2 tahap meiosis. Siklus hidup sel

Diketahui tentang organisme hidup bahwa mereka bernafas, makan, berkembang biak dan mati, ini adalah fungsi biologis mereka. Tapi kenapa ini semua terjadi? Karena batu bata - sel yang juga bernafas, memberi makan, mati dan berkembang biak. Tapi bagaimana hal itu terjadi?

Tentang struktur sel

Rumah terdiri dari batu bata, balok atau kayu gelondongan. Jadi tubuh dapat dibagi menjadi unit dasar - sel. Seluruh ragam makhluk hidup terdiri dari mereka, perbedaannya hanya terletak pada jumlah dan jenisnya. Otot, jaringan tulang, kulit, semua organ internal terdiri dari mereka - mereka sangat berbeda dalam tujuannya. Tetapi terlepas dari fungsi apa yang dilakukan sel ini atau itu, mereka semua diatur dengan cara yang kira-kira sama. Pertama-tama, "batu bata" apa pun memiliki cangkang dan sitoplasma dengan organel yang terletak di dalamnya. Beberapa sel tidak memiliki nukleus, mereka disebut prokariotik, tetapi semua organisme yang kurang lebih berkembang terdiri dari sel eukariotik yang memiliki nukleus tempat informasi genetik disimpan.

Organel yang terletak di sitoplasma beragam dan menarik, mereka melakukan fungsi penting. Dalam sel yang berasal dari hewan, retikulum endoplasma, ribosom, mitokondria, kompleks Golgi, sentriol, lisosom, dan elemen motorik diisolasi. Dengan bantuan mereka, semua proses yang memastikan fungsi tubuh berlangsung.

vitalitas sel

Seperti yang telah disebutkan, semua makhluk hidup makan, bernafas, berkembang biak, dan mati. Pernyataan ini benar baik untuk seluruh organisme, yaitu manusia, hewan, tumbuhan, dll., dan untuk sel. Sungguh menakjubkan, tetapi setiap "batu bata" memiliki kehidupannya sendiri. Karena organelnya, ia menerima dan memproses nutrisi, oksigen, dan membuang semua kelebihan ke luar. Sitoplasma itu sendiri dan retikulum endoplasma melakukan fungsi transportasi, mitokondria bertanggung jawab, antara lain, untuk respirasi, serta menyediakan energi. Kompleks Golgi terlibat dalam akumulasi dan pembuangan produk limbah sel. Organel lain juga terlibat dalam proses kompleks. Dan pada tahap tertentu mulai membelah, yaitu terjadi proses reproduksi. Perlu dipertimbangkan secara lebih rinci.

proses pembelahan sel

Reproduksi merupakan salah satu tahapan dalam perkembangan makhluk hidup. Hal yang sama berlaku untuk sel. Pada tahap tertentu dari siklus hidup, mereka memasuki keadaan ketika mereka siap untuk bereproduksi. mereka hanya membelah menjadi dua, memanjang, dan kemudian membentuk partisi. Proses ini sederhana dan hampir sepenuhnya dipelajari pada contoh bakteri berbentuk batang.

Dengan semuanya sedikit lebih rumit. Mereka bereproduksi dalam tiga cara berbeda, yang disebut amitosis, mitosis, dan meiosis. Masing-masing jalur ini memiliki karakteristiknya sendiri, itu melekat pada jenis sel tertentu. amitosis

dianggap paling sederhana, itu juga disebut pembelahan biner langsung. Ini menggandakan molekul DNA. Namun, tidak ada gelendong fisi yang terbentuk, sehingga metode ini adalah yang paling hemat energi. Amitosis diamati pada organisme uniseluler, sedangkan jaringan multiseluler berkembang biak dengan mekanisme lain. Namun, kadang-kadang diamati di tempat-tempat di mana aktivitas mitosis berkurang, misalnya, di jaringan dewasa.

Terkadang pembelahan langsung diisolasi sebagai jenis mitosis, tetapi beberapa ilmuwan menganggapnya sebagai mekanisme terpisah. Jalannya proses ini, bahkan dalam sel-sel tua, cukup langka. Selanjutnya, meiosis dan fase-fasenya, proses mitosis, serta persamaan dan perbedaan metode ini, akan dipertimbangkan. Dibandingkan dengan pembagian sederhana, mereka lebih kompleks dan sempurna. Ini terutama berlaku untuk pembelahan reduksi, sehingga karakteristik fase meiosis akan menjadi yang paling rinci.

Peran penting dalam pembelahan sel dimainkan oleh sentriol - organel khusus, biasanya terletak di sebelah kompleks Golgi. Setiap struktur tersebut terdiri dari 27 mikrotubulus yang dikelompokkan menjadi tiga. Seluruh struktur berbentuk silinder. Sentriol terlibat langsung dalam pembentukan gelendong pembelahan sel dalam proses pembelahan tidak langsung, yang akan dibahas nanti.

Mitosis

Umur sel bervariasi. Beberapa hidup selama beberapa hari, dan beberapa dapat dikaitkan dengan centenarian, karena perubahan total mereka sangat jarang terjadi. Dan hampir semua sel ini berkembang biak dengan mitosis. Bagi kebanyakan dari mereka, rata-rata 10-24 jam berlalu di antara periode pembagian. Mitosis sendiri membutuhkan waktu singkat - pada hewan sekitar 0,5-1

jam, dan pada tumbuhan sekitar 2-3. Mekanisme ini memastikan pertumbuhan populasi sel dan reproduksi unit yang identik dalam konten genetiknya. Ini adalah bagaimana kelangsungan generasi diamati di tingkat dasar. Jumlah kromosom tetap tidak berubah. Mekanisme inilah yang merupakan varian paling umum dari reproduksi sel eukariotik.

Pentingnya jenis pembelahan ini sangat bagus - proses ini membantu menumbuhkan dan meregenerasi jaringan, yang menyebabkan perkembangan seluruh organisme terjadi. Selain itu, mitosis yang mendasari reproduksi aseksual. Dan fungsi lainnya adalah pergerakan sel dan penggantian sel yang sudah usang. Oleh karena itu, salah untuk berasumsi bahwa karena tahapan meiosis lebih rumit, perannya jauh lebih tinggi. Kedua proses ini melakukan fungsi yang berbeda dan penting dan tak tergantikan dengan caranya sendiri.

