2 estágios de meiose. Ciclo de vida celular

Sabe-se que os organismos vivos respiram, se alimentam, se reproduzem e morrem; Mas por que tudo isso acontece? Devido aos tijolos - células que também respiram, se alimentam, morrem e se reproduzem. Mas como isso acontece?

Sobre a estrutura das células

A casa é feita de tijolos, blocos ou troncos. Da mesma forma, um organismo pode ser dividido em unidades elementares - células. Toda a diversidade dos seres vivos consiste neles; a diferença reside apenas na sua quantidade e tipos. Eles consistem em músculos, tecido ósseo, pele, todos os órgãos internos - eles diferem muito em sua finalidade. Mas independentemente das funções que uma determinada célula executa, todas elas são estruturadas aproximadamente da mesma forma. Em primeiro lugar, qualquer “tijolo” possui uma casca e um citoplasma com organelas localizadas nele. Algumas células não possuem núcleo, são chamadas de procarióticas, mas todos os organismos mais ou menos desenvolvidos são constituídos por eucariotos, que possuem um núcleo no qual a informação genética é armazenada.

As organelas localizadas no citoplasma são diversas e interessantes, desempenham funções importantes. As células de origem animal incluem o retículo endoplasmático, ribossomos, mitocôndrias, complexo de Golgi, centríolos, lisossomos e elementos motores. Com a ajuda deles ocorrem todos os processos que garantem o funcionamento do corpo.

Atividade celular

Como já mencionado, todos os seres vivos comem, respiram, reproduzem-se e morrem. Esta afirmação é verdadeira tanto para organismos inteiros, isto é, pessoas, animais, plantas, etc., quanto para células. É incrível, mas cada “tijolo” tem vida própria. Devido às suas organelas, recebe e processa nutrientes, oxigênio e remove tudo o que é desnecessário para o exterior. O próprio citoplasma e o retículo endoplasmático desempenham uma função de transporte, as mitocôndrias também são responsáveis ​​pela respiração, além de fornecer energia. O complexo de Golgi é responsável pelo acúmulo e remoção de resíduos celulares. Outras organelas também participam de processos complexos. E a certa altura ele começa a se dividir, ou seja, ocorre o processo de reprodução. Vale a pena considerar com mais detalhes.

Processo de divisão celular

A reprodução é uma das etapas do desenvolvimento de um organismo vivo. O mesmo se aplica às células. Numa determinada fase do seu ciclo de vida, eles entram num estado em que estão prontos para se reproduzir. eles simplesmente se dividem em dois, alongando-se e formando uma partição. Este processo é simples e quase completamente estudado usando o exemplo de bactérias em forma de bastonete.

As coisas são um pouco mais complicadas. Eles se reproduzem de três maneiras diferentes, chamadas amitose, mitose e meiose. Cada uma dessas vias possui características próprias, é inerente a um determinado tipo de célula. Amitose

considerada a mais simples, também é chamada de fissão binária direta. Quando isso ocorre, a molécula de DNA duplica. No entanto, um fuso de fissão não é formado, portanto este método é o mais eficiente em termos energéticos. A amitose ocorre em organismos unicelulares, enquanto os tecidos de organismos multicelulares se reproduzem usando outros mecanismos. No entanto, por vezes é observado onde a actividade mitótica é reduzida, por exemplo, em tecidos maduros.

A fissão direta é por vezes distinguida como um tipo de mitose, mas alguns cientistas consideram-na um mecanismo separado. Este processo ocorre muito raramente, mesmo em células antigas. A seguir serão considerados a meiose e suas fases, o processo de mitose, bem como as semelhanças e diferenças desses métodos. Comparadas à divisão simples, elas são mais complexas e perfeitas. Isto é especialmente verdadeiro para a divisão reducional, de modo que as características das fases da meiose serão mais detalhadas.

Um papel importante na divisão celular é desempenhado pelos centríolos - organelas especiais, geralmente localizadas próximas ao complexo de Golgi. Cada uma dessas estruturas consiste em 27 microtúbulos, agrupados em grupos de três. Toda a estrutura tem formato cilíndrico. Os centríolos estão diretamente envolvidos na formação do fuso de divisão celular durante o processo de divisão indireta, que será discutido posteriormente.

