2 stades de la méiose. Cycle de vie cellulaire

On sait des organismes vivants qu'ils respirent, mangent, se multiplient et meurent, c'est leur fonction biologique. Mais pourquoi tout cela se passe-t-il ? En raison des briques - des cellules qui respirent, se nourrissent, meurent et se multiplient également. Mais comment cela se passe-t-il ?

À propos de la structure des cellules

La maison est constituée de briques, de blocs ou de rondins. Ainsi, le corps peut être divisé en unités élémentaires - les cellules. Toute la variété des êtres vivants en est constituée, la différence ne réside que dans leur nombre et leurs types. Les muscles, le tissu osseux, la peau, tous les organes internes en sont composés - ils diffèrent tellement dans leur fonction. Mais quelles que soient les fonctions remplies par telle ou telle cellule, elles sont toutes disposées à peu près de la même manière. Tout d'abord, toute "brique" a une coquille et un cytoplasme contenant des organites. Certaines cellules n'ont pas de noyau, elles sont dites procaryotes, mais tous les organismes plus ou moins développés sont constitués de cellules eucaryotes qui possèdent un noyau dans lequel l'information génétique est stockée.

Les organelles situées dans le cytoplasme sont diverses et intéressantes, elles remplissent des fonctions importantes. Dans les cellules d'origine animale, le réticulum endoplasmique, les ribosomes, les mitochondries, le complexe de Golgi, les centrioles, les lysosomes et les éléments moteurs sont isolés. Avec leur aide, tous les processus qui assurent le fonctionnement du corps ont lieu.

vitalité cellulaire

Comme déjà mentionné, tous les êtres vivants mangent, respirent, se multiplient et meurent. Cette affirmation est vraie à la fois pour les organismes entiers, c'est-à-dire les personnes, les animaux, les plantes, etc., et pour les cellules. C'est incroyable, mais chaque "brique" a sa propre vie. Grâce à ses organites, il reçoit et traite les nutriments, l'oxygène et élimine tout excès vers l'extérieur. Le cytoplasme lui-même et le réticulum endoplasmique remplissent une fonction de transport, les mitochondries sont responsables, entre autres, de la respiration, ainsi que de la fourniture d'énergie. Le complexe de Golgi est impliqué dans l'accumulation et l'élimination des déchets cellulaires. D'autres organites sont également impliqués dans des processus complexes. Et à un certain stade, il commence à se diviser, c'est-à-dire que le processus de reproduction a lieu. Cela vaut la peine d'être examiné plus en détail.

processus de division cellulaire

La reproduction est l'une des étapes du développement d'un organisme vivant. Il en va de même pour les cellules. À un certain stade du cycle de vie, ils entrent dans un état où ils deviennent prêts pour la reproduction. ils se divisent simplement en deux, s'allongent, puis forment une cloison. Ce processus est simple et presque entièrement étudié sur l'exemple des bactéries en forme de bâtonnet.

Avec tout est un peu plus compliqué. Ils se reproduisent de trois manières différentes, appelées amitose, mitose et méiose. Chacune de ces voies a ses propres caractéristiques, elle est inhérente à un type particulier de cellule. Amitose

considérée comme la plus simple, elle est aussi appelée fission binaire directe. Il double la molécule d'ADN. Cependant, aucun fuseau de fission n'est formé, cette méthode est donc la plus économe en énergie. L'amitose est observée chez les organismes unicellulaires, tandis que les tissus multicellulaires se reproduisent par d'autres mécanismes. Cependant, il est parfois observé dans des endroits où l'activité mitotique est réduite, par exemple dans les tissus matures.

Parfois, la division directe est isolée comme un type de mitose, mais certains scientifiques la considèrent comme un mécanisme distinct. Le déroulement de ce processus, même dans les vieilles cellules, est assez rare. Ensuite, la méiose et ses phases, le processus de la mitose, ainsi que les similitudes et les différences de ces méthodes, seront examinés. Par rapport à la division simple, ils sont plus complexes et parfaits. Cela est particulièrement vrai de la division de réduction, de sorte que les caractéristiques des phases de la méiose seront les plus détaillées.

Un rôle important dans la division cellulaire est joué par les centrioles - des organites spéciaux, généralement situés à côté du complexe de Golgi. Chacune de ces structures est constituée de 27 microtubules regroupés par trois. L'ensemble de la structure est cylindrique. Les centrioles sont directement impliqués dans la formation du fuseau de division cellulaire dans le processus de division indirecte, qui sera discuté plus tard.

Mitose

La durée de vie des cellules varie. Certains vivent quelques jours et certains peuvent être attribués à des centenaires, car leur changement complet se produit très rarement. Et presque toutes ces cellules se reproduisent par mitose. Pour la plupart d'entre eux, une moyenne de 10 à 24 heures s'écoule entre les périodes de division. La mitose elle-même prend une courte période de temps - chez les animaux environ 0,5-1

heure, et dans les plantes environ 2-3. Ce mécanisme assure la croissance de la population cellulaire et la reproduction d'unités identiques dans leur contenu génétique. C'est ainsi que s'observe la continuité des générations au niveau élémentaire. Le nombre de chromosomes reste inchangé. C'est ce mécanisme qui est la variante la plus courante de la reproduction des cellules eucaryotes.

L'importance de ce type de division est grande - ce processus aide à développer et à régénérer les tissus, grâce auxquels se produit le développement de l'organisme entier. De plus, c'est la mitose qui sous-tend la reproduction asexuée. Et une autre fonction est le mouvement des cellules et le remplacement des cellules obsolètes. Par conséquent, il est faux de supposer qu'en raison du fait que les étapes de la méiose sont plus compliquées, son rôle est beaucoup plus élevé. Ces deux processus remplissent des fonctions différentes et sont importants et irremplaçables à leur manière.

