Мейоз

Визначення і загальна характеристика

МЕЙО́З (від грец. μείωσις — зменше­н­ня) — спеціалізований тип клітин­ного поділу, в процесі якого кількість хромосом зменшується вдвічі та утворюються чотири гаплоїдні клітини, що генетично від­різняються від батьківських. Ін. назва — редукц. поділ. М. уперше ви­вчено і описано 1876 у яйцях морських їжаків нім. біо­логом О. Гертвіґом; 1883 бельг. ученим Е. ван Бенеденом і 1890 нім. біо­логом А. Вайсманом, який ви­значив важливість цього процесу у спадковості. Термін «М.» уведено 1905 англ. біо­логами Дж. Фармером і Ж. Муром. 1911 амер. генетик Т. Морґан описав кросинговер у плодової мушки Drosophila melanogaster, що до­зволило встановити пере­дачу генет. ознак хромосомами. В Україні ви­вче­н­ня процесу М. 1918 започаткував Я. Модилевський, досліджуючи М. у материн. клітинах мікро- та макроспор в орхідеї-гніздівки, зокрема стадії синапсису й діакінезу. У 1930–40-і рр. він продовжив дослідж. М. у між­видових гібридів, гаплоїдів та амфідиплоїдів із роду Nicoliana у результаті яких встановив від­сутність конʼюгації хромосом у гаплоїд. тютюну. П. Оксіюк здійснював цитол. дослідж. амфідиплоїд. рослин із роду Digitalis. А. Сапєгін описав поруше­н­ня М. у внутрішньовидових і між­видових гібридів мʼякої і твердої пшениці. Близькі дані одержав також у ви­вчен­ні М. у материн. клітинах мікроспор у пшенично-пирій. гібридів. Пізніше В. Зосимович, Н. Наваліхіна та ін. дослідили особливості М. екс­периментально одержаних поліплоїдів конюшини і жита порівняно з диплоїдами та зʼясували збільше­н­ня кількості аномалій у мікроспорогенезі в поліплоїдів, що зро­стає від анафази І до анафази II. С. Гершензон об­ґрунтував значе­н­ня цитол., генет. і молекулярно-біол. дослідж. для ро­зумі­н­ня репарації мутаген. по­шкоджень ДНК, механізму синаптич. конʼюгації хромосом, генет. рекомбінації та конверсії генів, а також становле­н­ня та еволюцію М. Вважав, що протягом М. може від­буватися репарація однониткових ушкоджень ДНК, які не виправлені раніше екс­цизіон. і пост­реплікатив. репарацією. Так що М. охороняє гамети і спори від потрапля­н­ня у них хромосом із будь-яким по­шкодже­н­ням ДНК. М. — один із ключових механізмів спадковості та спадк. мінливості. Притаман. усім одноклітин. і багатоклітин. організмам — рослинам, тваринам та людині, яким властиве статеве роз­множе­н­ня. Залежно від місця М. у жит­тєвому циклі організмів роз­різняють 3 типи М. — 1) зигот. (початк.), від­бувається в зиготі після заплідне­н­ня та призводить до утворе­н­ня гаплоїд. зооспор (водорості, гриби); 2) проміж. (споровий) від­бувається в материн. клітинах мікро- та макроспор та призводить до утворе­н­ня гаплоїд. спор (вищі рослини); 3) гамет. (термінал.) від­бувається в процесі гаметогенезу, тобто утворе­н­ня статевих клітин — яйцеклітин і сперміїв (усі багатоклітин­ні тварини, людина, деякі нижчі рослини). Складається із двох послідов. поділів — редукц. (гетеротипіч.) та еквацій. (гомотипічного). В інтерфазі спочатку протягом G1-фази клітина синтезує широкий спектр структур. білків і ферментів, необхід. для росту. На цій стадії кожна хромосома складається з однієї ліній. молекули ДНК. У фазі синтезу (S-фазі) хромосоми по­двоюються та кожна хромосома складається вже із двох хроматид, зʼ­єд­наних центромерою. У редукц. ділен­ні (М. І) роз­різняють 4 фази — профазу І, яка складається з 5-ти стадій (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена та диакинез), метафазу І, анафазу І та телофазу І. На стадії лептотени ядро містить диплоїд. набір слабко спіралізов. хромосом. На стадії зиготени гомол. хромосоми роз­ташовуються попарно, щільно прилягають одна до одної по всій довжині (конʼюгують), утворюючи біваленти. Конʼюгація від­бувається в гомол. точках. У процесі конʼюгації несестрин. хроматиди, що належать різним хромосомам, обмінюються ділянками (кросинговер). На­прикінці стадії на певних ділянках двох гомол. хромосом, які конʼюгують, починається формува­н­ня т. зв. синаптонемал. комплексу, що завершується на стадії пахитени, хромосоми скорочуються та потовщуються, утворюючи біваленти. На стадії диплотени синаптонемал. комплекс де­градує та хромосоми починають роз­ходитися, в деяких точках помітно пере­хрести, або хіазми — результат кросинговеру. На стадії діакінезу хромосоми продовжують скорочуватися та потовщуватися. Ядерце зникає, ядерна оболонка дезінтегрує на пухирці, ме­йотичне веретено починає формуватися. У метафазі І біваленти роз­ташовуються в екваторіал. площині веретена діле­н­ня клітини, що вже сформувалося. В анафазі гомол. хромосоми (кожна з 2-х хроматид) роз­ходяться до різних полюсів веретена, в результаті чого в телофазі і формуються 2 ядра, кожне із гаплоїд. числом по­двоєних хромосом. Після телофази та корот. інтерфази (остан. може не бути) без реплікаціії ДНК на­ступає екваційне діле­н­ня (у М. ІІ роз­різняють: профаза ІІ, метафаза ІІ, анафаза ІІ, телофаза ІІ) шляхом звичай. мітозу. Під час цього діле­н­ня сестрин. хроматини роз­ходяться, в результаті чого утворюється 4 гаплоїд. ядра. Диплоїд. набір хромосом поновлюється під час заплідне­н­ня.

Літ.: Модилевский Я. С. Эмбриология покрытосемен­ных растений. К., 1953; Гершензон С. М. Многообразное значение ме­йоза для про­блем общей биологии. К., 1996; A. Marilee, S. Malik, J. Logsdon. A Phylogenetic inventory of meiotic genes: Evidence for sex in Giardia and an early eukaryotic origin of meiosis // Current Biology. 2005. Vol. 15; S. Adam, R. Wilkins. The evolution of meiosis from mitosis // Genetics. 2009. Vol. 181; Барціховський В. В., Шерстюк П. Я. Медична біо­логія: Під­руч. К., 2011.

Є. Л. Кордюм

Завантажити статтю