Передача наследственной информации при половом размножении - Основы генетики
Наследственность - это присущее всем организмам свойство обеспечивать в ряду поколений преемственность признаков и особенностей развития, то есть морфологической, физиологической и биохимической организации живых существ и характера их индивидуального развития (онтогенеза). Процессы расщепления и рекомбинации генов осуществляются благодаря половому размножению, когда любое наследственное изменение может распространиться на всю популяцию данного вида. Половое размножение объединяет генетический материал двух особей, что ускоряет процесс эволюции. При половом размножении в результате слияния раздельных наследственных факторов возникает защита от действия вредных мутаций.
Передача наследственной информации при половом размножении происходит в результате мейоза, или редукционного деления (рис. 1).
Рис.1. Схема мейоза
Так как при оплодотворении объединяются материнский и отцовский наборы хромосом, уменьшение их числа вдвое при образовании гамет биологически необходимо. Этот процесс осуществляется во время мейоза. Мейоз состоит из двух быстро следующих друг за другом делений клеток. Одно из них редукционное (первое мейотическое деление), при котором число хромосом уменьшается в 2 раза; второе - эквационное (второе мейотическое деление), протекающее так же, как и митоз. Каждое из этих делений состоит из 4х фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.
Наиболее сложно протекает профаза первого деления. Она делится на пять последовательных стадий: лептонему, зигонему, пахинему, диплонему и диакинез.
В лептонеме размер ядра увеличивается, хромосомы имеют вид длинных тонких деспирализированных нитей, каждая из которых состоит из двух хроматид. В стадии зигонемы наблюдается конъюгация хромосом, состоящая в том, что парные (гомологичные) хромосомы сближаются и по всей длине соприкасаются участками друг с другом. Конъюгация хромосом контролируется генетической системой, усиливающей или ослабляющей спаривание. В стадии пахинемы конъюгирующие хромосомы образуют сдвоенные пары - биваленты. Каждый бивалент состоит из четырех хроматид. Во время диплонемы хроматиды в спаренных гомологичных хромосомах начинают расходиться. В это время хорошо наблюдается перекрест парных хромосом, во время которого происходит обмен их гомологичными участками (кроссинговер). В диакинезе хромосомы благодаря спирализации утолщаютя и укорачиваются, разрушается оболочка ядра, и наступает вторая стадия первого деления - метафаза, когда спаренные хромосомы, состоящие из четырех хроматид, располагаются в плоскости экватора веретена деления.
В анафазе спаренные гомологичные хромосомы, каждая из которых состоит из двух тесно связанных между собой хроматид, расходятся. Такие хромосомы называют диадами. К каждому полюсу отходит одна из хромосом каждой пары. Следовательно, в каждую вновь образовавшуюся клетку попадает половина хромосом материнской клетки, то есть происходит редукция (уменьшение) числа хромосом.
Распределение хромосом по дочерним клеткам при редукционном делении случайное: из каждой пары гомологичных хромосом любая может попасть либо в одну, либо в другую клетку.
Сразу же после первого деления и короткой телофазы наступает интерфаза. В нее хромосомы уже вступают удвоенными. Удвоение (редупликация) произошло еще перед первым делением (в интерфазе, предшествовавшей профазе первого деления). Вслед за этим наступает второе деление мейоза. Оно проходит по типу митоза, повторяя все его фазы.
При оплодотворении гаметы, имеющие гаплоидный набор хромосом, сливаются и образуется зигота, которая уже имеет диплоидный набор хромосом, свойственный особям данного вида. В конце мейоза образовавшаяся клетка имеет опять гаплоидный набор хромосом, при этом имеет новое сочетание генов по сравнению с гаметами, давшими начало данному организму. Возможность перекомбинации генов в образующихся гаметах практически бесконечна благодаря кроссинговеру (перекресту хромосом).
Таким образом, две парные хромосомы в результате перекреста и последующего разрыва обмениваются гомологичными участками. И гены, которые были в одной хромосоме, оказываются в разных хромосомах и попадают в разные гаметы, соответственно новая особь имеет отличный от родительской особи набор генов, то есть наследственной информации.
Гомологичные хромосомы (парные, гены которых в соответствующих (идентичных) локусах представляют собой аллельные гены -- аллели, то есть кодируют одни и те же белки или РНК) могут претерпевать скручивание и перекрест в нескольких местах. Чем в большем числе точек происходит кроссинговер, тем сильнее возрастает рекомбинация генов.
Из этого следует, что мейоз является механизмом, поддерживающим видовое постоянство числа хромосом; обеспечивает генетическую разнородность гамет благодаря случайной перекомбинации материнских и отцовских хромосом; вызывает образование хромосом нового генетического состава благодаря обмену участками гомологичных материнских и отцовских хромосом.
Похожие статьи
-
Характеристика бесполого и полового размножения - Деление клеток
Бесполое размножение -- форма размножения, не связанная с обменом генетической информацией между особями -- половым процессом. Бесполое размножение...
-
Развитие половой системы - длительный процесс, который не завершается в эмбриональном периоде, а продолжается после рождения, вплоть до достижения...
-
II закон Менделя (закон расщепления) - в потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления: четверть...
-
Особенности изучения. генетики человека - Основы генетики
Генетика человека (антропогенетика) 1. Методы изучения наследственности человека: генеалогические, близнецовые, цитогенетические, биохимические и...
-
Гибриды, полученные от скрещивания организмов, различающихся двумя парами альтернативных признаков, были названы дигетерозиготами, тремя парами--...
-
Мейоз - Химический состав клетки
Мейоз (от греч. meiosis - уменьшение), редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение...
-
Классификация процессов деления клеток - Деление клеток
Митоз -- непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток. Биологическое значение митоза состоит в строго...