La mitose se compose de plusieurs phases qui diffèrent par leurs caractéristiques morphologiques. L'état dans lequel se trouve la cellule, étant prête pour la division indirecte, est appelé interphase, et le processus lui-même est divisé en 5 étapes supplémentaires, qui doivent être examinées plus en détail.

Phases de la mitose

Étant en interphase, la cellule se prépare à la division : la synthèse d'ADN et de protéines se produit. Cette étape est divisée en plusieurs autres, au cours desquelles toute la structure se développe et les chromosomes sont dupliqués. Dans cet état, la cellule reste jusqu'à 90% de l'ensemble du cycle de vie.

Les 10% restants sont occupés directement par la division, qui est divisée en 5 étapes. Au cours de la mitose des cellules végétales, la préprophase est également libérée, qui est absente dans tous les autres cas. De nouvelles structures se forment, le noyau se déplace vers le centre. Une bande de préprophase est formée, marquant le lieu proposé de la future division.

Dans toutes les autres cellules, le processus de mitose se déroule comme suit :

Tableau 1

Nom de scène	Caractéristique
Prophase	Le noyau augmente de taille, les chromosomes qu'il contient se spiralisent, deviennent visibles au microscope. Le fuseau est formé dans le cytoplasme. Le nucléole se décompose souvent, mais cela ne se produit pas toujours. Le contenu du matériel génétique dans la cellule reste inchangé.
prométaphase	La membrane nucléaire se décompose. Les chromosomes commencent un mouvement actif mais aléatoire. En fin de compte, ils viennent tous au plan de la plaque métaphasique. Cette étape dure jusqu'à 20 minutes.
métaphase	Les chromosomes s'alignent le long du plan équatorial du fuseau à peu près à égale distance des deux pôles. Le nombre de microtubules qui maintiennent toute la structure dans un état stable atteint un maximum. Les chromatides soeurs se repoussent, ne gardant la connexion que dans le centromère.
Anaphase	L'étape la plus courte. Les chromatides se séparent et se repoussent vers les pôles les plus proches. Ce processus est parfois isolé séparément et est appelé anaphase A. À l'avenir, les pôles de division eux-mêmes divergent. Dans les cellules de certains protozoaires, la longueur du fuseau de division augmente jusqu'à 15 fois. Et cette sous-étape est appelée anaphase B. La durée et la séquence des processus à ce stade sont variables.
Télophase	Après la fin de la divergence aux pôles opposés, les chromatides s'arrêtent. Il se produit une décondensation des chromosomes, c'est-à-dire leur augmentation de taille. La reconstruction des membranes nucléaires des futures cellules filles commence. Les microtubules du fuseau disparaissent. Des noyaux se forment, la synthèse d'ARN reprend.

Après l'achèvement de la division de l'information génétique, une cytokinèse ou une cytotomie se produit. Ce terme fait référence à la formation de corps de cellules filles à partir du corps de la mère. Dans ce cas, les organites, en règle générale, sont divisées en deux, bien que des exceptions soient possibles, une partition est formée. La cytokinèse n'est généralement pas distinguée dans une phase distincte, en la considérant dans la télophase.

Ainsi, les processus les plus intéressants impliquent des chromosomes porteurs d'informations génétiques. Quels sont-ils et pourquoi sont-ils si importants ?

À propos des chromosomes

N'ayant toujours pas la moindre idée de la génétique, les gens savaient que de nombreuses qualités de la progéniture dépendent des parents. Avec le développement de la biologie, il est devenu évident que des informations sur un organisme particulier sont stockées dans chaque cellule et qu'une partie de celles-ci est transmise aux générations futures.

A la fin du 19ème siècle, les chromosomes ont été découverts - des structures constituées d'un long

Molécules d'ADN. Cela est devenu possible avec l'amélioration des microscopes, et même maintenant, ils ne peuvent être vus que pendant la période de division. Le plus souvent, la découverte est attribuée au scientifique allemand W. Fleming, qui a non seulement rationalisé tout ce qui a été étudié avant lui, mais a également apporté sa contribution: il a été l'un des premiers à étudier la structure cellulaire, la méiose et ses phases, et a également introduit le terme "mitose". Le concept même de "chromosome" a été proposé un peu plus tard par un autre scientifique - l'histologue allemand G. Waldeyer.

La structure des chromosomes au moment où ils sont clairement visibles est assez simple - ce sont deux chromatides reliées au milieu par un centromère. C'est une séquence spécifique de nucléotides et joue un rôle important dans le processus de reproduction cellulaire. En fin de compte, le chromosome est extérieurement en prophase et en métaphase, lorsqu'il est le mieux visible, ressemble à la lettre X.

En 1900, décrivant les principes de la transmission des traits héréditaires ont été découverts. Ensuite, il est devenu clair que les chromosomes sont exactement ce avec quoi l'information génétique est transmise. À l'avenir, les scientifiques ont mené une série d'expériences le prouvant. Et puis le sujet d'étude était l'effet que la division cellulaire a sur eux.

Méiose

Contrairement à la mitose, ce mécanisme conduit finalement à la formation de deux cellules avec un ensemble de chromosomes 2 fois inférieur à celui d'origine. Ainsi, le processus de méiose sert de transition de la phase diploïde à la phase haploïde, et en premier lieu

nous parlons de la division du noyau, et déjà dans le second - la cellule entière. La restauration de l'ensemble complet des chromosomes se produit à la suite d'une fusion supplémentaire des gamètes. En raison de la diminution du nombre de chromosomes, cette méthode est également définie comme une division cellulaire de réduction.

La méiose et ses phases ont été étudiées par des scientifiques renommés tels que V. Fleming, E. Strasburgrer, V. I. Belyaev et d'autres. L'étude de ce processus dans les cellules des plantes et des animaux se poursuit à ce jour - c'est tellement compliqué. Initialement, ce processus était considéré comme une variante de la mitose, mais presque immédiatement après la découverte, il a néanmoins été isolé en tant que mécanisme distinct. La caractérisation de la méiose et sa signification théorique ont été décrites pour la première fois de manière adéquate par August Weissmann dès 1887. Depuis, l'étude du processus de fission par réduction a beaucoup avancé, mais les conclusions tirées n'ont pas encore été réfutées.

