Meiose og dens faser. Karakteristiske faser af meiose. Reproduktion af organismer. Ligheder mitose og meiose

Om levende organismer, er det kendt, at de indånder, spiser, reproducere og dø, det er deres biologiske funktion. Men på grund af, hvad det hele sker? På bekostning af byggesten - celler, som også trække vejret, spise, reproducere og dø. Men hvordan sker det?

Strukturen af cellen

Det er sammensat af mursten, blokke eller logfiler. Og kroppen kan opdeles i elementære enheder - celler. Alle mangfoldigheden af levende ting er på grund af dem, forskellen ligger kun i deres antal og type. De består af muskler, knogler, hud, indre organer - så meget de adskiller sig i deres ansættelse. Men uanset hvad funktioner udføres af en eller anden celle, alle af dem er arrangeret om det samme. Først og fremmest, nogen "mursten" har en skal og placeret i cytoplasmaet med sine organeller. Nogle celler har ikke kerner, kaldes de prokaryot, men er mere eller mindre udvikling af organismer bestående af eukaryote der har en kerne, hvor den genetiske information er lagret.

Organeller placeret i cytoplasmaet, er varieret og interessant, de udfører vigtige funktioner. I dyr celler udskiller endoplasmatiske reticulum, ribosomer, mitochondrier, Golgi-apparatet, centrioler, lysosomer og fremdriftselementer. Med dem kommer alle de processer, der sikrer driften af kroppen.

celleaktivitet

Som allerede nævnt, alle live feeds, ånder, reproducerer og dør. Dette gælder både for hele organismen, det vil sige folk, dyr, planter og så videre. D., og til cellerne. Det er forbløffende, men hver "mursten" har en sit eget liv. På grund af sine organeller den modtager og genbruger næringsstoffer, ilt, fjerner alle de overskydende ud. Hun cytoplasma og endoplasmatiske reticulum udføre transporten funktion, mitokondrier er ansvarlige herunder vejrtrækning, samt energisikkerhed. Golgi-komplekset involveret i ophobning og output celler af affaldsprodukter. De andre organeller er også involveret i de komplekse processer. Og på et vist tidspunkt i celle livscyklus begynder at dele sig, så er processen med reproduktion. Det er værd at overveje nærmere.

Processen med celledeling

Reproduktion - en af de stadier af udviklingen af en levende organisme. Det samme gælder for cellerne. På et vist tidspunkt i livscyklussen de indgår i den tilstand, når de bliver klar til at yngle. Prokaryote celler simpelthen delt i to, udvidet, og dernæst danne en barriere. Denne proces er enkel og næsten fuldstændigt forstået af eksempel stavformede bakterier.

Da eukaryote celler er situationen mere kompliceret. De yngler på tre forskellige måder, kaldet amitosis, mitose og meiose. Hver af disse veje har sine egne karakteristika, det ligger i en bestemt type celle. amitosis Det anses for den mest simple, det kaldes også en direkte binær fission. Når der er en fordobling af DNA-molekylet. Imidlertid division spindel ikke dannet, således at denne fremgangsmåde er mest energimæssigt økonomisk. Amitosis observeret i encellede organismer, mens flercellede væv forplanter gennem andre mekanismer. Det er imidlertid undertiden iagttages, og hvor den reducerede mitotisk aktivitet, for eksempel i modne væv.

Nogle gange er den direkte division genvundet som en form for mitose, men nogle forskere mener, det er en separat mekanisme. Forløbet af denne proces, selv i de gamle celler er sjælden. Næste vil blive betragtet meiose og dens faser, mitose proces samt ligheder og forskelle mellem disse metoder. Sammenlignet med den simple division de er mere komplekse og sofistikerede. Dette gælder især reduktion division, så faser af meiose kendetegn er den mest detaljerede.

En vigtig rolle i celledeling er centrioler - specifikke organeller, som regel ligger tæt på Golgi komplekset. Hver struktur består af mikrotubuli 27 grupperet i tre. Hele strukturen har en cylindrisk form. Centriolerne er direkte involveret i dannelsen af spindel celler i færd med indirekte division, som vil blive diskuteret yderligere.

mitose

Varigheden af cellen varierer. Nogle bor et par dage, men nogle kan tilskrives lang levetid, på grund af deres fuldstændig ændring sker meget sjældent. Og næsten alle disse celler reproducere via mitose. De fleste af dem er mellem inddelingen periode var i gennemsnit 10-24 timer. Mitose selv indtager en lille periode - i dyrene omkring 0,5-1 time, og planterne omkring 2-3. Denne mekanisme sikrer, at væksten af cellepopulationen og reproduktion identiske i deres genetiske fyldning enheder. Så observerede kontinuiteten i generationer på det elementære niveau. I dette tilfælde er antallet af kromosomer forbliver den samme. Denne mekanisme er den mest almindelige form for reproduktion i eukaryote celler.