-
Закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании - Генетика как наука, ее методы
Скрещивание особей, отличающихся друг от друга по двум вариантам одного и того же признака, называется моногибридным скрещиванием. Для моногибридного...
-
Простейшие с организацией жгутиконосцев - Строение, размножение и жизненные циклы простейших
Данная группа включает более 10 типов. Свободноживущие и паразитические животные. Одиночные, реже колониальные. Размеры животных и форма тела...
-
Несколько чаще встречаются uterus duplex и vagina duplex (septa). При данном виде аномалии также имеются две матки, две шейки и два влагалища, но на...
-
Редукционное деление (мейоз) и его биологическая роль, Гаметогенез и спорогенез - Деление клеток
Биологическая роль мейоза - является основным этапом гаметогенеза, обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом...
-
Основные свойства живых клеток - Цитологические исследования
Изучение живых клеток пролило свет на их жизненно важные функции. Было установлено, что последние можно разбить на четыре категории: подвижность,...
-
В составе полцарства выделяют до 10 и больше отделов водорослей; сюда же включают и отдел лишайники. Основные признаки следующие: 1) клетки крупные,...
-
Клеточная теория - Цитологические исследования
Клетки - это структурные единицы организмов. Впервые этот термин употребил Роберт Гук в 1665 году. К XIX веку усилиями многих ученых (особенно Маттиаса...
-
Свойство белков - Основы генетики
Белки - высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот и являются одними из наиболее сложных по строению и составу среди всех органических...
-
Расшифровка генетической информации - ДНК
Полимерные цепи белков состоят из мономерных звеньев - аминокислот и последовательность расположения их в белковой молекуле строго специфична. В связи с...
-
Разновидности канальцев яичка и придатка представлены: I. Сперматогенные, или извитые семенные, канальцы охарактеризованы в таблице 1.1....
-
Направления эволюции, Генетические и онтогенетические основы эволюции - Механизмы эволюции
Направление эволюции каждой систематической группы определяется взаимоотношениями между особенностями среды, в которой протекает эволюция данного...
-
3 Основы методики лечебной физической культуры при заболеваниях органов дыхания В занятиях лечебной физической культурой при заболеваниях органов дыхания...
-
При яичниковой форме ЗПР отмечается уменьшение фолликулярного аппарата; подобные яичники называют гипопластическими, "нечувствительными", резистентными к...
-
Наследственные болезни могут быть вызваны нарушениями в отдельных генах, хромосомах или хромосомных наборах. Впервые связь между аномальным набором...
-
Фазы митоза - Влияние наследственности и окружающей среды на индивидуальное развитие организма
В профазе увеличивается объем ядра, и вследствие спирализации хроматина формируются хромосомы. К концу профазы видно, что каждая хромосома состоит из...
-
Для данной формы характерны выраженные соматические аномалии: низкий рост (до 150 см), широкие плечи, узкий таз, короткая шея с крыловидными складками и...
-
Моніторинг та прогноз впливу інфраструктур водного транспорту на навколишнє середовище Актуальність проблеми формування систем оперативного контролю за...
-
Протягом кількох років нами проводилися цілеспрямовані дослідження з проблеми забруднення басейну Чорного моря баластними водами, в тому числі за...
-
Модель строения биологических мембран - Основы генетики
Строение биологической мембраны Биологические мембраны являются структурным элементом большего числа клеточных образований. Они представляют собой...
-
Амитотическое деление, Митоз и его биологическая роль - Деление клеток
Амитотическое деление клеток представляет собой процесс простого деления, в котором не происходит слияния хромосом, а в делящейся клетке возникает...
-
Строение листа (рисунок Ф. Унгера) - Учение о растительной клетке
Весьма сложные процессы равномерного распределения ядерного вещества, наблюдаемые при делении клеток у высших растений, ускользнули от внимания этих...
-
При этом клиническом варианте соматических аномалий нет. Рост обычный или ниже среднего, молочные железы не развиты, половое оволосение скудное или...
-
Процесс митоза обеспечивает строго равномерное распределение хромосом между двумя дочерними ядрами, так что в многоклеточном организме все клетки имеют...
-
Причины утомления: 1. В организме - 2. В мышце - в мышце во время сокращения накапливаются продукты обмена веществ (фосфорная кислота, молочная), которые...
-
Данная форма ППР характеризуется появлением признаков полового созревания противоположного пола (мужского) у девочек в первом десятилетии жизни. Наиболее...
-
Особо актуальными в настоящее время являются такие инфекции наружных покровов, как вирусные гепатиты В. Д И С, а также ВИЧ-инфекция. Все эти заболевания...
-
Операции по коррекции пола в нашей стране начали делать около 30 лет назад строго по медицинским показаниям. Пересадка органов. Пересадка органов от...
-
Яичники. С 3--4 недели внутриутробной жизни - первыми закладываются половые железы, которые являются одним из важнейших звеньев в регуляции функции...
-
Одним из представителей РОФ третьего эшелона является Цп - исключительно активный гликопротеин 2 - глобулиновой фракции сыворотки крови человека и высших...
-
Размеры бактериальной клетки обычно составляют от 1 до 15 мкм. Форма клеток очень разнообразна: палочковидные (бациллы), сферические (кокки),...
-
Формальная генетика пластид - Генетика пластид
Пластиды - органеллы, локализованные только в клетках высших растений и водорослей. Они ответственны за фотосинтез, хранение разнообразных продуктов...
-
В наше время очень актуально проблема вирусов. Она привлекает внимание все большего числа ученых. Когда стало известно о существовании вирусов, никто и...
-
Биопринтер -- биологическая вариация технологии reprap, устройство, способное из клеток создавать любой орган, нанося клетки слой за слоем, уже создано....
Передача наследственной информации при половом размножении - Основы генетики