La méiose ne doit pas être confondue avec la gamétogenèse, bien que les deux processus soient étroitement liés. Les deux mécanismes sont impliqués dans la formation des cellules germinales, mais il existe un certain nombre de différences sérieuses entre eux. La méiose se produit en deux étapes de division, chacune composée de 4 phases principales, il y a une courte pause entre elles. La durée de l'ensemble du processus dépend de la quantité d'ADN dans le noyau et de la structure de l'organisation chromosomique. En général, il est beaucoup plus long que la mitose.

Soit dit en passant, l'une des principales raisons de l'importante diversité des espèces est la méiose. À la suite de la division par réduction, l'ensemble des chromosomes est divisé en deux, de sorte que de nouvelles combinaisons de gènes apparaissent, ce qui, tout d'abord, augmente potentiellement l'adaptabilité et l'adaptabilité des organismes, recevant finalement certains ensembles de traits et de qualités.

Phases de la méiose

Comme déjà mentionné, la division cellulaire de réduction est classiquement divisée en deux étapes. Chacune de ces étapes est divisée en 4 autres et la première phase de la méiose - la prophase I, à son tour, est divisée en 5 étapes distinctes. Comme ce processus continue d'être étudié, d'autres pourraient être identifiés à l'avenir. On distingue désormais les phases suivantes de la méiose :

Tableau 2

Nom de scène	Caractéristique
Première division (réduction)
Prophase I
leptotène	D'une autre manière, cette étape s'appelle l'étape des fils fins. Les chromosomes ressemblent à une boule emmêlée sous un microscope. Parfois, un proleptotène est isolé lorsque les fils individuels sont encore difficiles à discerner.
zygotène	L'étape de fusion des threads. Homologues, c'est-à-dire similaires en morphologie et génétiquement, les paires de chromosomes fusionnent. Dans le processus de fusion, c'est-à-dire de conjugaison, des bivalents ou des tétrades se forment. Complexes dits assez stables de paires de chromosomes.
pachytène	Stade de fils épais. A ce stade, les chromosomes se spiralisent et la réplication de l'ADN est terminée, des chiasmas se forment - les points de contact des parties individuelles des chromosomes - les chromatides. Le processus de croisement a lieu. Les chromosomes se croisent et échangent des informations génétiques.
diplotène	Aussi appelé stade double brin. Les chromosomes homologues chez les bivalents se repoussent et ne restent connectés que dans les chiasmes.
diacinèse	A ce stade, les bivalents divergent à la périphérie du noyau.
Métaphase I	La coquille du noyau est détruite, un fuseau de fission se forme. Les bivalents se déplacent vers le centre de la cellule et s'alignent le long du plan équatorial.
Anaphase I	Les bivalents se séparent, après quoi chaque chromosome de la paire se déplace vers le pôle le plus proche de la cellule. La séparation en chromatides ne se produit pas.
Télophase I	Le processus de divergence des chromosomes est terminé. Des noyaux séparés de cellules filles sont formés, chacun avec un ensemble haploïde. Les chromosomes sont déspiralisés et l'enveloppe nucléaire se forme. Parfois, il y a cytokinèse, c'est-à-dire la division du corps cellulaire lui-même.
Deuxième division (égale)
Prophase II	Les chromosomes se condensent, le centre cellulaire se divise. L'enveloppe nucléaire est détruite. Un fuseau de division se forme, perpendiculaire au premier.
Métaphase II	Dans chacune des cellules filles, les chromosomes s'alignent le long de l'équateur. Chacun d'eux est constitué de deux chromatides.
Anaphase II	Chaque chromosome est divisé en chromatides. Ces parties divergent vers des pôles opposés.
Télophase II	Les chromosomes de chromatides uniques résultants sont déspiralisés. L'enveloppe nucléaire est formée.

Ainsi, il est évident que les phases de division de la méiose sont beaucoup plus compliquées que le processus de mitose. Mais, comme déjà mentionné, cela n'enlève rien au rôle biologique de la division indirecte, car ils remplissent des fonctions différentes.

Soit dit en passant, la méiose et ses phases sont également observées chez certains protozoaires. Cependant, en règle générale, il ne comprend qu'une seule division. On suppose qu'une telle forme en une étape s'est développée plus tard en une forme moderne en deux étapes.

Différences et similitudes de la mitose et de la méiose

À première vue, il semble que les différences entre ces deux processus soient évidentes, car ce sont des mécanismes complètement différents. Cependant, avec une analyse plus approfondie, il s'avère que les différences entre la mitose et la méiose ne sont pas si globales, elles conduisent finalement à la formation de nouvelles cellules.

Tout d'abord, il convient de parler de ce que ces mécanismes ont en commun. En fait, il n'y a que deux coïncidences : dans la même séquence de phases, et aussi dans le fait que

avant les deux types de division, la réplication de l'ADN se produit. Bien que, en ce qui concerne la méiose, avant le début de la prophase I, ce processus ne soit pas complètement terminé, se terminant à l'une des premières sous-étapes. Et la séquence des phases, bien que similaire, mais, en fait, les événements qui s'y déroulent ne coïncident pas complètement. Ainsi, les similitudes entre la mitose et la méiose ne sont pas si nombreuses.

