Meios och dess faser. Karakteristiska faser av meios. Reproduktion av organismer. Likheter mitos och meios

Om levande organismer, är det känt att de andas, äta, reproducera och dö, det är deras biologiska funktion. Men på grund av vad det hela händer? På bekostnad av byggstenar - celler, som också andas, äta, reproducera och dö. Men hur detta hända?

Strukturen i cellen

Den består av tegel, block eller stockar. Och kroppen kan delas in i elementära enheter - celler. Alla mångfalden av levande varelser är på grund av dem, skillnaden ligger bara i deras antal och typ. De består av muskler, ben, hud, inre organ - så mycket de skiljer sig i deras utnämning. Men oavsett vilka funktioner utförs av en eller annan cell, alla av dem är placerade ungefär samma. Först av allt, någon "brick" har ett skal och placeras i cytoplasman med organeller. Vissa celler har inte kärnor, kallas de prokaryota, men är mer eller mindre utveckling av organismer som består av eukaryota har en kärna där den genetiska informationen lagras.

Organeller som finns i cytoplasman är varierad och intressant, de utför viktiga funktioner. I djur celler utsöndrar endoplasmatiska retiklet, ribosomer, mitokondrier, Golgiapparaten, centrioler, lysosomer och framdrivningselement. Med dem kommer alla processer som säkerställer funktion i kroppen.

cellaktivitet

Som redan nämnts, alla levande feeds, andas, reproducerar och dör. Detta gäller både för hela organismen, det vill säga människor, djur, växter och så vidare. D., och till cellerna. Det är fantastiskt, men varje "brick" har en eget liv. På grund av dess organeller den tar emot och återvinner näringsämnen, syre, tar bort all överskotts ut. Hon cytoplasman och endoplasmatiskt retikulum utföra transportfunktionen, mitokondrierna ansvarar bland annat andning, samt energisäkerhet. Golgi komplex inblandade i ackumulering och utgångsceller restprodukter. De andra organeller är också involverade i de komplexa processer. Och på ett visst stadium av cell livscykel börjar dela, då finns det reproduktionsprocessen. Det är värt att överväga mer i detalj.

Processen för celldelning

Reproduktion - ett av stegen i utvecklingen av en levande organism. Detsamma gäller för cellerna. I ett visst skede av livscykeln de ingår i det tillstånd när de blir redo att föda. Prokaryota celler helt enkelt delas i två, förlängd, och sedan bilda en barriär. Denna process är enkel och nästan fullständigt förstås av exempelstavformade bakterier.

Eftersom eukaryota celler är situationen mer komplicerad. De föder upp på tre olika sätt, så kallade amitosis, mitos och meios. Var och en av dessa vägar har sina egna egenskaper, det är inneboende i en viss typ av cell. amitosis Det anses vara den mest enkla, är det också kallas en direkt binär fission. När det finns en fördubbling av DNA-molekylen. Emellertid delningsspindeln bildas inte, så att denna metod är mest energiskt ekonomisk. Amitosis observerats i encelliga organismer, medan flercellig vävnad propagera genom andra mekanismer. Emellertid är det ibland observeras och där den reducerade mitotisk aktivitet, till exempel, i mogna vävnader.

Ibland direkt division återhämtade sig som en form av mitos, men vissa forskare tror att det är en separat mekanism. Under denna process, även i de gamla cellerna är sällsynta. Nästa kommer att betraktas meios och dess faser, mitos processen samt likheter och skillnader mellan dessa metoder. Jämfört med den enkla uppdelningen de är mer komplexa och sofistikerade. Detta gäller särskilt minskning division, så att faserna av meios kännetecken är den mest detaljerade.

En viktig roll i celldelning är centrioler - specifika organeller, som vanligtvis finns i närheten av Golgi komplex. Varje struktur består av mikrotubuli 27 grupperade i treor. Hela strukturen har en cylindrisk form. De centrioler är direkt involverade i bildningen av spindelceller i processen för indirekt division, vilket kommer att diskuteras vidare.

mitos

Varaktigheten av cellen varierar. Vissa lever ett par dagar, men en del kan hänföras till långlivade, på grund av deras fullständiga förändring sker mycket sällan. Och nästan alla dessa celler föröka sig via mitos. De flesta av dem är mellan division perioden var i genomsnitt 10-24 timmar. Mitos själv upptar en liten tid - i djuren cirka 0,5-1 timme, och växterna ca 2-3. Denna mekanism säkerställer att tillväxten av cellpopulationen och reproduktion identiska i deras genetiska fyllningsenheter. Så observerade kontinuiteten i generationer på grundnivå. I detta fall är antalet kromosomer är detsamma. Denna mekanism är den vanligaste formen av reproduktionen i eukaryota celler.