Mitosis terdiri dari beberapa fase yang berbeda dalam fitur morfologisnya. Keadaan di mana sel, siap untuk pembelahan tidak langsung, disebut interfase, dan proses itu sendiri dibagi menjadi 5 tahap lagi, yang perlu dipertimbangkan secara lebih rinci.

Fase mitosis

Berada di interfase, sel bersiap untuk pembelahan: sintesis DNA dan protein terjadi. Tahap ini dibagi menjadi beberapa lagi, di mana seluruh struktur tumbuh dan kromosom diduplikasi. Dalam keadaan ini, sel bertahan hingga 90% dari seluruh siklus hidup.

Sisanya 10% ditempati langsung oleh divisi yang dibagi menjadi 5 tahap. Selama mitosis sel tumbuhan, preprofase juga dilepaskan, yang tidak ada dalam semua kasus lainnya. Struktur baru terbentuk, inti bergerak ke pusat. Pita praprofase terbentuk, menandai tempat yang diusulkan untuk pembagian masa depan.

Di semua sel lain, proses mitosis berlangsung sebagai berikut:

Tabel 1

Nama panggung	Ciri
Profase	Nukleus bertambah besar, kromosom di dalamnya berputar, menjadi terlihat di bawah mikroskop. Gelendong terbentuk di sitoplasma. Nukleolus sering rusak, tetapi ini tidak selalu terjadi. Kandungan materi genetik dalam sel tetap tidak berubah.
prometafase	Membran nukleus rusak. Kromosom mulai aktif, tetapi gerakannya acak. Pada akhirnya, mereka semua sampai pada bidang pelat metafase. Langkah ini berlangsung hingga 20 menit.
metafase	Kromosom berbaris di sepanjang bidang ekuator gelendong pada jarak yang kira-kira sama dari kedua kutub. Jumlah mikrotubulus yang menahan seluruh struktur dalam keadaan stabil mencapai maksimum. Kromatid saudara saling tolak, menjaga sambungan hanya di sentromer.
Anafase	Tahap terpendek. Kromatid berpisah dan saling tolak menuju kutub terdekat. Proses ini kadang-kadang dipilih secara terpisah dan disebut anafase A. Di masa depan, kutub pembagian itu sendiri menyimpang. Dalam sel beberapa protozoa, gelendong pembelahan bertambah panjang hingga 15 kali lipat. Dan sub-tahap ini disebut anafase B. Durasi dan urutan proses pada tahap ini bervariasi.
Telofase	Setelah akhir divergensi ke kutub yang berlawanan, kromatid berhenti. Dekondensasi kromosom terjadi, yaitu peningkatan ukurannya. Rekonstruksi membran nuklir sel anak masa depan dimulai. Mikrotubulus spindel menghilang. Nukleus terbentuk, sintesis RNA dilanjutkan.

Setelah selesainya pembagian informasi genetik, terjadi sitokinesis atau sitotomi. Istilah ini mengacu pada pembentukan tubuh sel anak dari tubuh ibu. Dalam hal ini, organel, sebagai suatu peraturan, dibagi menjadi dua, meskipun pengecualian dimungkinkan, sebuah partisi terbentuk. Sitokinesis tidak dibedakan menjadi fase yang terpisah, sebagai suatu peraturan, mengingatnya dalam telofase.

Jadi, proses yang paling menarik melibatkan kromosom yang membawa informasi genetik. Apa itu dan mengapa mereka begitu penting?

Tentang kromosom

Masih tidak tahu sedikit pun tentang genetika, orang tahu bahwa banyak kualitas keturunan bergantung pada orang tua. Dengan perkembangan biologi, menjadi jelas bahwa informasi tentang organisme tertentu disimpan di setiap sel, dan sebagian ditransmisikan ke generasi mendatang.

Pada akhir abad ke-19, kromosom ditemukan - struktur yang terdiri dari panjang

molekul DNA. Ini menjadi mungkin dengan perbaikan mikroskop, dan bahkan sekarang mereka hanya dapat dilihat selama periode pembelahan. Paling sering, penemuan itu dikaitkan dengan ilmuwan Jerman W. Fleming, yang tidak hanya menyederhanakan semua yang dipelajari sebelumnya, tetapi juga memberikan kontribusinya: ia adalah salah satu yang pertama mempelajari struktur seluler, meiosis dan fase-fasenya, dan juga memperkenalkan istilah "mitosis". Konsep "kromosom" diusulkan sedikit kemudian oleh ilmuwan lain - ahli histologi Jerman G. Waldeyer.

Struktur kromosom pada saat mereka terlihat jelas cukup sederhana - mereka adalah dua kromatid yang dihubungkan di tengah oleh sentromer. Ini adalah urutan spesifik nukleotida dan memainkan peran penting dalam proses reproduksi sel. Pada akhirnya, kromosom berada di luar dalam profase dan metafase, jika terlihat paling jelas, menyerupai huruf X.

Pada tahun 1900, prinsip-prinsip transmisi sifat turun-temurun ditemukan. Kemudian akhirnya menjadi jelas bahwa kromosom adalah persis dengan apa informasi genetik ditransmisikan. Di masa depan, para ilmuwan melakukan serangkaian percobaan untuk membuktikan hal ini. Dan kemudian subjek penelitiannya adalah efek pembelahan sel terhadap mereka.

Meiosis

Tidak seperti mitosis, mekanisme ini akhirnya mengarah pada pembentukan dua sel dengan satu set kromosom 2 kali lebih sedikit dari yang asli. Dengan demikian, proses meiosis berfungsi sebagai transisi dari fase diploid ke fase haploid, dan pertama-tama

kita berbicara tentang pembagian nukleus, dan sudah di bagian kedua - seluruh sel. Pemulihan set lengkap kromosom terjadi sebagai akibat dari fusi lebih lanjut dari gamet. Karena penurunan jumlah kromosom, metode ini juga didefinisikan sebagai pembelahan sel reduksi.

