Митоз и мейоз: понятие, фазы, отличия

Интерфаза (подготовительная)

Она происходит в течение трёх периодов (G1, S, G2). На этом этапе происходит подготовка к делению. Он занимает большую часть её жизненного цикла и заканчивается профазой 1. Какие процессы происходят во время интерфазы?

Первый этап, G1, он же постмитотический, характеризуется активным синтезом всех видов рибонуклеиновых кислот и АТФ, образованием ферментов, рибосом и митохондрий и ростом клетки. Количество хромосом отражается в формуле 2n2c. Второй, S период, называют синтетическим, потому что в нём ДНК удваивается. По этой причине количество хромосом в клетке становится 2n4c. Последний, постсинтетический, или премитотический, период, по-другому G2, длится недолго. За короткий отрезок времени удваиваются центриоли и синтезируются АТФ и белки.

Этапы мейоза

Процесс деления имеет в несколько стадий, каждая проходит в четыре этапа, и любой предшествующий плавно переходит в следующий. Первая стадия называется редукционной (по-другому — мейоз 1). Вторая — эквационная, она же — мейоз 2. В этот период в клетке гомологичные хромосомы притягиваются к разным полюсам, это её сходство с митозом.

Редукционное деление

Начальная фаза этого периода имеет название профаза 1, вторая — метафаза 1, третья — анафаза 1 и четвёртая — телофаза 1. Каждая из них тесно связана с предыдущей (для анафазы это интерфаза). Нарушение одного этапа неизменно ведёт к нарушению всего процесса.

Таблица с краткой характеристикой фаз мейоза 1:

Эквационная стадия

Эта стадия тоже характеризуется четырьмя фазами, называющимися идентично фазам мейоза 1, за исключением индекса (вместо цифры один ставится два).

Таблица с кратким описанием схемы мейоза 2:

Общая характеристика

Подобное разделение клетки лежит в основе полового размножения и кроссинговера, без которого выживание организмов в постоянно меняющихся условиях окружающей среды не представляется возможным. После разделения образуются четыре гаметы (половые клетки) с гаплоидным набором хромосом.

Для мейоза характерны два этапа, каждый из которых состоит из четырёх фаз (не считая интерфазы — подготовительного периода). Они идут строго в определённой последовательности: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

С помощью этого способа образуются половые гаметы. В отличие от митоза, в этом процессе происходит два деления, одно из которых содержит кроссинговер. Образовавшиеся клетки имеют половинный набор хромосом. У животных гаметы образуются в результате гаметогенеза, а у растений — спорообразования.

Источник

Сравнение двух типов деления

После митотического деления происходит формирование соматических клеток. Без него многие жизненно необходимые процессы, например, регенерация, развитие, бесполое размножение или рост, не представляются возможными. А характерной чертой мейоза является образование гамет, без которых невозможно половое размножение. Несмотря на то что эти процессы лежат в основе создания разных клеток, они имеют общие черты.

Во время интерфазы обоих процессов ДНК удваивается, к тому же этапы одинаковые. Однако в результате нескольких делений мейоза, первое из которых сопровождается конъюгацией, получается четыре половые клетки с набором хромосом 1n1c, а после деления митоза, не сопровождающегося конъюгацией, образуются только две клетки, содержащие диплоидный, 2n2c.

Что такое митоз

Первый способ деления соматической клетки — митоз. Материнская клетка разделяется на дочерние клетки, которые практически идентичны родительским с точки зрения генетической информации. Наследственная информация и количество хромосом у дочерних клеток такие же, как у родительской.

Митоз — это одна из фаз жизненного цикла клетки и механизм нормального роста тканей. Большую часть клеточного цикла занимает интерфаза, в течение которой протекает повседневная клеточная деятельность. Во время интерфазы происходит: 

• рост, 
• синтез белка и других органических веществ клетки, 
• образование новых органелл.

Во время интерфазы идёт активный синтез и накопление необходимых для деления клетки веществ. Интерфаза делится на три подфазы: 

• G1 — клетка становится больше, синтезируются белки, образуются одномембранные органоиды и рибосомы, готовясь к делению. В человеческой клетке 46 хромосом. Каждая хромосома, состоящая из одной хроматиды, напоминает неполую макаронину — она достаточно гибкая, чаще всего длина намного превышает ширину. Хроматида представляет собой 1 молекулу ДНК. 
• S — каждая хроматида копируется. Количество хромосом остаётся неизменным — 46, однако теперь каждая хромосома состоит из двух идентичных сестринских хроматид. Они соединяются в области, которая называется центромерой. В сумме в клетке получается 92 хроматиды.  
• G2 — продолжается рост клетки и синтез белков, нуклеиновых кислот. 

<<Форма демодоступа>>

После стадии G2 клетка вступает в следующую фазу деления, а именно — сам митоз. Тут есть четыре подфазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

В схемах деления гаплоидный набор хромосом обозначают буквой n, а набор молекул ДНК (то есть хроматид) —  буквой с. Перед буквами указывают число гаплоидных наборов: 1n2с — гаплоидный набор удвоенных хромосом, 2n2с — диплоидный набор одиночных хромосом, 2n4с — диплоидный набор удвоенных хромосом.

‍Пример. В клетках человека гаплоидный набор составляют 23 хромосомы. Значит, запись 2n2с означает 46 хромосом и 46 хроматид, а 2n4с — 46 хромосом и 92 хроматиды. 