Il y a beaucoup plus de différences. Tout d'abord, la mitose se produit alors que la méiose est étroitement liée à la formation de cellules germinales et à la sporogenèse. Dans les phases elles-mêmes, les processus ne coïncident pas complètement. Par exemple, le croisement en mitose se produit pendant l'interphase, et pas toujours. Dans le second cas, ce processus rend compte de l'anaphase de la méiose. La recombinaison des gènes en division indirecte n'est généralement pas effectuée, ce qui signifie qu'elle ne joue aucun rôle dans le développement évolutif de l'organisme et le maintien de la diversité intraspécifique. Le nombre de cellules résultant de la mitose est de deux, et elles sont génétiquement identiques à la mère et ont un ensemble diploïde de chromosomes. Lors de la division de réduction, tout est différent. Le résultat de la méiose est 4 différent de celui de la mère. De plus, les deux mécanismes diffèrent considérablement en durée, et cela est dû non seulement à la différence du nombre d'étapes de fission, mais également à la durée de chacune des étapes. Par exemple, la première prophase de la méiose dure beaucoup plus longtemps, car la conjugaison et le croisement des chromosomes se produisent à ce moment. C'est pourquoi il est en outre divisé en plusieurs étapes.

En général, les similitudes entre la mitose et la méiose sont plutôt insignifiantes par rapport à leurs différences les unes des autres. Il est presque impossible de confondre ces processus. Par conséquent, il est même quelque peu surprenant que la division de réduction ait été auparavant considérée comme un type de mitose.

Conséquences de la méiose

Comme déjà mentionné, après la fin du processus de division par réduction, au lieu de la cellule mère avec un ensemble diploïde de chromosomes, quatre haploïdes sont formés. Et si nous parlons des différences entre la mitose et la méiose, c'est la plus importante. La restauration de la quantité requise, si nous parlons de cellules germinales, se produit après la fécondation. Ainsi, à chaque nouvelle génération, le nombre de chromosomes ne double pas.

De plus, lors de la méiose se produit dans le processus de reproduction, cela conduit au maintien de la diversité intraspécifique. Ainsi, le fait que même les frères et sœurs soient parfois très différents les uns des autres est précisément le résultat de la méiose.

Soit dit en passant, la stérilité de certains hybrides du règne animal est aussi un problème de division de réduction. Le fait est que les chromosomes de parents appartenant à différentes espèces ne peuvent pas entrer en conjugaison, ce qui signifie que le processus de formation de cellules germinales viables à part entière est impossible. Ainsi, c'est la méiose qui sous-tend le développement évolutif des animaux, des plantes et d'autres organismes.

Méiose (du grec. méiose- diminution) est un type particulier de division des cellules eucaryotes, dans lequel, après une seule duplication d'ADN, la cellule divisé deux fois , et 4 cellules haploïdes sont formées à partir d'une cellule diploïde. Se compose de 2 divisions consécutives (notées II et II); chacun d'eux, comme la mitose, comprend 4 phases (prophase, métaphase, anaphase, télophase) et la cytokinèse.

Phases de la méiose :

Prophase je , il est complexe, divisé en 5 étapes :

1. Leptonème (du grec. leptos- mince, néma- fil) - les chromosomes se spiralisent et deviennent visibles sous forme de fils fins. Chaque chromosome homologue est déjà répliqué à 99,9% et se compose de deux chromatides sœurs reliées l'une à l'autre dans la région du centromère. Le contenu du matériel génétique - 2 n 2 XP 4 c. Chromosomes à l'aide de grappes de protéines ( disques de fixation ) sont attachés aux deux extrémités à la membrane interne de l'enveloppe nucléaire. La membrane nucléaire est préservée, le nucléole est visible.

2. Zigonema (du grec. Zygon - appariés) - les chromosomes diploïdes homologues se précipitent et se connectent d'abord dans la région du centromère, puis sur toute la longueur ( conjugaison ). Sont formés bivalents (de lat. bi - double, valens- fort), ou tétrades chromatides. Le nombre de bivalents correspond à l'ensemble haploïde de chromosomes, le contenu du matériel génétique peut être écrit comme 1 n 4 XP 8 c. Chaque chromosome d'un bivalent provient soit du père, soit de la mère. chromosomes sexuels situé près de la membrane nucléaire interne. Cette zone s'appelle vésicule sexuelle.

Entre chromosomes homologues dans chaque bivalent, spécialisé complexes synaptonémiques (du grec. synapse- liaison, connexion), qui sont des structures protéiques. À fort grossissement, le complexe montre deux filaments protéiques parallèles, chacun de 10 nm d'épaisseur, reliés par de fines bandes transversales d'environ 7 nm de taille ; des chromosomes sous la forme de nombreuses boucles se trouvent de part et d'autre d'eux.

Au centre des cols complexes élément axial 20 à 40 nm d'épaisseur. Le complexe synaptonémique est comparé à échelle de corde dont les côtés sont formés par des chromosomes homologues. Une comparaison plus précise est fermeture éclair .

À la fin du zygonème, chaque paire de chromosomes homologues est interconnectée par des complexes synaptonémiques. Seuls les chromosomes sexuels X et Y ne se conjuguent pas complètement, car ils ne sont pas complètement homologues.

3. Dans pachinema (du grec. pahys- épais) les bivalents se raccourcissent et s'épaississent. Entre les chromatides d'origine maternelle et paternelle, des connexions se produisent à plusieurs endroits - chiasma (du grec c Hiazma- traverser). Dans la région de chaque chiasma, un complexe de protéines se forme, qui sont impliquées dans recombinaison (d ~ 90 nm), et il y a un échange des sections correspondantes de chromosomes homologues - du paternel au maternel et vice versa. Ce processus est appelé traverser (de l'anglais. Avecrosser- plus de- carrefour). Dans chaque bivalent humain, par exemple, le croisement se produit dans deux à trois sites.

4. Dans diplonome (du grec. diploos- les complexes synaptonémiques doubles se désintègrent et les chromosomes homologues de chaque bivalent s'éloigner l'un de l'autre, mais la connexion entre eux est préservée dans les zones de chiasma.