Meiosis dan fase-fasenya dipelajari oleh para ilmuwan terkenal seperti V. Fleming, E. Strasburgrer, V. I. Belyaev dan lainnya. Studi tentang proses ini dalam sel tumbuhan dan hewan berlanjut hingga hari ini - sangat rumit. Awalnya, proses ini dianggap sebagai varian dari mitosis, tetapi segera setelah penemuan, itu tetap diisolasi sebagai mekanisme terpisah. Karakterisasi meiosis dan signifikansi teoretisnya pertama kali dijelaskan secara memadai oleh August Weissmann pada awal tahun 1887. Sejak itu, studi tentang proses fisi reduksi telah berkembang pesat, tetapi kesimpulan yang ditarik belum terbantahkan.

Meiosis tidak harus bingung dengan gametogenesis, meskipun kedua proses tersebut terkait erat. Kedua mekanisme tersebut terlibat dalam pembentukan sel germinal, tetapi ada sejumlah perbedaan serius di antara keduanya. Meiosis terjadi dalam dua tahap pembelahan, yang masing-masing terdiri dari 4 fase utama, ada jeda singkat di antara mereka. Durasi seluruh proses tergantung pada jumlah DNA dalam nukleus dan struktur organisasi kromosom. Secara umum, ini jauh lebih lama daripada mitosis.

Omong-omong, salah satu alasan utama keanekaragaman spesies yang signifikan adalah meiosis. Sebagai hasil dari pembelahan reduksi, set kromosom terbelah menjadi dua, sehingga kombinasi gen baru muncul, terutama berpotensi meningkatkan kemampuan beradaptasi dan beradaptasi organisme, akhirnya menerima set sifat dan kualitas tertentu.

Fase meiosis

Seperti yang telah disebutkan, pembelahan sel reduksi secara konvensional dibagi menjadi dua tahap. Masing-masing tahap ini dibagi menjadi 4. Dan fase pertama meiosis - profase I, pada gilirannya, dibagi menjadi 5 tahap terpisah. Karena proses ini terus dipelajari, proses lain dapat diidentifikasi di masa depan. Fase meiosis berikut sekarang dibedakan:

Meja 2

Nama panggung	Ciri
Pembagian pertama (pengurangan)
Profase I
leptoten	Dengan kata lain, tahap ini disebut tahap benang tipis. Kromosom terlihat seperti bola kusut di bawah mikroskop. Kadang-kadang proleptoten diisolasi ketika utas individu masih sulit dibedakan.
zigot	Tahap penggabungan benang. Homolog, yaitu, serupa dalam morfologi dan secara genetik, pasangan kromosom bergabung. Dalam proses fusi, yaitu, konjugasi, bivalen, atau tetrad, terbentuk. Disebut kompleks pasangan kromosom yang cukup stabil.
pakiten	Tahap benang tebal. Pada tahap ini, kromosom berputar dan replikasi DNA selesai, chiasmata terbentuk - titik kontak masing-masing bagian kromosom - kromatid. Proses pindah silang terjadi. Kromosom menyeberang dan bertukar beberapa informasi genetik.
diploten	Juga disebut tahap untai ganda. Kromosom homolog dalam bivalen saling tolak dan tetap terhubung hanya dalam kiasma.
diakinesis	Pada tahap ini, bivalen menyimpang di pinggiran nukleus.
Metafase I	Cangkang nukleus dihancurkan, gelendong fisi terbentuk. Bivalen bergerak ke pusat sel dan berbaris di sepanjang bidang ekuator.
Anafase I	Bivalen putus, setelah itu setiap kromosom dari pasangan bergerak ke kutub sel terdekat. Pemisahan menjadi kromatid tidak terjadi.
Telofase I	Proses divergensi kromosom selesai. Inti terpisah dari sel anak terbentuk, masing-masing dengan satu set haploid. Kromosom terdespiralisasi dan selubung nukleus terbentuk. Terkadang ada sitokinesis, yaitu pembelahan badan sel itu sendiri.
Pembagian kedua (persamaan)
Profase II	Kromosom memadat, pusat sel membelah. Amplop nuklir dihancurkan. Sebuah gelendong divisi terbentuk, tegak lurus dengan yang pertama.
Metafase II	Di setiap sel anak, kromosom berbaris di sepanjang ekuator. Masing-masing terdiri dari dua kromatid.
Anafase II	Setiap kromosom dibagi menjadi kromatid. Bagian-bagian ini menyimpang ke arah kutub yang berlawanan.
Telofase II	Kromosom kromatid tunggal yang dihasilkan didespiralisasi. Amplop nuklir terbentuk.

Jadi, jelas bahwa fase pembelahan meiosis jauh lebih rumit daripada proses mitosis. Tetapi, seperti yang telah disebutkan, ini tidak mengurangi peran biologis pembagian tidak langsung, karena mereka melakukan fungsi yang berbeda.

Omong-omong, meiosis dan fase-fasenya juga diamati pada beberapa protozoa. Namun, sebagai aturan, itu hanya mencakup satu divisi. Diasumsikan bahwa bentuk satu tahap seperti itu kemudian berkembang menjadi bentuk dua tahap yang modern.

Perbedaan dan persamaan mitosis dan meiosis

Sepintas, tampaknya perbedaan antara kedua proses ini jelas, karena keduanya merupakan mekanisme yang sama sekali berbeda. Namun, dengan analisis yang lebih dalam, ternyata perbedaan antara mitosis dan meiosis tidak begitu global, pada akhirnya mengarah pada pembentukan sel-sel baru.

Pertama-tama, ada baiknya membicarakan kesamaan mekanisme ini. Faktanya, hanya ada dua kebetulan: dalam urutan fase yang sama, dan juga fakta bahwa

sebelum kedua jenis pembelahan, replikasi DNA terjadi. Meskipun, sehubungan dengan meiosis, sebelum dimulainya profase I, proses ini tidak selesai sepenuhnya, berakhir pada salah satu subtahap pertama. Dan urutan fase, meskipun serupa, tetapi, pada kenyataannya, peristiwa yang terjadi di dalamnya tidak sepenuhnya bertepatan. Jadi kesamaan antara mitosis dan meiosis tidak begitu banyak.