Mitose

A vida útil das células varia. Alguns vivem alguns dias e alguns podem ser classificados como fígados longos, pois sua mudança completa ocorre muito raramente. E quase todas essas células se reproduzem por mitose. Para a maioria deles, uma média de 10 a 24 horas se passa entre os períodos de divisão. A própria mitose leva um curto período de tempo - em animais aproximadamente 0,5-1

hora, e para plantas cerca de 2-3. Este mecanismo garante o crescimento da população celular e a reprodução de unidades idênticas em seu conteúdo genético. É assim que a continuidade das gerações é mantida no nível elementar. Neste caso, o número de cromossomos permanece inalterado. Este mecanismo é o tipo mais comum de reprodução das células eucarióticas.

A importância desse tipo de divisão é grande - esse processo ajuda o crescimento e a regeneração dos tecidos, por meio do qual ocorre o desenvolvimento de todo o organismo. Além disso, é a mitose que está na base da reprodução assexuada. E mais uma função é a movimentação de células e a substituição de células já obsoletas. Portanto, é errado presumir que, como os estágios da meiose são mais complexos, seu papel é muito maior. Ambos os processos desempenham funções diferentes e são importantes e insubstituíveis à sua maneira.

A mitose consiste em várias fases que diferem em suas características morfológicas. O estado em que a célula está pronta para a divisão indireta é denominado interfase, e o processo em si é dividido em mais 5 etapas, que precisam ser consideradas com mais detalhes.

Fases da mitose

Durante a interfase, a célula se prepara para se dividir: DNA e proteínas são sintetizados. Esta etapa é dividida em várias outras, durante as quais ocorre o crescimento de toda a estrutura e a duplicação dos cromossomos. A célula permanece neste estado por até 90% de todo o seu ciclo de vida.

Os 10% restantes são ocupados pela própria divisão, que se divide em 5 etapas. Durante a mitose das células vegetais, também é liberada a pré-prófase, que está ausente em todos os outros casos. Novas estruturas são formadas, o núcleo se desloca para o centro. Uma fita pré-prófase é formada, marcando o local esperado da futura divisão.

Em todas as outras células, o processo de mitose ocorre da seguinte forma:

tabela 1

Nome artístico	Característica
Prófase	O núcleo aumenta de tamanho, os cromossomos espiralam e tornam-se visíveis ao microscópio. Um fuso de fissão é formado no citoplasma. O nucléolo muitas vezes se desintegra, mas isso nem sempre acontece. O conteúdo do material genético na célula permanece inalterado.
Prometáfase	A membrana nuclear se desintegra. Os cromossomos começam um movimento ativo, mas aleatório. Em última análise, todos eles chegam ao plano da placa metafásica. Esta etapa dura até 20 minutos.
Metáfase	Os cromossomos estão alinhados ao longo do plano equatorial do fuso a distâncias aproximadamente iguais de ambos os pólos. O número de microtúbulos que mantêm toda a estrutura em estado estável atinge o seu máximo. As cromátides irmãs se repelem, mantendo a conexão apenas no centrômero.
Anáfase	A etapa mais curta. As cromátides se separam e se repelem em direção aos pólos mais próximos. Este processo às vezes é isolado separadamente e denominado anáfase A. Posteriormente, os próprios pólos de divisão divergem. Nas células de alguns protozoários, o comprimento do fuso aumenta até 15 vezes. E esse subestágio é chamado de anáfase B. A duração e a sequência dos processos neste estágio são variáveis.
Telófase	Após o fim da divergência para pólos opostos, as cromátides param. Os cromossomos descondensam, ou seja, aumentam de tamanho. Começa a reconstrução das membranas nucleares das futuras células-filhas. Os microtúbulos fusiformes desaparecem. Os núcleos são formados e a síntese de RNA é retomada.

Após a conclusão da divisão da informação genética, ocorre citocinese ou citotomia. Este termo refere-se à formação de corpos celulares-filhas a partir do corpo da mãe. Nesse caso, as organelas, via de regra, são divididas ao meio, embora sejam possíveis exceções; A citocinese não é separada em uma fase separada, via de regra, é considerada dentro da telófase;

Assim, os processos mais interessantes envolvem os cromossomos, que carregam a informação genética. O que são e por que são tão importantes?