5. diacinèse (du grec. diakinéine- traverser). Dans la diacinèse, la condensation des chromosomes est terminée, ils sont séparés de l'enveloppe nucléaire, mais les chromosomes homologues restent reliés les uns aux autres par les sections terminales, et les chromatides sœurs de chaque chromosome sont des centromères. Les bivalents prennent une forme bizarre anneaux, croix, huit etc. A ce moment, l'enveloppe nucléaire et les nucléoles sont détruits. Les centrioles répliqués sont envoyés aux pôles, les fibres du fuseau sont attachées aux centromères des chromosomes.

En général, la prophase de la méiose est très longue. Avec le développement des spermatozoïdes, cela peut durer plusieurs jours, et avec le développement des ovules, pendant de nombreuses années.

métaphase je ressemble à un stade similaire de la mitose. Les chromosomes sont installés dans le plan équatorial, formant une plaque métaphasique. Contrairement à la mitose, les microtubules du fuseau sont attachés au centromère de chaque chromosome d'un seul côté (du côté du pôle), tandis que les centromères des chromosomes homologues sont situés des deux côtés de l'équateur. La connexion entre les chromosomes à l'aide du chiasma continue d'être préservée.

À anaphase je les chiasmes se désagrègent, les chromosomes homologues se séparent les uns des autres et divergent vers les pôles. Centromères ces chromosomes, cependant, contrairement à l'anaphase de la mitose, non répliqué, ce qui signifie que les chromatides sœurs ne divergent pas. La divergence des chromosomes est caractère aléatoire. Le contenu de l'information génétique devient 1 n 2 XP 4 cà chaque pôle de la cellule, mais en général dans la cellule - 2(1 n 2 XP 4 c) .

À télophase je , comme dans la mitose, les membranes nucléaires et les nucléoles se forment, le sillon de fission. Puis vient cytokinèse . Contrairement à la mitose, la déspiralisation des chromosomes ne se produit pas.

À la suite de la méiose I, 2 cellules filles se forment contenant un ensemble haploïde de chromosomes; chaque chromosome a 2 chromatides génétiquement distinctes (recombinantes) : 1 n 2 XP 4 c. Par conséquent, à la suite de la méiose, il se produit réduction (réduire de moitié) le nombre de chromosomes, d'où le nom de la première division - réduction .

Après la fin de la méiose I, il y a une courte période - interkinésie , au cours de laquelle il n'y a pas de réplication de l'ADN et de doublement des chromatides.

Prophase II est de courte durée et la conjugaison des chromosomes ne se produit pas.

À métaphase II les chromosomes s'alignent dans le plan de l'équateur.

À anaphase II L'ADN dans le centromère se réplique, comme cela se produit dans l'anaphase de la mitose, les chromatides divergent vers les pôles.

Après télophase II et cytokinèse II les cellules filles sont formées avec le contenu du matériel génétique dans chacune - 1 n 1 XP 2 c. En général, la deuxième division s'appelle équationnel (égalisation).

Ainsi, à la suite de deux divisions consécutives de la méiose, 4 cellules sont formées, chacune portant un ensemble haploïde de chromosomes.

Mitose- la principale méthode de division des cellules eucaryotes, dans laquelle se produit d'abord le doublement, puis une distribution uniforme du matériel héréditaire entre les cellules filles.

La mitose est un processus continu qui comporte quatre phases : la prophase, la métaphase, l'anaphase et la télophase. Avant la mitose, la cellule se prépare à la division ou à l'interphase. La période de préparation cellulaire pour la mitose et la mitose elle-même constituent ensemble cycle mitotique. Voici une brève description des phases du cycle.

Interphase se compose de trois périodes : présynthétique, ou postmitotique, - G 1, synthétique - S, postsynthétique, ou prémitotique, - G 2.

Période présynthétique (2n 2c, où n- le nombre de chromosomes, Avec- le nombre de molécules d'ADN) - croissance cellulaire, activation des processus de synthèse biologique, préparation pour la prochaine période.

Période synthétique (2n 4c) est la réplication de l'ADN.

Période post-synthétique (2n 4c) - préparation de la cellule pour la mitose, synthèse et accumulation de protéines et d'énergie pour la division à venir, augmentation du nombre d'organites, doublement des centrioles.

Prophase (2n 4c) - le démantèlement des membranes nucléaires, la divergence des centrioles vers différents pôles de la cellule, la formation de fils de fuseau de fission, la "disparition" des nucléoles, la condensation des chromosomes à deux chromatides.

métaphase (2n 4c) - alignement des chromosomes à deux chromatides les plus condensés dans le plan équatorial de la cellule (plaque de métaphase), fixation des fibres du fuseau avec une extrémité aux centrioles, l'autre - aux centromères des chromosomes.

Anaphase (4n 4c) - la division des chromosomes à deux chromatides en chromatides et la divergence de ces chromatides soeurs aux pôles opposés de la cellule (dans ce cas, les chromatides deviennent des chromosomes monochromatides indépendants).

Télophase (2n 2c dans chaque cellule fille) - décondensation des chromosomes, formation de membranes nucléaires autour de chaque groupe de chromosomes, désintégration des fils du fuseau de fission, apparition du nucléole, division du cytoplasme (cytotomie). La cytotomie dans les cellules animales est due au sillon de fission, dans les cellules végétales - à cause de la plaque cellulaire.

1 - prophase; 2 - métaphase; 3 - anaphase; 4 - télophase.

La signification biologique de la mitose. Les cellules filles formées à la suite de cette méthode de division sont génétiquement identiques à la mère. La mitose assure la constance de l'ensemble chromosomique dans un certain nombre de générations cellulaires. Sous-tend des processus tels que la croissance, la régénération, la reproduction asexuée, etc.

- Il s'agit d'une manière particulière de diviser les cellules eucaryotes, à la suite de laquelle se produit la transition des cellules d'un état diploïde à un état haploïde. La méiose consiste en deux divisions consécutives précédées d'une seule réplication d'ADN.