Ada lebih banyak perbedaan. Pertama-tama, mitosis terjadi pada saat meiosis terkait erat dengan pembentukan sel germinal dan sporogenesis. Dalam fase itu sendiri, prosesnya tidak sepenuhnya bertepatan. Misalnya, pindah silang dalam mitosis terjadi selama interfase, dan tidak selalu. Dalam kasus kedua, proses ini menjelaskan anafase meiosis. Rekombinasi gen dalam pembelahan tidak langsung biasanya tidak dilakukan, yang berarti tidak memainkan peran apa pun dalam perkembangan evolusioner organisme dan pemeliharaan keanekaragaman intraspesifik. Jumlah sel yang dihasilkan dari mitosis adalah dua, dan mereka secara genetik identik dengan ibu dan memiliki set kromosom diploid. Selama pembagian reduksi, semuanya berbeda. Hasil meiosis berbeda 4 dengan induknya. Selain itu, kedua mekanisme berbeda secara signifikan dalam durasi, dan ini tidak hanya disebabkan oleh perbedaan jumlah langkah fisi, tetapi juga durasi masing-masing langkah. Misalnya, profase pertama meiosis berlangsung lebih lama, karena konjugasi kromosom dan pindah silang terjadi pada saat ini. Itu sebabnya juga dibagi menjadi beberapa tahap.

Secara umum, kesamaan antara mitosis dan meiosis agak tidak signifikan dibandingkan dengan perbedaannya satu sama lain. Hampir tidak mungkin untuk membingungkan proses ini. Oleh karena itu, sekarang agak mengejutkan bahwa pembelahan reduksi sebelumnya dianggap sebagai jenis mitosis.

Akibat meiosis

Seperti yang telah disebutkan, setelah akhir proses pembelahan reduksi, alih-alih sel induk dengan set kromosom diploid, empat yang haploid terbentuk. Dan jika kita berbicara tentang perbedaan antara mitosis dan meiosis, ini adalah yang paling signifikan. Pemulihan jumlah yang diperlukan, jika kita berbicara tentang sel germinal, terjadi setelah pembuahan. Jadi, dengan setiap generasi baru tidak ada penggandaan jumlah kromosom.

Selain itu, selama meiosis terjadi dalam proses reproduksi, ini mengarah pada pemeliharaan keanekaragaman intraspesifik. Jadi fakta bahwa saudara kandung terkadang sangat berbeda satu sama lain justru merupakan hasil meiosis.

Omong-omong, sterilitas beberapa hibrida di dunia hewan juga merupakan masalah pembagian reduksi. Faktanya adalah bahwa kromosom orang tua yang termasuk dalam spesies yang berbeda tidak dapat masuk ke dalam konjugasi, yang berarti bahwa proses pembentukan sel benih yang layak penuh tidak mungkin. Jadi, meiosis yang mendasari perkembangan evolusioner hewan, tumbuhan, dan organisme lain.

Meiosis (dari bahasa Yunani. meiosis- penurunan) adalah jenis khusus pembelahan sel eukariotik, di mana, setelah duplikasi tunggal DNA, sel dibagi dua , dan 4 sel haploid terbentuk dari satu sel diploid. Terdiri dari 2 divisi berturut-turut (dilambangkan dengan II dan II); masing-masing, seperti mitosis, mencakup 4 fase (profase, metafase, anafase, telofase) dan sitokinesis.

Fase meiosis:

Profase Saya , itu kompleks, dibagi menjadi 5 tahap:

1. Leptonema (dari bahasa Yunani. leptos- tipis, nema- benang) - kromosom berputar dan menjadi terlihat sebagai benang tipis. Setiap kromosom homolog sudah 99,9% direplikasi dan terdiri dari dua kromatid saudara yang terhubung satu sama lain di wilayah sentromer. Kandungan materi genetik - 2 n 2 xp 4 c. Kromosom dengan bantuan gugus protein ( cakram lampiran ) dilekatkan pada kedua ujungnya ke membran dalam selubung nukleus. Membran nukleus dipertahankan, nukleolus terlihat.

2. Zigonema (dari bahasa Yunani. zigon - berpasangan) - kromosom diploid homolog bergegas satu sama lain dan terhubung pertama kali di wilayah sentromer, dan kemudian di sepanjang panjangnya ( konjugasi ). Terbentuk bivalen (dari lat. dua - dobel, kasih sayang- kuat), atau tetrad kromatid. Jumlah bivalen sesuai dengan set kromosom haploid, isi materi genetik dapat ditulis sebagai 1 n 4 xp 8 c. Setiap kromosom dalam satu bivalen berasal dari ayah atau ibu. kromosom seks terletak di dekat membran inti dalam. Daerah ini disebut vesikel seksual.

Antara kromosom homolog di setiap bivalen, terspesialisasi kompleks sinaptonemal (dari bahasa Yunani. sinapsis- ikatan, koneksi), yang merupakan struktur protein. Pada perbesaran tinggi, kompleks menunjukkan dua filamen protein paralel, masing-masing setebal 10 nm, dihubungkan oleh pita melintang tipis berukuran sekitar 7 nm, di kedua sisi kromosom terletak dalam bentuk banyak loop.

Di tengah jalan kompleks elemen aksial tebal 20–40nm. Kompleks sinaptonemal dibandingkan dengan tangga tali yang sisinya dibentuk oleh kromosom homolog. Perbandingan yang lebih akurat adalah ritsleting .

Pada akhir zigonema, setiap pasangan kromosom homolog saling berhubungan oleh kompleks sinaptonemal. Hanya kromosom seks X dan Y yang tidak sepenuhnya terkonjugasi, karena mereka tidak sepenuhnya homolog.

3. Dalam pachinema (dari bahasa Yunani. pahys- tebal) bivalen memendek dan menebal. Antara kromatid asal ibu dan ayah, koneksi terjadi di beberapa tempat - chiasma (dari bahasa Yunani c hiazma- menyeberang). Di wilayah masing-masing chiasma, kompleks protein terbentuk, yang terlibat dalam rekombinasi (d ~ 90 nm), dan ada pertukaran bagian yang sesuai dari kromosom homolog - dari ayah ke ibu dan sebaliknya. Proses ini disebut menyebrang (dari bahasa Inggris. Denganrosing- lebih- persimpangan jalan). Dalam setiap bivalen manusia, misalnya, pindah silang terjadi di dua hingga tiga tempat.