Sobre cromossomos

Mesmo sem a menor ideia de genética, as pessoas sabiam que muitas qualidades da prole dependem dos pais. Com o desenvolvimento da biologia, tornou-se óbvio que as informações sobre um determinado organismo são armazenadas em cada célula e parte delas é transmitida às gerações futuras.

No final do século 19, foram descobertos cromossomos - estruturas constituídas por um longo

Moléculas de DNA. Isso se tornou possível com o aprimoramento dos microscópios, e ainda hoje eles só podem ser vistos durante o período de divisão. Na maioria das vezes, a descoberta é atribuída ao cientista alemão W. Fleming, que não só simplificou tudo o que foi estudado antes dele, mas também deu sua própria contribuição: foi um dos primeiros a estudar a estrutura celular, a meiose e suas fases, e também introduziu o termo “mitose”. O próprio conceito de “cromossomo” foi proposto um pouco mais tarde por outro cientista - o histologista alemão G. Waldeyer.

A estrutura dos cromossomos quando estão claramente visíveis é bastante simples - são duas cromátides conectadas no meio por um centrômero. É uma sequência de nucleotídeos específica e desempenha um papel importante no processo de reprodução celular. Em última análise, a aparência do cromossomo na prófase e na metáfase, quando pode ser melhor visualizado, se assemelha à letra X.

Em 1900, foram descobertos princípios que descrevem a transmissão de características hereditárias. Então ficou finalmente claro que os cromossomos são exatamente os meios pelos quais a informação genética é transmitida. Posteriormente, os cientistas realizaram uma série de experimentos que comprovaram isso. E então o objeto de estudo foi a influência que a divisão celular tem sobre eles.

Meiose

Ao contrário da mitose, esse mecanismo leva à formação de duas células com um conjunto de cromossomos 2 vezes menor que o original. Assim, o processo de meiose serve como uma transição da fase diplóide para a fase haplóide, e principalmente

Estamos falando da divisão do núcleo e, em segundo lugar, da divisão de toda a célula. A restauração de um conjunto completo de cromossomos ocorre como resultado de uma maior fusão dos gametas. Devido à redução do número de cromossomos, esse método também é definido como redução da divisão celular.

A meiose e suas fases foram estudadas por cientistas famosos como V. Fleming, E. Strasburger, V. I. Belyaev e outros. O estudo desse processo em células de plantas e animais ainda está em andamento - é muito complexo. Inicialmente, este processo foi considerado uma variante da mitose, mas quase imediatamente após a sua descoberta foi identificado como um mecanismo separado. As características da meiose e seu significado teórico foram suficientemente descritas pela primeira vez por August Weissmann em 1887. Desde então, o estudo do processo de divisão reducional avançou muito, mas as conclusões tiradas ainda não foram refutadas.

A meiose não deve ser confundida com a gametogênese, embora ambos os processos estejam intimamente relacionados. Ambos os mecanismos estão envolvidos na formação de células germinativas, mas existem várias diferenças sérias entre eles. A meiose ocorre em duas etapas de divisão, cada uma delas composta por 4 fases principais, com um pequeno intervalo entre elas. A duração de todo o processo depende da quantidade de DNA no núcleo e da estrutura da organização cromossômica. Em geral, é muito mais longo em comparação com a mitose.

A propósito, uma das principais razões para a diversidade significativa de espécies é a meiose. Como resultado da divisão reducional, o conjunto de cromossomos é dividido em dois, de modo que surgem novas combinações de genes, aumentando potencialmente principalmente a adaptabilidade e adaptabilidade dos organismos, que acabam por receber determinados conjuntos de características e qualidades.