Première division méiotique (méiose 1) appelée réduction, car c'est lors de cette division que le nombre de chromosomes est divisé par deux : d'une cellule diploïde (2 n 4c) forment deux haploïdes (1 n 2c).

Interphase 1(au début - 2 n 2c, à la fin - 2 n 4c) - la synthèse et l'accumulation de substances et d'énergie nécessaires à la mise en œuvre des deux divisions, une augmentation de la taille des cellules et du nombre d'organites, le doublement des centrioles, la réplication de l'ADN, qui se termine en prophase 1.

Prophase 1 (2n 4c) - démantèlement des membranes nucléaires, divergence des centrioles aux différents pôles de la cellule, formation de filaments de fuseau de fission, "disparition" des nucléoles, condensation des chromosomes à deux chromatides, conjugaison des chromosomes homologues et croisement. Conjugaison- le processus de convergence et d'entrelacement des chromosomes homologues. Une paire de chromosomes homologues conjugués est appelée bivalent. Le croisement est le processus d'échange de régions homologues entre chromosomes homologues.

La prophase 1 est divisée en étapes : leptotène(achèvement de la réplication de l'ADN), zygotène(conjugaison de chromosomes homologues, formation de bivalents), pachytène(crossing over, recombinaison de gènes), diplotène(détection de chiasmas, 1 bloc d'ovogenèse humaine), diacinèse(terminalisation du chiasma).

1 - leptotène; 2 - zygotène; 3 - pachytène; 4 - diplotène; 5 - diacinèse; 6 - métaphase 1 ; 7 - anaphase 1; 8 - télophase 1 ;
9 - prophase 2; 10 - métaphase 2 ; 11 - anaphase 2; 12 - télophase 2.

Métaphase 1 (2n 4c) - alignement des bivalents dans le plan équatorial de la cellule, fixation des fils du fuseau de fission à une extrémité aux centrioles, l'autre - aux centromères des chromosomes.

Anaphase 1 (2n 4c) - divergence aléatoire indépendante des chromosomes à deux chromatides aux pôles opposés de la cellule (de chaque paire de chromosomes homologues, un chromosome se déplace vers un pôle, l'autre vers l'autre), recombinaison de chromosomes.

Télophase 1 (1n 2c dans chaque cellule) - la formation de membranes nucléaires autour de groupes de chromosomes à deux chromatides, la division du cytoplasme. Dans de nombreuses plantes, une cellule de l'anaphase 1 passe immédiatement à la prophase 2.

Deuxième division méiotique (méiose 2) appelé équationnel.

Interphase 2, ou interkinésie (1n 2c), est une courte pause entre les première et deuxième divisions méiotiques pendant laquelle la réplication de l'ADN ne se produit pas. caractéristique des cellules animales.

Prophase 2 (1n 2c) - démantèlement des membranes nucléaires, divergence des centrioles vers différents pôles de la cellule, formation de fibres fusiformes.

Métaphase 2 (1n 2c) - alignement des chromosomes à deux chromatides dans le plan équatorial de la cellule (plaque de métaphase), fixation des fibres du fuseau avec une extrémité aux centrioles, l'autre - aux centromères des chromosomes; 2 bloc de l'ovogenèse chez l'homme.

Anaphase 2 (2n 2Avec) - la division des chromosomes à deux chromatides en chromatides et la divergence de ces chromatides soeurs aux pôles opposés de la cellule (dans ce cas, les chromatides deviennent des chromosomes monochromatides indépendants), recombinaison des chromosomes.

Télophase 2 (1n 1c dans chaque cellule) - décondensation des chromosomes, formation de membranes nucléaires autour de chaque groupe de chromosomes, désintégration des fils de fuseau de fission, apparition du nucléole, division du cytoplasme (cytotomie) avec formation de quatre cellules haploïdes comme un résultat.

La signification biologique de la méiose. La méiose est l'événement central de la gamétogenèse chez les animaux et de la sporogenèse chez les plantes. Étant à la base de la variabilité combinatoire, la méiose assure la diversité génétique des gamètes.

Amitose

Amitose- division directe du noyau de l'interphase par constriction sans formation de chromosomes, en dehors du cycle mitotique. Décrit pour le vieillissement, les cellules pathologiquement altérées et vouées à la mort. Après l'amitose, la cellule est incapable de revenir au cycle mitotique normal.

cycle cellulaire

cycle cellulaire- la vie d'une cellule depuis son apparition jusqu'à sa division ou sa mort. Une composante obligatoire du cycle cellulaire est le cycle mitotique, qui comprend une période de préparation à la division et à la mitose proprement dite. De plus, il y a des périodes de repos dans le cycle de vie, pendant lesquelles la cellule remplit ses propres fonctions et choisit son destin ultérieur : la mort ou le retour au cycle mitotique.

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Au cours des deux dernières années, de plus en plus de questions sur les méthodes de reproduction des organismes, les méthodes de division cellulaire, les différences entre les différents stades de la mitose et de la méiose, les ensembles de chromosomes (n) et le contenu en ADN (c) aux différents stades de la cellule la vie a commencé à apparaître dans les variantes des tâches de test USE en biologie.

Je suis d'accord avec les auteurs des devoirs. Pour bien comprendre l'essence des processus de mitose et de méiose, il faut non seulement comprendre en quoi ils diffèrent les uns des autres, mais aussi savoir comment l'ensemble des chromosomes change ( n) et, surtout, leur qualité ( Avec), à différentes étapes de ces processus.

Rappelez-vous, bien sûr, que la mitose et la méiose sont des façons différentes de diviser noyaux cellules, plutôt que la division des cellules elles-mêmes (cytokinèse).

On rappelle également qu'en raison de la mitose, la reproduction de cellules somatiques diploïdes (2n) se produit et la reproduction asexuée est assurée, et la méiose assure la formation de cellules germinales haploïdes (n) (gamètes) chez les animaux ou de spores haploïdes (n) chez les plantes.