4. Dalam ijazah (dari bahasa Yunani. diploo- ganda) kompleks sinaptonemal hancur, dan kromosom homolog dari masing-masing bivalen menjauh satu sama lain, tetapi hubungan di antara mereka dipertahankan di zona chiasma.

5. diakinesis (dari bahasa Yunani. diakinein- melewati). Dalam diakinesis, kondensasi kromosom selesai, mereka dipisahkan dari amplop nuklir, tetapi kromosom homolog terus tetap terhubung satu sama lain oleh bagian akhir, dan kromatid saudara dari setiap kromosom adalah sentromer. Bivalen mengambil bentuk yang aneh cincin, salib, delapan dll. Pada saat ini, selubung nukleus dan nukleolus dihancurkan. Sentriol yang direplikasi dikirim ke kutub, serat gelendong melekat pada sentromer kromosom.

Secara umum, profase meiosis sangat panjang. Dengan perkembangan sperma, itu bisa bertahan beberapa hari, dan dengan perkembangan sel telur, selama bertahun-tahun.

metafase Saya menyerupai tahap mitosis yang serupa. Kromosom dipasang di bidang ekuator, membentuk pelat metafase. Tidak seperti mitosis, mikrotubulus gelendong melekat pada sentromer setiap kromosom hanya pada satu sisi (dari sisi kutub), sedangkan sentromer kromosom homolog terletak di kedua sisi ekuator. Hubungan antara kromosom dengan bantuan chiasma terus dipertahankan.

PADA anafase Saya chiasmata hancur, kromosom homolog terpisah satu sama lain dan menyimpang ke arah kutub. sentromer kromosom ini, bagaimanapun, tidak seperti anafase mitosis, tidak direplikasi, yang berarti bahwa kromatid bersaudara tidak menyimpang. Divergensi kromosom adalah karakter acak. Isi informasi genetik menjadi 1 n 2 xp 4 c di setiap kutub sel, tetapi secara umum di dalam sel - 2(1 n 2 xp 4 c) .

PADA telofase Saya , seperti pada mitosis, membran inti dan nukleolus terbentuk, alur pembelahan. Kemudian datang sitokinesis . Tidak seperti mitosis, despiralisasi kromosom tidak terjadi.

Sebagai hasil dari meiosis I, 2 sel anak terbentuk yang mengandung satu set kromosom haploid; setiap kromosom memiliki 2 kromatid (rekombinan) yang berbeda secara genetik: 1 n 2 xp 4 c. Oleh karena itu, sebagai hasil dari meiosis I terjadi pengurangan (membagi dua) jumlah kromosom, maka nama divisi pertama - pengurangan .

Setelah akhir meiosis I, ada periode singkat - interkinesis , di mana tidak ada replikasi DNA dan penggandaan kromatid.

Profase II berumur pendek, dan konjugasi kromosom tidak terjadi.

PADA metafase II kromosom berbaris pada bidang ekuator.

PADA anafase II DNA di sentromer bereplikasi, seperti yang terjadi pada anafase mitosis, kromatid menyimpang ke arah kutub.

Setelah telofase II dan sitokinesis II sel anak yang terbentuk dengan kandungan materi genetik di masing-masing 1 n 1 xp 2 c. Secara umum, pembagian kedua disebut persamaan (menyamakan).

Jadi, sebagai hasil dari dua pembelahan meiosis berturut-turut, 4 sel terbentuk, yang masing-masing membawa satu set kromosom haploid.

Mitosis- metode utama pembelahan sel eukariotik, di mana penggandaan pertama terjadi, dan kemudian distribusi bahan herediter yang seragam di antara sel anak.

Mitosis adalah proses berkelanjutan yang terdiri dari empat fase: profase, metafase, anafase, dan telofase. Sebelum mitosis, sel bersiap untuk pembelahan, atau interfase. Periode persiapan sel untuk mitosis dan mitosis itu sendiri bersama-sama membentuk siklus mitosis. Di bawah ini adalah deskripsi singkat dari fase-fase siklus.

Interfase terdiri dari tiga periode: prasintetis, atau pascamitotik, - G 1, sintetik - S, pascasintetis, atau premitotik, - G 2.

Periode prasintetik (2n 2c, di mana n- jumlah kromosom, Dengan- jumlah molekul DNA) - pertumbuhan sel, aktivasi proses sintesis biologis, persiapan untuk periode berikutnya.

Periode sintetis (2n 4c) adalah replikasi DNA.

Periode pascasintetik (2n 4c) - persiapan sel untuk mitosis, sintesis dan akumulasi protein dan energi untuk pembelahan yang akan datang, peningkatan jumlah organel, penggandaan sentriol.

Profase (2n 4c) - pembongkaran membran nuklir, divergensi sentriol ke kutub sel yang berbeda, pembentukan benang spindel fisi, "hilangnya" nukleolus, kondensasi kromosom dua kromatid.

metafase (2n 4c) - penyelarasan kromosom dua kromatid yang paling padat di bidang ekuator sel (pelat metafase), perlekatan serat gelendong dengan satu ujung ke sentriol, yang lain - ke sentromer kromosom.

Anafase (4n 4c) - pembelahan kromosom dua kromatid menjadi kromatid dan divergensi kromatid saudara ini ke kutub sel yang berlawanan (dalam hal ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal yang independen).

Telofase (2n 2c di setiap sel anak) - dekondensasi kromosom, pembentukan membran nuklir di sekitar setiap kelompok kromosom, disintegrasi benang spindel fisi, munculnya nukleolus, pembelahan sitoplasma (sitotomi). Sitotomi pada sel hewan terjadi karena alur pembelahan, pada sel tumbuhan - karena pelat sel.

1 - profase; 2 - metafase; 3 - anafase; 4 - telofase.