Värdet av denna typ av uppdelning är stor - denna process bidrar till att växa och förnya vävnader, varigenom det är en utveckling av hela organismen. Dessutom är det grunden för mitos asexuell reproduktion. Och en annan funktion - förflyttning av celler och utbyte av redan föråldrad. Därför anser vi att på grund av det faktum att meiotiska scenen hårdare, då dess roll är mycket högre fel. Båda dessa processer har olika funktioner och i deras viktiga och oersättliga.

Mitos består av flera faser, som skiljer sig i deras morfologiska egenskaper. Det tillstånd i vilket cellen förbereds för indirekt division, kallas interfas, och själva processen divideras med 5 steg, som bör beaktas mer i detalj.

Faserna av mitos

Medan i interfas cell förbereder för division: syntesen av DNA och proteiner. Detta skede är uppdelad i flera, i vilken det finns tillväxt av hela strukturen och kromosom fördubbling. I detta tillstånd, förblir cellen upp till 90% av hela livscykeln.

De återstående 10% tar direkt uppdelning är uppdelad i 5 steg. Vid mitos av växtceller är också släppt Preprophase, som är frånvarande i alla andra fall. Bildandet av nya strukturer, är kärnan flyttas till mitten. Bildas preprophase band, markera den föreslagna platsen för den framtida division.

I ytterligare andra celler mitos processen är som följer:

tabell 1

Efter avslutad dela genetiska informationen cytokines inträffar eller cytokines. Denna term hänvisar till bildandet av kropparna av dotterceller från moderns kropp. Sålunda organeller är i allmänhet uppdelad i halv, även om det kan finnas undantag, är skilje bildas. Cytokines isoleras inte i en separat fas, som regel, med tanke på det som en del av telofas.

Så i de mest intressanta processer som involverar kromosomer som bär genetisk information. Vad är det och varför är de så viktigt?

om kromosomer

Även utan att ha en aning om genetik, visste att många kvalitet avkomma är beroende av sina föräldrar. Med utvecklingen av biologi, stod det klart att den här eller det organet information lagras i varje cell, och en del av det förs vidare till kommande generationer.

Vid slutet av den 19: e-talet upptäcktes kromosomer - strukturer som består av en lång DNA-molekyler. Detta möjliggörs med förbättringen av mikroskop, och även nu kan du se dem endast under division. Oftast krediteras med upptäckten av tyska forskare V. Fleming, som inte bara organisera alla som har lärt sig framför honom, men också bidragit: han var en av de första att undersöka cellstruktur, meios och dess faser, liksom myntade uttrycket "mitos". Själva begreppet "kromosom" föreslogs senare andra forskare - en tysk histologist G. Heinrich Wilhelm Waldeyer.

kromosomstruktur vid den tidpunkt då de är tydligt, är ganska enkel - det är de två kromatiderna är förenade i mitten av centromeren. Det är en specifik sekvens av nukleotider och spelar en viktig roll vid celldelning. Ytterst kromosom tittar på profas och metafas, då det kan vara bäst att se, liknar den bokstaven H.

År 1900 upptäcktes Mendels lagar, som beskriver principerna för överföring av ärftliga egenskaper. Sedan blev det klart att kromosomerna - detta är något som den genetiska informationen överförs. I framtiden forskarna genomfört en serie experiment för att bevisa det. Och sedan blev föremål för studien och inverkan på dem har en buyout celldelning.

meios

I kontrast till denna mekanism mitos leder slutligen till bildning av två celler med en uppsättning av kromosomer 2 gånger mindre än den ursprungliga. Sålunda processen för meios är fasövergången från diploid till haploida, varvid första vi talar om kärnklyvning, och i den andra - hela cellen. Återställa full uppsättning av kromosomer sker genom ytterligare fusion av könsceller. På grund av minskningen av antalet kromosomer, är denna metod fortfarande definieras som en reduktion-celldelning.

Meios och dess faser studerade sådana kända forskare som V. Fleming, E. Strasburgrer VI Belyaev och andra. Studiet av denna process i cellerna i både växter och djur, pågår fortfarande - så det är komplicerat. Initialt är denna process anses vara en variant av mitos, dock nästan omedelbart efter den första han fortfarande isolerades som en separat mekanism. Kännetecken för meios och dess teoretiska värde först beskrivits tillräckligt Augustus Wiseman i 1887. Sedan dess har studier av meios process utvecklats kraftigt, men resultaten har ännu inte vederlagts.