Pour faciliter la perception des informations

dans la figure ci-dessous, la mitose et la méiose sont représentées ensemble. Comme on peut le voir, ce schéma n'inclut pas, il ne contient pas une description complète de ce qui se passe dans les cellules lors de la mitose ou de la méiose. Le but de cet article et de cette figure est d'attirer votre attention uniquement sur les changements qui se produisent avec les chromosomes eux-mêmes à différents stades de la mitose et de la méiose. C'est ce sur quoi l'accent est mis dans les nouvelles tâches de test USE.

Afin de ne pas surcharger les dessins, le caryotype diploïde dans les noyaux cellulaires est représenté par seulement deux paires homologue chromosomes (c'est-à-dire n = 2). La première paire est constituée de chromosomes plus grands ( rouge et orange). La deuxième paire est plus petite bleu et vert). Si nous devions représenter spécifiquement, par exemple, un caryotype humain (n = 23), nous devrions dessiner 46 chromosomes.

Depuis quel était l'ensemble des chromosomes et leur qualité avant le début de la division dans la cellule d'interphase pendant la période G1? Bien sûr, il était 2n2c. Nous ne voyons pas de cellules avec un tel ensemble de chromosomes sur cette figure. Parce qu'après S pendant la période d'interphase (après la réplication de l'ADN), le nombre de chromosomes, bien qu'il reste le même (2n), mais comme chacun des chromosomes est maintenant constitué de deux chromatides soeurs, la formule du caryotype cellulaire s'écrira comme suit : 2n4c. Et voici les cellules avec de tels chromosomes doubles, prêtes à commencer la mitose ou la méiose, et sont montrées sur la figure.

Ce chiffre nous permet de répondre aux questions suivantes du test

Quelle est la différence entre la prophase de la mitose et la prophase I de la méiose ? Dans la prophase I de la méiose, les chromosomes ne sont pas librement distribués dans tout le volume de l'ancien noyau cellulaire (la membrane nucléaire se dissout dans la prophase), comme dans la prophase de la mitose, et les homologues se combinent et se conjuguent (s'entrelacent) avec chacun autre. Cela peut conduire à un croisement : échange de quelques coupes identiques de chromatides sœurs chez des homologues.

Quelle est la différence entre la métaphase mitotique et la métaphase méiotique I ? Dans la métaphase I de la méiose, les cellules s'alignent le long de l'équateur et ne se séparent pas chromosomes bichromatides comme dans la métaphase de la mitose, dans bivalents(deux homologues ensemble) ou tétrades(tétra - quatre, selon le nombre de chromatides sœurs impliquées dans la conjugaison).

Quelle est la différence entre l'anaphase mitotique et l'anaphase méiotique I ? Dans l'anaphase de la mitose, les fibres du fuseau de division aux pôles de la cellule sont séparées chromatides sœurs(qui à ce moment devrait déjà s'appeler chromosomes à une seule chromatide). Veuillez noter qu'à l'heure actuelle, étant donné que deux chromosomes à une seule chromatide se sont formés à partir de chaque chromosome à deux chromatides et que deux nouveaux noyaux ne se sont pas encore formés, la formule chromosomique de ces cellules ressemblera à 4n4c. Dans l'anaphase I de la méiose, les homologues à deux chromatides sont séparés par les fils du fuseau vers les pôles de la cellule. Soit dit en passant, sur la figure de l'anaphase I, nous voyons que l'une des chromatides sœurs du chromosome orange a des sections de la chromatide rouge (et, par conséquent, vice versa), et l'une des chromatides sœurs du chromosome vert a des sections de la chromatide bleue (et, par conséquent, vice versa). Par conséquent, nous pouvons affirmer que pendant la prophase I de la méiose, non seulement la conjugaison, mais aussi le croisement ont eu lieu entre les chromosomes homologues.

Quelle est la différence entre la mitose en télophase et la télophase I de la méiose ? Lors de la télophase de la mitose, deux noyaux nouvellement formés (il n'y a pas encore deux cellules, elles se forment à la suite d'une cytokinèse) contiendront diploïde un ensemble de chromosomes chromatidiques uniques - 2n2c. Dans la télophase I de la méiose, les deux noyaux formés contiendront haploïde un ensemble de chromosomes à deux chromatides - 1n2c. Ainsi, nous voyons que la méiose I a déjà fourni réduction division (le nombre de chromosomes a diminué de moitié).

Qu'apporte la méiose II ? La méiose II est appelée équationnel division (d'égalisation), à la suite de laquelle les quatre cellules résultantes contiendront un ensemble haploïde de chromosomes normaux à une seule chromatide - 1n1c.

Quelle est la différence entre la prophase I et la prophase II ? En prophase II, les noyaux cellulaires ne contiennent pas de chromosomes homologues, comme en prophase I, il n'y a donc pas d'association d'homologues.

Quelle est la différence entre la métaphase mitotique et la métaphase méiotique II ? Une question très "délicate", car de n'importe quel manuel vous vous souviendrez que la méiose II se déroule en général comme la mitose. Mais attention, dans la métaphase de la mitose, les cellules s'alignent le long de l'équateur dichromatide chromosomes et chaque chromosome a son homologue. En métaphase II de la méiose, le long de l'équateur, ils s'alignent également dichromatide chromosomes mais pas d'homologues . Dans le dessin en couleur, comme dans cet article ci-dessus, cela est clairement visible, mais à l'examen, les dessins sont en noir et blanc. Ce dessin en noir et blanc de l'une des tâches du test représente la métaphase de la mitose, car il existe des chromosomes homologues (le grand noir et le grand blanc forment une paire ; le petit noir et le petit blanc forment une autre paire).

- Il peut y avoir une question similaire sur l'anaphase de la mitose et l'anaphase II de la méiose .