Signifikansi biologis mitosis. Sel anak yang terbentuk sebagai hasil dari metode pembelahan ini secara genetik identik dengan ibu. Mitosis memastikan keteguhan set kromosom dalam sejumlah generasi sel. Mendasari proses seperti pertumbuhan, regenerasi, reproduksi aseksual, dll.

- Ini adalah cara khusus untuk membagi sel eukariotik, sebagai akibatnya terjadi transisi sel dari keadaan diploid ke keadaan haploid. Meiosis terdiri dari dua pembelahan berurutan yang didahului oleh replikasi DNA tunggal.

Pembelahan meiosis pertama (meiosis 1) disebut reduksi, karena selama pembelahan inilah jumlah kromosom dibelah dua: dari satu sel diploid (2 n 4c) membentuk dua haploid (1 n 2c).

Interfase 1(di awal - 2 n 2c, pada akhirnya - 2 n 4c) - sintesis dan akumulasi zat dan energi yang diperlukan untuk pelaksanaan kedua divisi, peningkatan ukuran sel dan jumlah organel, penggandaan sentriol, replikasi DNA, yang berakhir pada profase 1.

Profase 1 (2n 4c) - pembongkaran membran nuklir, divergensi sentriol ke kutub sel yang berbeda, pembentukan filamen spindel fisi, "hilangnya" nukleolus, kondensasi kromosom dua kromatid, konjugasi kromosom homolog dan pindah silang. Konjugasi- proses konvergensi dan jalinan kromosom homolog. Sepasang kromosom homolog yang berkonjugasi disebut bivalent. Pindah silang adalah proses pertukaran daerah homolog antara kromosom homolog.

Profase 1 dibagi menjadi beberapa tahap: leptoten(penyelesaian replikasi DNA), zigot(konjugasi kromosom homolog, pembentukan bivalen), pakiten(crossing over, rekombinasi gen), diploten(deteksi chiasmata, 1 blok oogenesis manusia), diakinesis(terminalisasi kiasma).

1 - leptoten; 2 - zigot; 3 - pakiten; 4 - diploten; 5 - diakinesis; 6 - metafase 1; 7 - anafase 1; 8 - telofase 1;
9 - profase 2; 10 - metafase 2; 11 - anafase 2; 12 - telofase 2.

Metafase 1 (2n 4c) - penyelarasan bivalen di bidang ekuator sel, perlekatan serat gelendong dengan satu ujung ke sentriol, yang lain - ke sentromer kromosom.

Anafase 1 (2n 4c) - divergensi independen acak dari kromosom dua kromatid ke kutub sel yang berlawanan (dari setiap pasangan kromosom homolog, satu kromosom bergerak ke satu kutub, yang lain ke kutub lainnya), rekombinasi kromosom.

Telofase 1 (1n 2c di setiap sel) - pembentukan membran nuklir di sekitar kelompok kromosom dua kromatid, pembagian sitoplasma. Pada banyak tumbuhan, sel dari anafase 1 segera bertransisi ke profase 2.

Pembelahan meiosis kedua (meiosis 2) ditelepon persamaan.

Interfase 2, atau interkinesis (1n 2c), adalah jeda singkat antara pembelahan meiosis pertama dan kedua di mana replikasi DNA tidak terjadi. ciri sel hewan.

Profase 2 (1n 2c) - pembongkaran membran nuklir, divergensi sentriol ke kutub sel yang berbeda, pembentukan serat gelendong.

Metafase 2 (1n 2c) - penyelarasan kromosom dua kromatid di bidang ekuator sel (pelat metafase), perlekatan serat gelendong dengan satu ujung ke sentriol, yang lain - ke sentromer kromosom; 2 blok oogenesis pada manusia.

Anafase 2 (2n 2Dengan) - pembelahan kromosom dua kromatid menjadi kromatid dan divergensi kromatid saudara ini ke kutub sel yang berlawanan (dalam hal ini, kromatid menjadi kromosom kromatid tunggal yang independen), rekombinasi kromosom.

Telofase 2 (1n 1c di setiap sel) - dekondensasi kromosom, pembentukan membran nuklir di sekitar setiap kelompok kromosom, disintegrasi benang spindel fisi, munculnya nukleolus, pembelahan sitoplasma (sitotomi) dengan pembentukan empat sel haploid sebagai hasilnya.

Signifikansi biologis meiosis. Meiosis adalah peristiwa sentral gametogenesis pada hewan dan sporogenesis pada tumbuhan. Menjadi dasar variabilitas kombinatif, meiosis memastikan keragaman genetik gamet.

amitosis

amitosis- pembelahan langsung inti interfase dengan penyempitan tanpa pembentukan kromosom, di luar siklus mitosis. Digambarkan untuk penuaan, diubah secara patologis dan ditakdirkan untuk sel-sel kematian. Setelah amitosis, sel tidak dapat kembali ke siklus mitosis normal.

siklus sel

siklus sel- kehidupan sel dari saat kemunculannya hingga pembelahan atau kematian. Komponen wajib dari siklus sel adalah siklus mitosis, yang mencakup periode persiapan untuk pembelahan dan mitosis yang tepat. Selain itu, ada periode istirahat dalam siklus hidup, di mana sel melakukan fungsinya sendiri dan memilih nasibnya lebih lanjut: kematian atau kembali ke siklus mitosis.

Pergi ke kuliah 12"Fotosintesis. Kemosintesis"

Pergi ke kuliah 14"Reproduksi Organisme"

Dalam dua tahun terakhir, semakin banyak pertanyaan tentang metode reproduksi organisme, metode pembelahan sel, perbedaan antara berbagai tahap mitosis dan meiosis, set kromosom (n) dan konten DNA (c) dalam berbagai tahap sel kehidupan mulai muncul dalam varian tugas tes USE dalam biologi.

Saya setuju dengan penulis tugas. Untuk memahami dengan baik esensi dari proses mitosis dan meiosis, seseorang tidak hanya harus memahami bagaimana mereka berbeda satu sama lain, tetapi juga mengetahui bagaimana set kromosom berubah ( n), dan, yang paling penting, kualitasnya ( Dengan), pada berbagai tahap proses ini.

