā jau ir haploīds (1n2c).

4. Kāda ir mejozes bioloģiskā nozīme?

Dzīvniekiem un cilvēkiem meioze izraisa haploīdu dzimumšūnu - gametu veidošanos. Turpmākajā apaugļošanas procesā (gametu saplūšana) jaunās paaudzes organisms saņem diploīdu hromosomu kopumu, kas nozīmē, ka tas saglabā šim organisma veidam raksturīgo kariotipu. Tāpēc mejoze neļauj palielināt hromosomu skaitu seksuālās reprodukcijas laikā. Bez šāda sadalīšanas mehānisma hromosomu kopas dubultotos ar katru nākamo paaudzi.

Augos, sēnēs un dažos protistos sporas veidojas meiozes ceļā.

Mejozē notiekošie procesi (šķērsošana, neatkarīga hromosomu un hromatīdu diverģence) kalpo par pamatu organismu kombinatīvajai mainībai.

5. Salīdziniet mitozi un mejozi, identificējiet līdzības un atšķirības. Kāda ir galvenā atšķirība starp mejozi un mitozi?

Galvenā atšķirība ir tā, ka mejozes rezultātā hromosomu kopums meitas šūnās samazinās 2 reizes, salīdzinot ar mātes šūnu.

Līdzības:

● Tās ir eikariotu šūnu dalīšanas metodes, un tām ir nepieciešama enerģija.

● To papildina precīzs un vienmērīgs iedzimtības materiāla sadalījums starp meitas šūnām.

● Līdzīgi šūnu sagatavošanas procesi dalīšanai (replikācija, centriolu dubultošanās utt.).

● Līdzīgi procesi, kas notiek attiecīgajās dalīšanās fāzēs (hromosomu spiralizācija, kodolmembrānas sadalīšanās, sadalīšanās vārpstas veidošanās u.c.) un līdz ar to tādi paši fāžu nosaukumi (profāze, metafāze, anafāze, telofāze ). Otrais meiozes dalījums notiek ar tādu pašu mehānismu kā haploīdās šūnas mitoze.

Atšķirības:

● Mitozes rezultātā meitas šūnas saglabā mātes šūnai raksturīgo hromosomu kopumu. Mejozes rezultātā meitas šūnās hromosomu kopums samazinās 2 reizes.

● Mitoze ir viena šūnu dalīšanās, un mejoze ir divas secīgas šūnu dalīšanās (mejoze I un mejoze II). Tāpēc no vienas mātes šūnas mitozes rezultātā veidojas divas meitas šūnas, bet meiozes rezultātā – četras.

● Atšķirībā no mitozes, mejoze ietver homologu hromosomu konjugāciju un šķērsošanu. Piezīme: patiesībā pastāv arī mitotiskā krustošanās (atklāja K. Šterns 1936. gadā), taču tās izpēte nav iekļauta skolas mācību programmā.

● Mitozes anafāzē māsas hromatīdas novirzās uz dažādiem šūnas poliem, bet mejozes I anafāzē homologās hromosomas atšķiras.

Un (vai) citas nozīmīgas iezīmes.

6. Bērza saknes šūna satur 18 hromosomas.

1) Bērzu putekšņlapas diploīdā šūna ir piedzīvojusi mejozi. Iegūtās mikrosporas tiek sadalītas ar mitozi. Cik šūnu izveidojās? Cik hromosomu katrā no tām ir?

2) Noteikt hromosomu skaitu un kopējais daudzums hromatīdi bērza šūnās meiotiskās dalīšanās laikā:

a) šūnas ekvatoriālajā plaknē I metafāzē;

b) II metafāzē;

c) katrā šūnas polā I anafāzes beigās;

d) katrā šūnas polā II anafāzes beigās.

1) Bērza saknes šūna ir somatiska, tas nozīmē, ka bērzam ir 2n = 18. Mejozes rezultātā no vienas mātes šūnas veidojas 4 šūnas ar uz pusi samazinātu hromosomu komplektu. Līdz ar to no diploīdās putekšņlapas šūnas izveidojās 4 haploīdas mikrosporas (n = 9).

Pēc tam katra mikrospora tiek sadalīta ar mitozi. Mitozes rezultātā no katras mikrosporas izveidojās divas meitas šūnas ar vienādu hromosomu komplektu. Tādējādi kopumā tika izveidotas 8 haploīdas šūnas.

Atbilde: izveidojās 8 šūnas, katra satur 9 hromosomas.

2) I metafāzes šūnas ekvatoriālajā plaknē esošā iedzimtā materiāla formula ir 2n4c, kas bērzam ir 18 hromosomas, 36 hromatīdi. Šūnai metafāzē II ir 1n2c komplekts - 9 hromosomas, 18 hromatīdi. I anafāzes beigās katrā šūnas polā atrodas 1n2c - 9 hromosomu komplekts, 18 hromatīdi, bet II anafāzes beigās - 1n1c - 9 hromosomas, 9 hromatīdi.

Atbilde: a) 18 hromosomas, 36 hromatīdi; b) 9 hromosomas, 18 hromatīdi; c) 9 hromosomas, 18 hromatīdi; d) 9 hromosomas, 9 hromatīdi.

7. Kāpēc mejoze netiek novērota organismos, kuriem nav raksturīgi seksuālā reprodukcija?

Visu organismu attīstības ciklā, kam raksturīga dzimumvairošanās, notiek apaugļošanās process - divu šūnu (gametu) saplūšana vienā (zigotā). Faktiski apaugļošana dubulto hromosomu skaitu. Tāpēc ir jābūt arī mehānismam, kas samazina hromosomu skaitu 2 reizes, un šis mehānisms ir mejoze. Bez mejozes hromosomu kopas dubultotos ar katru nākamo paaudzi.

Organismi, kas seksuāli nevairojas, netiek apaugļoti. Tāpēc viņiem nav mejozes, nav vajadzības.

8. Kāpēc nepieciešama otrā mejozes dalīšanās, jo pirmās dalīšanās rezultātā jau ir noticis hromosomu skaita samazinājums 2 reizes?

Pirmās meiotiskās dalīšanās rezultātā izveidotajām meitas šūnām ir kopa 1n2c, t.i. jau ir haploīdi. Tomēr katra šādas šūnas hromosoma sastāv nevis no viena hromatīda, kā tam vajadzētu būt jaunā šūnā, kas nonāk jaunā šūnu ciklā, bet gan no divām, kā nobriedušā šūnā, kas ir gatava dalīties. Līdz ar to šūnas ar 1n2c komplektu nevarēs normāli iziet šūnu ciklu (un, galvenais, replikāciju S periodā). Tāpēc gandrīz uzreiz pēc pirmās meiotiskās dalīšanās sākas otrais, kura laikā māsu hromatīdi atšķiras, veidojot “normālas” viena hromatīda hromosomas, kas raksturīgas jaunām meitas šūnām.

Turklāt mejozes rezultātā dzīvniekiem un cilvēkiem veidojas gametas, augos - sporas. Sakarā ar to, ka mejoze nav viena, bet divas secīgas dalīšanās, izveidoto gametu (vai sporu) skaits palielinās 2 reizes.