Værdien af denne type spaltning er stor - denne proces hjælper med at vokse og regenerere væv, hvorved der er en udvikling af hele organismen. Desuden er grundlaget for mitose ukønnet formering. Og en anden funktion - flytning af celler og udskiftning af allerede forældet. Derfor mener vi, at på grund af det faktum, at den meiotisk stadium hårdere, så dens rolle er meget højere forkert. Begge disse processer har forskellige funktioner og i deres vigtige og uerstattelige.

Mitose består af flere faser, der er forskellige i deres morfologiske træk. Den tilstand, hvori cellen forberedes til indirekte division, kaldet interfase, og selve processen er divideret med 5 trin, som bør betragtes mere detaljeret.

De mitosefaser

Mens i interfase-celle forbereder division: syntese af DNA og proteiner. Denne fase er opdelt i flere, i hvilken der er vækst af hele strukturen og kromosomfordobling. I denne tilstand, cellen ophold på op til 90% af den samlede livscyklus.

De resterende 10% tager direkte division er opdelt i 5 trin. Ved mitose af planteceller er også udgivet Preprophase, som er fraværende i alle andre tilfælde. Dannelsen af nye strukturer er kernen bevæges til centret. Dannet preprophase band, markere den foreslåede lokalitet af fremtidens division.

I endnu andre celler mitose proces er som følger:

tabel 1

Efter afslutning af dividere genetisk information cytokinese forekommer eller cytokinese. Dette udtryk refererer til dannelsen af ligene af datterceller fra moderens krop. Således organeller opdeles generelt i halve, selv om der kan være undtagelser, er skillevæggen dannet. Cytokinese er ikke isoleret i en separat fase, som regel, overvejer det som en del af telofase.

Så i de mest interessante processer, der involverer kromosomer, der bærer genetisk information. Hvad er det og hvorfor er de så vigtige?

Om kromosomer

Selv uden at have den mindste idé om genetik, folk vidste, at mange kvalitet afkom er afhængige af deres forældre. Med udviklingen af biologi, blev det klart, at der på dette eller hint organ information er lagret i hver celle, og en del af det er gået videre til kommende generationer.

I slutningen af det 19. århundrede blev det opdaget kromosomer - strukturer bestående af en lang DNA-molekyler. Dette er gjort muligt med forbedring af mikroskoper, og selv nu kan du se dem kun under division. Oftest krediteret med opdagelsen af den tyske videnskabsmand V. Fleming, som ikke blot organisere alle, der er blevet lært for ham, men også bidraget: han var en af de første til at undersøge cellestruktur, meiose og dens faser, samt opfandt udtrykket "mitose". Selve begrebet "kromosom" blev foreslået senere andre forskere - en tysk histologist G. Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz.

kromosom struktur på det tidspunkt, hvor de er klart synlige, er ganske enkel - de er de to kromatider er forenet i midten af centromer. Det er en specifik sekvens af nukleotider og spiller en vigtig rolle i celleproliferation. I sidste ende kromosom ser på profase og metafase, når det kan være bedst at se, den ligner bogstavet H.

I 1900 blev det opdaget, Mendels love, der beskriver principperne for overførsel af arvelige egenskaber. Så blev det klart, at kromosomerne - det er noget, som den genetiske information er overført. I fremtiden forskerne gennemført en række forsøg for at bevise det. Og så blev det en genstand for undersøgelse og indvirkningen på dem har en buyout celledeling.

meiose

I modsætning til denne mekanisme mitose i sidste ende fører til dannelsen af to celler med et sæt kromosomer 2 gange mindre end den oprindelige. meioseprocessen er således faseovergangen fra diploide til haploid, hvor første vi taler om nuklear fission, og i det andet - hele cellen. Gendannelse det fulde sæt af kromosomer sker gennem en yderligere fusion af kønsceller. På grund af faldet i antallet af kromosomer, er denne fremgangsmåde stadig defineret som en reduktion-celledeling.

Meiose og dens faser studerede så berømte videnskabsmænd som V. Fleming, E. Strasburgrer VI Belyaev og andre. Studiet af denne proces i cellerne i både planter og dyr, er stadig i gang - så det er kompliceret. Som standard er denne proces betragtes som en variant af mitose imidlertid næsten umiddelbart efter åbningen han stadig blev isoleret som et separat mekanisme. Karakteristik af meiose og dens teoretiske værdi blev først tilstrækkeligt beskrevet Augustus Wiseman i 1887. Siden da studiet af meiose proces i høj grad skred frem, men resultaterne er endnu ikke blevet modbevist.