Ingat, tentu saja, mitosis dan meiosis adalah cara pembelahan yang berbeda inti sel, bukan pembelahan sel itu sendiri (sitokinesis).

Kita juga ingat bahwa karena mitosis, reproduksi sel somatik diploid (2n) terjadi dan reproduksi aseksual dipastikan, dan meiosis memastikan pembentukan sel benih (gamet) haploid (n) pada hewan atau spora haploid (n) pada tumbuhan.

Untuk kemudahan persepsi informasi

pada gambar di bawah, mitosis dan meiosis digambarkan bersama. Seperti yang bisa kita lihat, skema ini tidak termasuk, tidak berisi deskripsi lengkap tentang apa yang terjadi dalam sel selama mitosis atau meiosis. Tujuan artikel ini dan gambar ini adalah untuk menarik perhatian Anda hanya pada perubahan yang terjadi dengan kromosom itu sendiri pada berbagai tahap mitosis dan meiosis. Inilah yang ditekankan dalam tugas pengujian USE yang baru.

Agar tidak membebani gambar, kariotipe diploid dalam inti sel hanya diwakili oleh dua pasang homolog kromosom (yaitu, n = 2). Pasangan pertama adalah kromosom yang lebih besar ( merah dan jeruk). Pasangan kedua lebih kecil biru dan hijau). Jika kita ingin menggambarkan secara khusus, misalnya, kariotipe manusia (n = 23), kita harus menggambar 46 kromosom.

Sejak apa himpunan kromosom dan kualitasnya sebelum dimulainya pembelahan dalam sel interfase selama periode G1? Tentu saja dia 2n2c. Kami tidak melihat sel dengan set kromosom seperti itu pada gambar ini. Karena setelah S selama periode interfase (setelah replikasi DNA), jumlah kromosom, meskipun tetap sama (2n), tetapi karena masing-masing kromosom sekarang terdiri dari dua kromatid bersaudara, rumus kariotipe sel akan ditulis sebagai berikut : 2n4c. Dan inilah sel-sel dengan kromosom ganda tersebut, siap untuk memulai mitosis atau meiosis, dan ditunjukkan pada gambar.

Angka ini memungkinkan kita untuk menjawab pertanyaan tes berikut:

Apa perbedaan antara profase mitosis dan profase I meiosis? Pada profase I meiosis, kromosom tidak terdistribusi secara bebas ke seluruh volume inti sel sebelumnya (membran nukleus larut dalam profase), seperti pada profase mitosis, dan homolog bergabung dan berkonjugasi (terjalin) dengan masing-masing lainnya. Ini dapat menyebabkan persilangan : pertukaran beberapa bagian identik dari kromatid saudara dalam homolog.

Apa perbedaan antara metafase mitosis dan metafase meiosis I? Pada metafase I meiosis, sel-sel berbaris di sepanjang ekuator tidak terpisah Kromosom bikromatid seperti pada metafase mitosis, pada bivalen(dua homolog bersama-sama) atau tetrad(tetra - empat, sesuai dengan jumlah kromatid saudara perempuan yang terlibat dalam konjugasi).

Apa perbedaan antara anafase mitosis dan anafase meiosis I? Pada anafase mitosis, serat gelendong pembelahan ke kutub sel ditarik terpisah kromatid saudara(yang saat ini seharusnya sudah disebut Kromosom kromatid tunggal). Harap dicatat bahwa saat ini, karena dua kromosom kromatid tunggal telah terbentuk dari setiap kromosom dua kromatid, dan dua inti baru belum terbentuk, rumus kromosom sel tersebut akan terlihat seperti 4n4c. Pada anafase I meiosis, homolog dua kromatid ditarik terpisah oleh benang gelendong ke kutub sel. Ngomong-ngomong, pada gambar di anafase I, kita melihat bahwa salah satu kromatid saudara dari kromosom oranye memiliki bagian dari kromatid merah (dan, karenanya, sebaliknya), dan salah satu kromatid saudara dari kromosom hijau memiliki bagian kromatid biru (dan, karenanya, sebaliknya). Oleh karena itu, kita dapat menyatakan bahwa selama profase I meiosis, tidak hanya konjugasi, tetapi juga terjadi persilangan antara kromosom homolog.

Apa perbedaan antara telofase mitosis dan telofase I meiosis? Pada telofase mitosis, dua inti yang baru terbentuk (belum ada dua sel, mereka terbentuk sebagai hasil sitokinesis) akan mengandung diploid satu set kromosom kromatid tunggal - 2n2c. Pada telofase I meiosis, dua inti yang terbentuk akan mengandung: haploid satu set kromosom dua kromatid - 1n2c. Jadi, kita melihat bahwa meiosis yang telah saya sediakan pengurangan pembelahan (jumlah kromosom menjadi dua).

Apa yang disediakan oleh meiosis II? Meiosis II disebut persamaan(menyamakan) pembelahan, sebagai akibatnya empat sel yang dihasilkan akan mengandung satu set haploid dari kromosom kromatid tunggal normal - 1n1c.

Apa perbedaan antara profase I dan profase II? Pada profase II, inti sel tidak mengandung kromosom homolog, seperti pada profase I, sehingga tidak ada asosiasi homolog.

Apa perbedaan antara metafase mitosis dan metafase meiosis II? Pertanyaan yang sangat "rumit", karena dari buku teks mana pun Anda akan ingat bahwa meiosis II pada umumnya berlangsung seperti mitosis. Tapi, perhatikan, dalam metafase mitosis, sel-sel berbaris di sepanjang khatulistiwa dikromatid kromosom dan setiap kromosom memiliki homolognya. Dalam metafase II meiosis, di sepanjang ekuator, mereka juga berbaris dikromatid kromosom tetapi tidak homolog . Pada gambar berwarna, seperti pada artikel di atas, ini terlihat jelas, tetapi dalam ujian gambarnya hitam putih. Gambar hitam-putih dari salah satu tugas tes ini menunjukkan metafase mitosis, karena ada kromosom homolog (hitam besar dan putih besar adalah satu pasangan; hitam kecil dan putih kecil adalah pasangan lain).

- Mungkin ada pertanyaan serupa tentang anafase mitosis dan anafase II meiosis .