Fases da meiose

Como já mencionado, a divisão celular redutora é convencionalmente dividida em duas etapas. Cada uma dessas etapas é dividida em mais 4 e a primeira fase da meiose - prófase I, por sua vez, é dividida em mais 5 etapas distintas. À medida que este processo continua a ser estudado, outros poderão ser identificados no futuro. Agora distinguem-se as seguintes fases da meiose:

mesa 2

Nome artístico	Característica
Primeira divisão (redução)
Prófase I
leptoteno	Este estágio também é chamado de estágio dos fios finos. Os cromossomos parecem uma bola emaranhada sob um microscópio. Às vezes, o proleptoteno é distinguido, quando os fios individuais ainda são difíceis de discernir.
zigoteno	Estágio de mesclagem de threads. Homólogos, isto é, semelhantes entre si em morfologia e genética, pares de cromossomos se fundem. Durante o processo de fusão, ou seja, conjugação, formam-se bivalentes ou tétrades. Este é o nome dado a complexos bastante estáveis ​​de pares de cromossomos.
paquíteno	Estágio de filamentos grossos. Nesse estágio, os cromossomos espiralam e a replicação do DNA é concluída, os quiasmas são formados - pontos de contato de partes individuais dos cromossomos - cromátides. O processo de cruzamento ocorre. Os cromossomos se cruzam e trocam algumas informações genéticas.
diploteno	Também chamado de estágio de fita dupla. Cromossomos homólogos em bivalentes se repelem e permanecem conectados apenas em quiasmas.
diacinese	Nesta fase, os bivalentes se dispersam na periferia do núcleo.
Metáfase I	A casca nuclear é destruída e um fuso de fissão é formado. Os bivalentes movem-se para o centro da célula e alinham-se ao longo do plano equatorial.
Anáfase I	Os bivalentes se separam, após o que cada cromossomo do par se move para o pólo mais próximo da célula. Não há separação em cromátides.
Telófase I	O processo de segregação cromossômica está concluído. Ocorre a formação de núcleos separados de células-filhas, cada uma com um conjunto haplóide. Os cromossomos se despiram e um envelope nuclear é formado. Às vezes é observada citocinese, ou seja, divisão do próprio corpo celular.
Segunda divisão (equacional)
Prófase II	Os cromossomos se condensam e o centro da célula se divide. A membrana nuclear é destruída. Forma-se um fuso de fissão perpendicular ao primeiro.
Metáfase II	Em cada uma das células-filhas, os cromossomos se alinham ao longo do equador. Cada um deles consiste em duas cromátides.
Anáfase II	Cada cromossomo é dividido em cromátides. Essas partes divergem para pólos opostos.
Telófase II	Os cromossomos de cromátide única resultantes são despiralizados. O envelope nuclear é formado.

Portanto, é óbvio que as fases de divisão da meiose são muito mais complexas que o processo da mitose. Mas, como já mencionado, isso não diminui o papel biológico da divisão indireta, uma vez que desempenham funções diferentes.

Aliás, a meiose e suas fases também são observadas em alguns protozoários. Porém, via de regra, inclui apenas uma divisão. Supõe-se que esta forma de um estágio posteriormente se desenvolveu na forma moderna de dois estágios.

Diferenças e semelhanças entre mitose e meiose

À primeira vista, parece que as diferenças entre estes dois processos são óbvias, porque se trata de mecanismos completamente diferentes. No entanto, após uma análise mais aprofundada, verifica-se que as diferenças entre mitose e meiose não são tão globais que levam à formação de novas células;

Antes de mais nada, vale falar sobre o que esses mecanismos têm em comum. Na verdade, existem apenas duas coincidências: na mesma sequência de fases, e também no facto de

A replicação do DNA ocorre antes de ambos os tipos de divisão. Porém, assim como na meiose, esse processo não se completa completamente antes do início da prófase I, terminando em um dos primeiros subestágios. E embora a sequência de fases seja semelhante, em essência, os eventos que ocorrem nelas não coincidem completamente. Portanto, as semelhanças entre mitose e meiose não são tantas.