Meiose er ikke at forveksle med kønscellerne, selv om begge processer er nært beslægtede. Ved dannelsen af kønsceller, er begge mekanismer er involveret, men der er nogle væsentlige forskelle mellem dem. Meiose sker i to trin med opdeling der hver består af fire hovedfaser, har en kort pause mellem dem. Varigheden af hele processen afhænger af mængden af DNA i kernen og strukturen af det kromosomale organisation. Generelt er det meget mere langtidsholdbare i forhold til mitose.

I øvrigt en af betydelig artsdiversitet den hyppigste årsager - at meiose. Sæt af kromosomer som følge af reduktion division er opdelt i to dele, således at der er nye kombinationer af gener, især potentielt øge tilpasningsevne og tilpasningsevne organismer, som et resultat af at modtage et bestemt sæt af egenskaber og kvaliteter.

Faser meiose

Som allerede nævnt, er reduktionen-celledeling konventionelt inddeles i to faser. Hver af disse faser divideres med 4. Og selv den første fase af meiose - profase jeg til gengæld opdelt i 5 separate faser. Da studiet af denne proces fortsætter, kan det isoleres og andre i fremtiden. Nu skelne mellem følgende faser af meiose:

tabel 2

Så er det indlysende, at de faser af meiose division er meget vanskeligere end processen med mitose. Men som allerede nævnt, er dette ikke mindsker den biologiske rolle af indirekte division, fordi de har forskellige funktioner.

Af den måde, er meiose og dens faser observeret i nogle af de enkleste. Men normalt er det omfatter kun en division. Det antages, at en sådan enkelt-trins formular senere udviklet sig til en moderne, totrins.

Forskelle og ligheder mellem mitose og meiose

Ved første øjekast ser det ud til, at forskellene mellem disse to processer er indlysende, fordi de er helt forskellige mekanismer. Men en dybere analyse afslører, at forskelle i mitose og meiose er ikke så globale, de i sidste ende føre til dannelsen af nye celler.

Først og fremmest er det nødvendigt at tale om, hvad der er fælles mellem disse mekanismer. Faktisk kun to kampe: i samme fase sekvens, samt at før division forekommer begge typer DNA-replikation. Selv med hensyn meiotisk profase jeg forud for denne proces ikke er helt afsluttet, slutter på en af de første substages. En sekvens af faser, selvom der ligner, men i virkeligheden, der finder sted i tilfælde af at de ikke fuldt ud er sammenfaldende. Så ligheden mitose og meiose er ikke så talrige.

Forskellene er meget større. Først og fremmest, mitose forekommer i somatiske celler, mens meiose er tæt forbundet med dannelsen af kønsceller og sporedannelse. Faserne i fremgangsmåderne selv er ikke fuldt sammenfaldende. For eksempel overkrydsning i mitose opstår under interfase, og så ikke altid. I det andet tilfælde, men denne proces har til anafase af meiosen. gen rekombination i indirekte division er normalt ikke udføres, hvilket betyder, at det ikke spiller nogen rolle i den evolutionære udvikling af organismen og vedligeholdelse af intra-artsdiversitet. Antallet af resulterende i mitotiske celler - to, og de er genetisk identisk med den maternelle forstand, og har en diploid kromosomsæt. Under meiose anderledes. Resultatet af meiose - 4 haploide celler, der afviger fra forælder. Endvidere begge mekanismer variere betydeligt i længde, og det er forbundet ikke blot med forskellen i antallet af division trin, men også varigheden af hver fase. For eksempel er den første profase af meiose varer meget længere, fordi der på dette tidspunkt er der Synapsis og passage over. Det er derfor, det er yderligere opdelt i flere etaper.

Samlet ligheder i mitose og meiose tilstrækkelig lille i forhold til deres forskelle fra hinanden. Forveksle disse processer næsten umuligt. Så nu endnu mere overrasket over, at reduktionen division tidligere var blevet betragtet som en form for mitose.

Konsekvenserne af meiose

Som allerede nævnt, efter meioseprocessen snarere end celler fra moderen med en diploid kromosom sæt fire haploide formular. Og hvis vi taler om forskellene i mitose og meiose - dette er den mest betydningsfulde. Genvinding af det krævede antal i tilfælde af kimceller forekommer efter befrugtningen. Således med hver ny generation ikke sker, og fordoble antallet af kromosomer.

Derudover er der i den meiotiske rekombination forekommer gener. I processen med reproduktion, dette fører til opretholdelsen af inden for samme art mangfoldighed. Så det faktum, at selv brødre og søstre til tider meget forskellige fra hinanden - er resultatet af meiosen.

Af den måde, sterilitet visse hybrider i dyreverdenen - er også problemet med reduktion division. Det forhold, at kromosomerne fra forældrene tilhører forskellige arter, der ikke kan træde i konjugation og dermed dannelsen af high-grade levedygtige kimceller er ikke mulig. Det er således meiose er grundlaget for den evolutionære udvikling af dyr, planter og andre organismer.