Quelle est la différence entre la télophase I de la méiose et la télophase II ? Bien que l'ensemble de chromosomes dans les deux cas soit haploïde, pendant la télophase I, les chromosomes sont à deux chromatides et pendant la télophase II, ils sont à une seule chromatide.

Quand j'ai écrit un article similaire sur ce blog, je n'aurais jamais pensé que dans trois ans le contenu des tests changerait autant. Évidemment, du fait des difficultés à créer de plus en plus d'épreuves basées sur le cursus scolaire en biologie, les auteurs-compilateurs n'ont plus la possibilité de « creuser en largeur » (tout a été « déterré » depuis longtemps) et ils sont obligés de « creuser profondément ».

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Qui aura des questions sur l'article à professeur de biologie via skype s'il vous plaît contactez-moi dans les commentaires.

Accompagné d'une diminution de moitié du nombre de chromosomes. Il se compose de deux divisions consécutives qui ont les mêmes phases que la mitose. Cependant, comme le montre tableau "Comparaison de la mitose et de la méiose", la durée des phases individuelles et les processus qui s'y produisent diffèrent considérablement des processus qui se produisent pendant la mitose.

Ces différences sont principalement les suivantes.

dans la méiose prophase I plus long. ça se passe dedans conjugaison(connexion de chromosomes homologues) et échange d'informations génétiques. En anaphase I centromères qui maintiennent les chromatides ensemble ne partage pas, et l'un des homologues de la mitose et les autres chromosomes partent vers les pôles. Interphase avant la deuxième division très court, en elle L'ADN n'est pas synthétisé. Cellules ( halites), formés à la suite de deux divisions méiotiques, contiennent un ensemble haploïde (unique) de chromosomes. La diploïdie est restaurée lorsque deux cellules fusionnent - maternelle et paternelle. L'œuf fécondé s'appelle zygote.

Mitose et ses phases

Mitose, ou division indirecte, est le plus répandu dans la nature. La mitose sous-tend la division de toutes les cellules non sexuelles (épithéliales, musculaires, nerveuses, osseuses, etc.). Mitose consiste en quatre phases consécutives (voir tableau ci-dessous). Grâce à la mitose une distribution uniforme de l'information génétique de la cellule mère entre les cellules filles est assurée. La période de la vie d'une cellule entre deux mitoses s'appelle interphase. Elle est dix fois plus longue que la mitose. Il s'y déroule un certain nombre de processus très importants qui précèdent la division cellulaire: les molécules d'ATP et de protéines sont synthétisées, chaque chromosome se double, formant deux chromatides sœurs, maintenus ensemble par un commun centromère, le nombre des principaux organites du cytoplasme augmente.

en prophase spirale et par conséquent épaississement des chromosomes, composé de deux chromatides sœurs maintenues ensemble par un centromère. A la fin de la prophase la membrane nucléaire et les nucléoles disparaissent et les chromosomes se dispersent dans toute la cellule, les centrioles se déplacent vers les pôles et se forment fuseau à fission. En métaphase, une nouvelle spiralisation des chromosomes se produit. Dans cette phase, ils sont plus clairement visibles. Leurs centromères sont situés le long de l'équateur. Les fibres du fuseau leur sont attachées.

en anaphase les centromères se divisent, les chromatides soeurs se séparent et, en raison de la contraction des filaments du fuseau, se déplacent vers les pôles opposés de la cellule.

en télophase le cytoplasme se divise, les chromosomes se déroulent, les nucléoles et les membranes nucléaires se reforment. dans les cellules animales le cytoplasme est ligaturé en légume- une cloison se forme au centre de la cellule mère. Ainsi, à partir d'une cellule d'origine (mère), deux nouvelles cellules filles sont formées.

Tableau - Comparaison de la mitose et de la méiose

Phase	Mitose	Méiose
		1 division	2 division
Interphase	Ensemble de chromosomes 2n. Il y a une synthèse intensive de protéines, d'ATP et d'autres substances organiques. Chromosomes doubles, constitués chacun de deux chromatides sœurs maintenues ensemble par un centromère commun.	Ensemble chromosomique 2n On observe les mêmes processus qu'en mitose, mais plus longs, notamment lors de la formation des œufs.	L'ensemble des chromosomes est haploïde (n). Il n'y a pas de synthèse de substances organiques.
Prophase	Il est de courte durée, les chromosomes se spiralisent, l'enveloppe nucléaire et le nucléole disparaissent et un fuseau de division se forme.	Plus long. Au début de la phase, les mêmes processus qu'en mitose. De plus, une conjugaison chromosomique se produit, dans laquelle des chromosomes homologues se rapprochent sur toute leur longueur et se tordent. Dans ce cas, un échange d'informations génétiques (croisement de chromosomes) peut se produire - croisement. Les chromosomes se séparent alors.	court; les mêmes processus que dans la mitose, mais avec n chromosomes.
métaphase	Une spirale supplémentaire des chromosomes se produit, leurs centromères sont situés le long de l'équateur.	Il existe des processus similaires à ceux de la mitose.
Anaphase	Les centromères qui maintiennent ensemble les chromatides soeurs se divisent, chacun d'eux devient un nouveau chromosome et se déplace vers des pôles opposés.	Les centromères ne se divisent pas. L'un des chromosomes homologues, composé de deux chromatides, maintenues ensemble par un centromère commun, part vers les pôles opposés.	Il se passe la même chose qu'en mitose, mais avec n chromosomes.
Télophase	Le cytoplasme se divise, deux cellules filles se forment, chacune avec un ensemble diploïde de chromosomes. Le fuseau de division disparaît, les nucléoles se forment.	Ne dure pas longtemps Les chromosomes homologues pénètrent dans différentes cellules avec un ensemble haploïde de chromosomes. Le cytoplasme ne se divise pas toujours.	Le cytoplasme est divisé. Après deux divisions méiotiques, 4 cellules avec un ensemble haploïde de chromosomes sont formées.

Tableau comparant mitose et méiose.