Existem muito mais diferenças. Em primeiro lugar, a mitose ocorre enquanto a meiose está intimamente relacionada à formação de células germinativas e à esporogênese. Nas próprias fases, os processos não coincidem completamente. Por exemplo, o cruzamento na mitose ocorre durante a interfase, e nem sempre. No segundo caso, esse processo envolve anáfase da meiose. A recombinação de genes na divisão indireta geralmente não ocorre, o que significa que não desempenha nenhum papel no desenvolvimento evolutivo do organismo e na manutenção da diversidade intraespecífica. O número de células resultantes da mitose é duas, e elas são geneticamente idênticas à mãe e possuem um conjunto diplóide de cromossomos. Durante a divisão redutora tudo é diferente. O resultado da meiose é 4 diferente do materno. Além disso, ambos os mecanismos diferem significativamente em duração, e isso se deve não apenas à diferença no número de estágios de divisão, mas também à duração de cada estágio. Por exemplo, a primeira prófase da meiose dura muito mais tempo, porque é nesse momento que ocorrem a conjugação e o cruzamento dos cromossomos. É por isso que está dividido em várias etapas.

Em geral, as semelhanças entre mitose e meiose são muito pequenas em comparação com as diferenças entre si. É quase impossível confundir esses processos. Portanto, é agora um tanto surpreendente que a divisão redutora tenha sido anteriormente considerada um tipo de mitose.

Consequências da meiose

Como já mencionado, após o término do processo de divisão reducional, em vez da célula-mãe com conjunto diplóide de cromossomos, formam-se quatro haplóides. E se falamos das diferenças entre mitose e meiose, esta é a mais significativa. A restauração da quantidade necessária, quando se trata de células germinativas, ocorre após a fertilização. Assim, a cada nova geração o número de cromossomos não dobra.

Além disso, durante a meiose ocorre durante o processo de reprodução, isso leva à manutenção da diversidade intraespecífica. Portanto, o facto de até os irmãos serem por vezes muito diferentes entre si é precisamente o resultado da meiose.

Aliás, a esterilidade de alguns híbridos no mundo animal também é um problema de divisão reducional. O fato é que os cromossomos dos pais pertencentes a espécies diferentes não podem entrar em conjugação, o que significa que o processo de formação de células germinativas viáveis ​​e completas é impossível. Assim, é a meiose que está na base do desenvolvimento evolutivo de animais, plantas e outros organismos.

Meiose (do grego meiose- redução) é um tipo especial de divisão de células eucarióticas, em que, após uma única duplicação do DNA, a célula dividido duas vezes , e de uma célula diplóide são formadas 4 haplóides. É composto por 2 divisões consecutivas (designadas I e II); cada um deles, como a mitose, inclui 4 fases (prófase, metáfase, anáfase, telófase) e citocinese.

Fases da meiose:

Prófase EU , é complexo, dividido em 5 etapas:

1. Leptonema (do grego leptos- afinar, Nema– fio) – os cromossomos espiralam e tornam-se visíveis como fios finos. Cada cromossomo homólogo já foi replicado em 99,9% e consiste em duas cromátides irmãs ligadas entre si no centrômero. Conteúdo do material genético – 2 n 2 XP 4 c. Cromossomos com a ajuda de aglomerados de proteínas ( discos de anexo ) estão ligados em ambas as extremidades à membrana interna do envelope nuclear. O envelope nuclear está preservado, o nucléolo é visível.

2. Zigonema (do grego zígono – emparelhados) – cromossomos diplóides homólogos correm um em direção ao outro e se conectam primeiro na região do centrômero e depois ao longo de todo o comprimento ( conjugação ). São formados bivalentes (de lat. bi - dobro, Valente– forte), ou tétrades cromátide. O número de bivalentes corresponde ao conjunto haplóide de cromossomos; o conteúdo do material genético pode ser escrito como; 1 n 4 XP 8 c. Cada cromossomo em um bivalente vem do pai ou da mãe. Cromossomos sexuais localizado próximo à membrana nuclear interna. Esta área é chamada vesícula genital.

Entre cromossomos homólogos em cada bivalente, especializado complexos sinaptonêmicos (do grego sinapse– ligação, conexão), que são estruturas proteicas. Em grande ampliação, dois fios de proteína paralelos, cada um com 10 nm de espessura, são visíveis no complexo, conectados por finas faixas transversais de cerca de 7 nm de tamanho, em cada lado das quais estão os cromossomos na forma de muitas alças.

No centro do complexo há elemento axial espessura 20 – 40 nm. O complexo sinaptonêmico é comparado a escada de corda , cujos lados são formados por cromossomos homólogos. Uma comparação mais precisa - fecho de correr .