Meios är inte att förväxla med könsceller, även om båda processerna är nära besläktade. I bildandet av könsceller, är båda mekanismerna inblandade, men det finns några stora skillnader mellan dem. Meios sker i två steg för uppdelning av vilka var och består av fyra huvudfaser, har en kort paus mellan dem. Varaktigheten av hela processen beror på mängden av DNA i kärnan och strukturen av det kromosomala organisationen. I allmänhet är det mycket mer långvarig jämfört med mitos.

Förresten, en av de viktigaste orsakerna betydande artrikedom - det meios. Uppsättning av kromosomer till följd av reduktion uppdelning är uppdelad i två delar, så att det finns nya kombinationer av gener, speciellt potentiellt öka anpassningsförmåga och anpassningsförmåga av organismer, som ett resultat av mottagning av en viss uppsättning attribut och egenskaper.

Faserna av meios

Såsom redan nämnts, är reduktion-celldelning konventionellt uppdelad i två steg. Var och en av dessa stadier divideras med 4. Och även den första fasen av meios - profas I, i sin tur, delas in i 5 olika steg. Eftersom studien av denna process fortsätter, kan det isoleras och andra i framtiden. Nu skiljer följande faser av meios:

tabell 2

Så är det uppenbart att faser meios division är mycket svårare än processen för mitos. Men, som redan nämnts, detta minskar inte den biologiska rollen av indirekt division, eftersom de har olika funktioner.

Förresten, är meios och dess faser observerades i några av de enklaste. Men oftast handlar bara en division. Det antas att en sådan enstegs formen senare utvecklats till en modern, i två steg.

Skillnader och likheter mellan mitos och meios

Vid första anblicken verkar det som skillnaderna mellan dessa två processer är uppenbara, eftersom de är helt olika mekanismer. Dock avslöjar en djupare analys som skillnader i mitos och meios är inte så global, de så småningom leda till bildandet av nya celler.

Först och främst är det nödvändigt att tala om vad som är gemensamt mellan dessa mekanismer. I själva verket endast två matcher: i samma fasföljd, samt att innan division inträffar båda typerna av DNA-replikation. Även när det gäller meiotisk profas I före denna process inte är helt klar, slutar på en av de första delsteg. En sekvens av faser, men liknande, men i själva verket äger rum i den händelse de inte helt sammanfaller. Så likhet mitos och meios är inte så många.

Skillnaderna är mycket större. Först av allt, inträffar mitos i somatiska celler, medan meios är nära förbunden med bildningen av könsceller och sporogenesis. Faser processerna själva är inte helt sammanfaller. Till exempel överkorsning i mitos inträffar under mellanfas och då inte alltid. I det andra fallet har emellertid denna process för att anafas av meios. genrekombination i indirekt division vanligtvis inte utförs, vilket innebär att det inte spelar någon roll i den evolutionära utvecklingen av organismen och bibehållandet av inom arten mångfald. Antalet resulterar i mitotiska celler - två, och de är genetiskt identiska med den moderliga mening, och har en diploid uppsättning kromosomer. Under meios annorlunda. Resultatet av meios - 4 haploida celler, som skiljer sig från föräldern. Dessutom, båda mekanismerna variera avsevärt i längd, och det är relaterat inte endast på skillnaden i antalet delningssteg, utan även varaktigheten för varje steg. Till exempel den första profas av meios varar mycket längre, eftersom det vid denna tid finns det Synapsis och korsar över. Det är därför det är indelad i flera steg.

Generellt likheterna mitos och meios tillräckligt liten jämfört med deras skillnader från varandra. Förväxla dessa processer nästan omöjligt. Så nu ännu mer förvånad att uppdelningen minskningen tidigare ansetts vara en form av mitos.

Konsekvenserna av meios

Såsom redan nämnts, efter processen av meios i stället för matemella celler med en diploid kromosom uppsättning fyra haploida form. Och om vi talar om skillnaderna i mitos och meios - detta är den mest betydande. Återvinning av det erforderliga antalet, i fallet med könsceller inträffar efter befruktning. Således, med varje ny generation inte inträffar och fördubbla antalet kromosomer.

Vidare, under det meiotiska rekombination sker gener. I reproduktionsprocessen, leder detta till att upprätthålla inom arten mångfald. Så det faktum att även syskon ibland mycket olika från varandra - är ett resultat av meios.

Förresten, sterilitet av vissa hybrider i djurvärlden - är också problemet med minskning division. Det faktum att kromosomerna av föräldrar som tillhör olika arter inte kan träda i konjugering och följaktligen är det inte möjligt bildandet av högvärdiga viabla könsceller. Således är det meios är grunden för den evolutionära utvecklingen av djur, växter och andra organismer.