Apa perbedaan antara telofase I meiosis dan telofase II? Meskipun set kromosom dalam kedua kasus adalah haploid, selama telofase I kromosom adalah dua kromatid, dan selama telofase II mereka adalah kromatid tunggal.

Ketika saya menulis artikel serupa di blog ini, saya tidak pernah berpikir bahwa dalam tiga tahun isi tes akan berubah begitu banyak. Jelas, karena kesulitan membuat lebih banyak tes baru berdasarkan kurikulum sekolah dalam biologi, penulis-penyusun tidak lagi memiliki kesempatan untuk "menggali secara luas" (semuanya telah "digali" untuk waktu yang lama) dan mereka dipaksa untuk “menggali lebih dalam”.

*******************************************
Siapa yang akan memiliki pertanyaan tentang artikel? guru biologi melalui skype silahkan hubungi saya di komentar.

Disertai dengan penurunan jumlah kromosom hingga setengahnya. Ini terdiri dari dua divisi berturut-turut yang memiliki fase yang sama dengan mitosis. Namun, seperti yang ditunjukkan pada tabel "Perbandingan mitosis dan meiosis", durasi fase individu dan proses yang terjadi di dalamnya berbeda secara signifikan dari proses yang terjadi selama mitosis.

Perbedaan-perbedaan ini terutama sebagai berikut.

dalam meiosis profase I lebih lama. Itu terjadi di dalamnya konjugasi(hubungan kromosom homolog) dan pertukaran informasi genetik. Pada anafase I sentromer yang menyatukan kromatid Jangan berbagi, dan salah satu homologmeiosis mitosis dan kromosom lainnya berangkat ke kutub. Interfase sebelum divisi kedua sangat singkat, di dalamnya DNA tidak disintesis. Sel ( halit), terbentuk sebagai hasil dari dua pembelahan meiosis, mengandung satu set kromosom haploid (tunggal). Diploidi dipulihkan ketika dua sel bergabung - ibu dan ayah. Telur yang telah dibuahi disebut zigot.

Mitosis dan fase-fasenya

mitosis, atau pembagian tidak langsung, paling banyak tersebar di alam. Mitosis mendasari pembelahan semua sel non-seks (epitel, otot, saraf, tulang, dll). Mitosis terdiri dari empat fase berturut-turut (lihat tabel di bawah). Berkat mitosis distribusi seragam informasi genetik sel induk antara sel anak dipastikan. Periode kehidupan sel antara dua mitosis disebut interfase. Ini sepuluh kali lebih lama dari mitosis. Sejumlah proses yang sangat penting terjadi di dalamnya yang mendahului pembelahan sel: ATP dan molekul protein disintesis, setiap kromosom berlipat ganda, membentuk dua kromatid saudara, diselenggarakan bersama oleh suatu sentromer, jumlah organel utama sitoplasma meningkat.

dalam profase spiral dan sebagai hasilnya kromosom menebal, terdiri dari dua kromatid bersaudara yang disatukan oleh sentromer. Pada akhir profase membran nukleus dan nukleolus menghilang dan kromosom menyebar ke seluruh sel, sentriol bergerak ke kutub dan membentuk poros fisi. Pada metafase, spiralisasi kromosom lebih lanjut terjadi. Pada fase ini, mereka terlihat paling jelas. Sentromer mereka terletak di sepanjang khatulistiwa. Serat spindel melekat padanya.

dalam anafase sentromer membelah, kromatid saudara terpisah satu sama lain dan, karena kontraksi filamen gelendong, pindah ke kutub sel yang berlawanan.

dalam telofase sitoplasma membelah, kromosom terlepas, nukleolus dan membran nukleus terbentuk kembali. dalam sel hewan sitoplasma diikat dalam sayuran- sebuah partisi terbentuk di tengah sel induk. Jadi dari satu sel asli (ibu) dua sel anak baru terbentuk.

Tabel - Perbandingan mitosis dan meiosis

Fase	Mitosis	Meiosis
		1 divisi	2 divisi
Interfase	Himpunan kromosom 2n. Ada sintesis intensif protein, ATP dan zat organik lainnya. Kromosom ganda, masing-masing terdiri dari dua kromatid saudara yang disatukan oleh sentromer yang sama.	Set kromosom 2n Proses yang sama diamati seperti pada mitosis, tetapi lebih lama, terutama selama pembentukan telur.	Himpunan kromosom adalah haploid (n). Tidak ada sintesis zat organik.
Profase	Ini berumur pendek, kromosom berputar, amplop nuklir dan nukleolus menghilang, dan gelendong divisi terbentuk.	Lebih panjang. Pada fase awal, prosesnya sama seperti pada mitosis. Selain itu, konjugasi kromosom terjadi, di mana kromosom homolog saling mendekati sepanjang panjang dan putarannya. Dalam hal ini, pertukaran informasi genetik (persilangan kromosom) dapat terjadi - pindah silang. Kromosom kemudian berpisah.	pendek; proses yang sama seperti pada mitosis, tetapi dengan n kromosom.
metafase	Spiralisasi kromosom lebih lanjut terjadi, sentromernya terletak di sepanjang khatulistiwa.	Ada proses yang mirip dengan mitosis.
Anafase	Sentromer yang menyatukan kromatid saudara membelah, masing-masing menjadi kromosom baru dan bergerak ke kutub yang berlawanan.	Sentromer tidak membelah. Salah satu kromosom homolog, yang terdiri dari dua kromatid, disatukan oleh sentromer yang sama, berangkat ke kutub yang berlawanan.	Hal yang sama terjadi seperti pada mitosis, tetapi dengan n kromosom.
Telofase	Sitoplasma membelah, dua sel anak terbentuk, masing-masing dengan satu set kromosom diploid. Spindel pembelahan menghilang, nukleolus terbentuk.	Tidak bertahan lama Kromosom homolog memasuki sel yang berbeda dengan satu set kromosom haploid. Sitoplasma tidak selalu membelah.	Sitoplasma terbagi. Setelah dua pembelahan meiosis, 4 sel dengan satu set kromosom haploid terbentuk.

Tabel perbandingan mitosis dan meiosis.