No final do zigonema, cada par de cromossomos homólogos é conectado entre si por meio de complexos sinaptonêmicos. Apenas os cromossomos sexuais X e Y não se conjugam completamente, pois não são totalmente homólogos.

3.B paquinema (do grego pahys– grosso) os bivalentes encurtam e engrossam. Entre as cromátides de origem materna e paterna surgem conexões em diversos locais - quiasma (do grego.c hiazma- cruzar). Na área de cada quiasma, um complexo de proteínas envolvidas em recombinação (d~ 90 nm), e ocorre a troca de seções correspondentes de cromossomos homólogos - do paterno para o materno e vice-versa. Este processo é chamado cruzamento (do inglês Comrossando- sobre– encruzilhada). Em cada bivalente humano, por exemplo, o cruzamento ocorre em duas a três áreas.

4.B diplonema (do grego diploos– duplo) complexos sinaptonêmicos se desintegram e cromossomos homólogos de cada bivalente afastar-se um do outro, mas a conexão entre eles permanece nas zonas de quiasmas.

5. Diacinese (do grego diacineína- atravessar). Na diacinese, a condensação dos cromossomos é completada, eles são separados da membrana nuclear, mas os cromossomos homólogos continuam conectados entre si por seções terminais, e as cromátides irmãs de cada cromossomo por centrômeros. Bivalentes assumem uma forma bizarra anéis, cruzes, oitos etc. Neste momento, a membrana nuclear e os nucléolos são destruídos. Os centríolos replicados são direcionados para os pólos e os filamentos do fuso são fixados aos centrômeros dos cromossomos.

Em geral, a prófase meiótica é muito longa. Quando os espermatozoides se desenvolvem, pode durar vários dias, e quando os óvulos se desenvolvem, pode durar muitos anos.

Metáfase EU assemelha-se a um estágio semelhante de mitose. Os cromossomos se instalam no plano equatorial, formando a placa metafásica. Ao contrário da mitose, os microtúbulos fusiformes estão ligados ao centrômero de cada cromossomo em apenas um lado (o lado polar), e os centrômeros dos cromossomos homólogos estão localizados em ambos os lados do equador. A conexão entre os cromossomos com a ajuda dos quiasmas continua preservada.

EM anáfase EU os quiasmas se desintegram, os cromossomos homólogos se separam e divergem para os pólos. Centrômeros desses cromossomos, no entanto, ao contrário da anáfase da mitose, não são replicados, o que significa que as cromátides irmãs não se separam. A divergência cromossômica é natureza aleatória. O conteúdo da informação genética torna-se 1 n 2 XP 4 c em cada pólo da célula e na célula como um todo - 2(1 n 2 XP 4 c) .

EM telófase EU , como na mitose, membranas nucleares e nucléolos são formados, formados e aprofundados sulco de clivagem. Então acontece citocinese . Ao contrário da mitose, o desbobinamento dos cromossomos não ocorre.

Como resultado da meiose I, formam-se 2 células-filhas contendo um conjunto haplóide de cromossomos; Além disso, cada cromossomo possui 2 cromátides geneticamente distintas (recombinantes): 1 n 2 XP 4 c. Portanto, como resultado da meiose I ocorre redução (reduzindo pela metade) o número de cromossomos, daí o nome da primeira divisão - redução .

Após o final da meiose I, há um curto período - intercinesia , durante o qual não ocorrem replicação do DNA e duplicação da cromátide.

Prófase II não dura muito e a conjugação dos cromossomos não ocorre.

EM metáfase II os cromossomos se alinham no plano equatorial.

EM anáfase II O DNA na região do centrômero é replicado, como acontece na anáfase da mitose, as cromátides se movem em direção aos pólos.

Depois telófases II E citocinese II células-filhas são formadas contendo material genético em cada uma - 1 n 1 XP 2 c. Em geral, a segunda divisão é chamada equacional (equalização).

Assim, como resultado de duas divisões meióticas sucessivas, formam-se 4 células, cada uma das quais carrega um conjunto haplóide de cromossomos.