Рассмотрим подробнее фазы митоза:

• Профаза (2n4с) — спирализация хромосом, уменьшение их функциональной активности; репликация практически не идёт; разрушение оболочки ядра; образование веретена деления.
• Метафаза (2n4с) — прикрепление хромосом к нитям веретена деления; спирализация хромосом достигает максимума; хромосомы утрачивают свою функциональную активность, образуют экваториальную (метафазную) пластинку. 
• Анафаза (4n4c) — деление центромер; расхождение по нитям веретена сестринских хромосом. Анафаза заканчивается, когда центромеры достигают полюсов клетки.
• Телофаза (2n2c) — деспирализация хромосом; образование ядерной оболочки; деление цитоплазмы; между дочерними клетками на экваторе образуется перетяжка. В растительных и грибных клетках в этом месте начинает закладываться клеточная стенка. 

Многие клетки вступают в фазу G0 после митоза и находятся в ней всю жизнь до гибели. Обычно это высокоспециализированные клетки, которые не могут совмещать эффективное выполнение своих функций и размножение. Например, в фазе G0 находится большинство нейронов головного мозга. 

Биологическое значение митоза — образование генетически одинаковых дочерних клеток с тем же набором хромосом, что был у материнской клетки. Сохраняется преемственность в ряду клеточных поколений. 

Сравнение двух типов деления

После митотического деления происходит формирование соматических клеток. Без него многие жизненно необходимые процессы, например, регенерация, развитие, бесполое размножение или рост, не представляются возможными. А характерной чертой мейоза является образование гамет, без которых невозможно половое размножение. Несмотря на то что эти процессы лежат в основе создания разных клеток, они имеют общие черты.

Во время интерфазы обоих процессов ДНК удваивается, к тому же этапы одинаковые. Однако в результате нескольких делений мейоза, первое из которых сопровождается конъюгацией, получается четыре половые клетки с набором хромосом 1n1c, а после деления митоза, не сопровождающегося конъюгацией, образуются только две клетки, содержащие диплоидный, 2n2c.

Что такое мейоз

Второй способ деления эукариотической клетки — мейоз. Это процесс деления клетки, во время которого получаются дочерние клетки — гаметы. У мужчин это сперматозоид, а у женщин яйцеклетка. Гаметы получают только половину генетической информации родительской клетки. Число хромосом уменьшается в два раза. 

Затем гаметы могут объединяться, образуя новую клетку, сочетающую генетическую информацию обеих клеток-родителей — зиготу. Процесс слияния половых клеток называется оплодотворением. Если зигота совершит цепь митозов, сформируется новый организм. 

Каждая гамета человека содержит 23 хромосомы — гаплоидный набор (n). Когда гаметы объединяются, получается зигота с 46 хромосомами — диплоидный набор (2n). 

Во время мейоза одна клетка с 46 хромосомами делится дважды. Первое деление называется мейоз I, второе деление называется мейоз II. Интерфаза между двумя этапами деления мейоза настолько кратковременна, что практически незаметна, и в ней не происходит удвоение ДНК. В результате образуются четыре дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами. 

Мейоз I подразделяется на четыре фазы, аналогичные фазам митоза:

• Профаза I (2n4c) — занимает 90% времени. Происходит скручивание молекул ДНК и образование хромосом. Каждая хромосома состоит из двух гомологичных хроматид — 2n4c. Происходит конъюгация хромосом: гомологичные (парные) хромосомы сближаются и скручиваются, образуя структуры из двух соединённых хромосом — такие структуры называют тетрады, или биваленты. Затем гомологичные хромосомы начинают расходиться. При этом происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами. В результате этого процесса создаются новые комбинации генов в потомстве. Растворяется ядерная оболочка. Разрушаются ядрышки. Формируется веретено деления.
• ‍Метафаза I (2n4c) — биваленты выстраиваются на экваторе веретена деления, при этом ориентация центромер к полюсам абсолютно случайная.
• Анафаза I (хромосомный набор к концу анафазы: у полюсов — 1n2c, в клетке — 2n4c) — гомологичные хромосомы отходят к разным полюсам, при этом сестринские хроматиды всё ещё соединены центромерой. За счёт случайной ориентации центромер распределение хромосом к полюсам также случайно, так как нити веретена прикрепляются произвольно. 
• Телофаза I (1n2c) — происходит деспирализация хромосом. Если интерфаза между делениями длительна, может образоваться новая ядерная оболочка.

Мейоз II подразделяется на четыре такие же фазы: 

• Профаза II (1n2c) — восстанавливается новое веретено деления, ядерная мембрана растворяется, если образовывалась в телофазе I.
• Метафаза II (1n2c) — хромосомы выстраиваются в экваториальной части веретена, а нити веретена прикрепляются к центромерам.
• Анафаза II (хромосомный набор у каждого полюса — 1n1c, в клетке — 2n2c) — центромеры расщепляются, двухроматидные хромосомы разделяются, и теперь к каждому полюсу движется однохроматидная хромосома. 
• Телофаза II (1n1c) — происходит деспирализация хромосом, формирование ядерных оболочек и разделение цитоплазмы; в результате двух делений из диплоидной материнской клетки получается четыре гаплоидных дочерних клетки. 

Биологическое значение мейоза — образование гаплоидных клеток, отличающихся генетически друг от друга: половых клеток (гамет) у животных  и спор у растений.