I. Конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер
На стадии профазы мейоза происходит конъюгация (попарное прилегание) гомологичных хромосом.
| Механизм конъюгации | 1. Конъюгация сопровождается образованием лентоподобных структур между спаренными хромосомами -
 синаптонемальных комплексов (СК).
2. Материал комплексов (белковой и полисахаридной природы) препятствует непосредственному контакту ДНК конъюгирующих хромосом.
| Схема - синаптонемальный комплекс. 
|
| 3. а) Но эта ДНК фиксируется в комплексе строго определёнными участками (отходя от комплекса в виде многочисленных петель). б) И благодаря тому достигается точное прилегание хромосом по их длине. | ||
| Непосред- ственный результат | Т. к. каждая из конъюгирующих хромосом содержит удвоенную ДНК (две хроматиды), то в результате конъюгации образуются 23 тетрады (структуры из 4-х хроматид). | |
| Кроссин- говер | 1. Значение конъюгации - в том, что она обеспечивает возможность кроссинговера - обмена хромосом гомологичными участками. 2. Данный процесс тоже происходит в профазе мейоза. 3. Для этого активизируются специальные ферменты, разрезающие и сшивающие ДНК. 4. В результате, происходит рекомбинация (перераспределение) аллельных генов между гомологичными хромосомами. |
Большая продолжительность профазы мейоза (около месяца) во многом связана с названными процессами - конъюгацией и кроссинговером.
II. Образование клеток с гаплоидным набором хромосом
|
|
|
а) Следующая принципиальная особенность мейоза - то, что он приводит к клеткам с гаплоидным набором хромосом.
б) Обсуждая её, будем использовать обычные обозначения:
n - гаплоидный набор ДНК,
с - гаплоидный набор хромосом.
| Объеди- нение двух делений | 1. Гаплоидные клетки образуются вследствие того, что в мейозе объединяются, по существу, два деления:
первое - с предшествующим удвоением ДНК
и второе (быстро следующее за первым) -без удвоения ДНК.
2. а) Клетки, проходящие эти деления, обозначаются, соответственно, как
первичные (Сц I) и вторичные (Cц II) сперматоциты.
б) Поскольку основной вклад в продолжительность мейоза вносит первое деление,
то в семенных канальцах из сперматоцитов можно увидеть практически только Сц I.
|
| ||||||||||
| Результат первого деления | В ходе первого деления тетрады расходятся на хромосомы, так что Сц II получают по 23 хромосомы, состоящие из 2-х хроматид:
гаплоидный набор хромосом (1 с) при диплоидном содержании ДНК (2 n).
| |||||||||||
| Результат второго деления | а) А в ходе второго деления хромосомы расходятся на хроматиды: образуются сперматиды -
с гаплоидным содержанием и хромосом (1 с), и ДНК (1 n).
б) При этом по виду полученной половой хромосомы сперматиды разделяются на две группы -
клетки с Х- и клетки с Y-хромосомой.
|
III. Репарация возрастных изменений ДНК
|
|
|
О том, что мейоз выполняет и данную функцию, говорит следующая гипотеза (Н.Н. Мушкамбаров, 1980).
| Система репарации ДНК и старение клеток | 1. а) Дело в том, что в процессе жизни во всех клетках организма с большей или меньшей скоростью происходят повреждения ДНК.
б) Эти повреждения удаляются специальной системой репарации ДНК.
2. а) Но эффективность деятельности последней - не 100-процентная,
и с возрастом эта эффективность понижается (в чём, возможно, и состоит генетическая программа старения!).
б) Поэтому в ДНК клеток организма с возрастом накапливаются различные изменения.
3. Причём, митотические деления не устраняют (по крайней мере, не устраняют полностью) эти изменения, о чём свидетельствует, например, старение кожи и кроветворной ткани.
|
| Возрастные изменения ДНК в предше- ственниках гамет | 1. а) Вполне вероятно, что в таком же положении находятся и те клетки, из которых образуются гаметы;
у мужчин это изолированные сперматогонии. -
б) За несколько десятков лет существования (и редких митотических делений для поддержания численности) в их ДНК могут накапливаться различные повреждения.
в) В процессе 10 митотических делений сперматогоний (когда на основе каждой исходной молекулы ДНК образуется порядка 1000 новых молекул)
"лёгкие" повреждения могут фактически исчезать, а другие - копироваться в дочерних молекулах.
2. Передача потомству таких поврежденийможет происходить в отдельных случаях, но не должна происходить как система:
иначе всё большее их накопление в последующих поколениях приведёт к вырождению вида.
|
| "Исправление" ДНК в ходе мейоза | 1. а) Остаётся предположить, что в ходе мейоза включается механизм по исправлению структуры ДНК - например, резко активизируется система репарации ДНК.
б) Это тем более вероятно, что ферменты кроссинговера очень похожи по своему действию на ферменты системы репарации.
2. Если данная гипотеза верна, то
мейоз выполняет, кроме общеизвестных, ещё очень важную функцию
и оказывается, что на генетическом уровне старение обратимо.
|
|
|
|
Стадии мейоза
Теперь перечислим и кратко охарактеризуем стадии мейоза.
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 124; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!