Mitose- o principal método de divisão das células eucarióticas, em que primeiro ocorre a duplicação e depois o material hereditário é distribuído uniformemente entre as células-filhas.

A mitose é um processo contínuo com quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Antes da mitose, a célula se prepara para a divisão ou interfase. O período de preparação celular para a mitose e a própria mitose juntas constituem ciclo mitótico. Abaixo está uma breve descrição das fases do ciclo.

Interfase consiste em três períodos: pré-sintético ou pós-mitótico, - G 1, sintético - S, pós-sintético ou pré-mitótico, - G 2.

Período pré-sintético (2n 2c, Onde n- número de cromossomos, Com- número de moléculas de DNA) - crescimento celular, ativação de processos de síntese biológica, preparação para o próximo período.

Período sintético (2n 4c) - replicação do DNA.

Período pós-sintético (2n 4c) - preparação da célula para mitose, síntese e acúmulo de proteínas e energia para a próxima divisão, aumento do número de organelas, duplicação dos centríolos.

Prófase (2n 4c) - desmantelamento das membranas nucleares, divergência dos centríolos para diferentes pólos da célula, formação de filamentos fusiformes, “desaparecimento” dos nucléolos, condensação dos cromossomos biromatídeos.

Metáfase (2n 4c) - alinhamento dos cromossomos bicromátides maximamente condensados ​​​​no plano equatorial da célula (placa metafásica), fixação dos fios do fuso em uma extremidade aos centríolos e a outra aos centrômeros dos cromossomos.

Anáfase (4n 4c) - divisão dos cromossomos de duas cromátides em cromátides e a divergência dessas cromátides irmãs para pólos opostos da célula (neste caso, as cromátides tornam-se cromossomos de cromátides únicas independentes).

Telófase (2n 2c em cada célula filha) - descondensação dos cromossomos, formação de membranas nucleares ao redor de cada grupo de cromossomos, desintegração dos fios do fuso, aparecimento de nucléolo, divisão do citoplasma (citotomia). A citotomia nas células animais ocorre devido ao sulco de clivagem, nas células vegetais - devido à placa celular.

1 - prófase; 2 - metáfase; 3 - anáfase; 4 - telófase.

Significado biológico da mitose. As células-filhas formadas como resultado deste método de divisão são geneticamente idênticas às da mãe. A mitose garante a constância do conjunto cromossômico ao longo de várias gerações de células. Está subjacente a processos como crescimento, regeneração, reprodução assexuada, etc.

é um método especial de divisão de células eucarióticas, como resultado da transição das células de um estado diplóide para um estado haplóide. A meiose consiste em duas divisões sucessivas precedidas por uma única replicação do DNA.

Primeira divisão meiótica (meiose 1)é chamada de redução, pois é durante essa divisão que o número de cromossomos cai pela metade: de uma célula diplóide (2 n 4c) dois haplóides (1 n 2c).

Interfase 1(no início - 2 n 2c, no final - 2 n 4c) - síntese e acúmulo de substâncias e energia necessárias para ambas as divisões, aumento do tamanho celular e do número de organelas, duplicação dos centríolos, replicação do DNA, que termina na prófase 1.

Prófase 1 (2n 4c) - desmantelamento de membranas nucleares, divergência de centríolos para diferentes pólos da célula, formação de filamentos fusiformes, “desaparecimento” de nucléolos, condensação de cromossomos bicromátides, conjugação de cromossomos homólogos e cruzamento. Conjugação- o processo de reunião e entrelaçamento de cromossomos homólogos. Um par de cromossomos homólogos conjugados é chamado bivalente. Crossing over é o processo de troca de regiões homólogas entre cromossomos homólogos.

A prófase 1 é dividida em etapas: leptoteno(conclusão da replicação do DNA), zigoteno(conjugação de cromossomos homólogos, formação de bivalentes), paquíteno(crossing over, recombinação de genes), diploteno(detecção de quiasmas, 1 bloco de oogênese em humanos), diacinese(terminalização de quiasmas).

1 - leptoteno; 2 - zigoteno; 3 - paquíteno; 4 - diploteno; 5 - diacinesia; 6 — metáfase 1; 7 - anáfase 1; 8 — telófase 1;
9 — prófase 2; 10 — metáfase 2; 11 - anáfase 2; 12 - telófase 2.

Metáfase 1 (2n 4c) - alinhamento dos bivalentes no plano equatorial da célula, fixação dos filamentos do fuso em uma extremidade aos centríolos e a outra aos centrômeros dos cromossomos.

Anáfase 1 (2n 4c) - divergência aleatória independente de cromossomos de duas cromátides para pólos opostos da célula (de cada par de cromossomos homólogos, um cromossomo vai para um pólo e o outro para outro), recombinação de cromossomos.

Telófase 1 (1n 2c em cada célula) - a formação de membranas nucleares em torno de grupos de cromossomos dicromátides, divisão do citoplasma. Em muitas plantas, a célula passa imediatamente da anáfase 1 para a prófase 2.

Segunda divisão meiótica (meiose 2) chamado equacional.

Interfase 2, ou intercinesia (1n 2c), é um pequeno intervalo entre a primeira e a segunda divisões meióticas durante o qual não ocorre a replicação do DNA. Característica das células animais.

Prófase 2 (1n 2c) - desmantelamento das membranas nucleares, divergência dos centríolos para diferentes pólos da célula, formação de filamentos fusiformes.

Metáfase 2 (1n 2c) - alinhamento dos cromossomos bicromátides no plano equatorial da célula (placa metafásica), fixação dos filamentos do fuso em uma extremidade aos centríolos e a outra aos centrômeros dos cromossomos; 2º bloco da ovogênese em humanos.

Anáfase 2 (2n 2Com) - divisão dos cromossomos de duas cromátides em cromátides e a divergência dessas cromátides irmãs para pólos opostos da célula (neste caso, as cromátides tornam-se cromossomos de cromátides únicas independentes), recombinação de cromossomos.

Telófase 2 (1n 1c em cada célula) - descondensação dos cromossomos, formação de membranas nucleares ao redor de cada grupo de cromossomos, desintegração dos filamentos do fuso, aparecimento do nucléolo, divisão do citoplasma (citotomia) com a resultante formação de quatro células haplóides.

Significado biológico da meiose. A meiose é o evento central da gametogênese em animais e da esporogênese em plantas. Sendo a base da variabilidade combinativa, a meiose fornece diversidade genética dos gametas.

Amitose

Amitose- divisão direta do núcleo interfásico por constrição sem formação de cromossomos, fora do ciclo mitótico. Descrito para células envelhecidas, patologicamente alteradas e condenadas. Após a amitose, a célula não consegue retornar ao ciclo mitótico normal.

Ciclo de célula

Ciclo de célula- a vida de uma célula desde o momento do seu aparecimento até a divisão ou morte. Um componente essencial do ciclo celular é o ciclo mitótico, que inclui o período de preparação para a divisão e a própria mitose. Além disso, existem períodos de descanso no ciclo de vida, durante os quais a célula desempenha suas funções inerentes e escolhe seu futuro destino: morte ou retorno ao ciclo mitótico.

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Nos últimos dois anos, cada vez mais perguntas começaram a aparecer nas versões de teste do Exame Estadual Unificado de biologia sobre métodos de reprodução de organismos, métodos de divisão celular, diferenças entre diferentes estágios de mitose e meiose, conjuntos de cromossomos ( n) e conteúdo de DNA (c) em diferentes estágios da vida celular.

Concordo com os autores das tarefas. Para compreender completamente a essência dos processos de mitose e meiose, você precisa não apenas entender como eles diferem um do outro, mas também saber como o conjunto de cromossomos muda ( n) e, mais importante, sua qualidade ( Com), em vários estágios desses processos.

Lembramos, é claro, que a mitose e a meiose são métodos diferentes de divisão grãos células em vez da divisão das próprias células (citocinese).

Lembramos também que graças à mitose, as células somáticas diplóides (2n) se multiplicam e a reprodução assexuada é garantida, e a meiose garante a formação de células germinativas haplóides (n) (gametas) em animais ou esporos haplóides (n) em plantas.

Para facilitar a percepção das informações

Na figura abaixo, mitose e meiose são representadas juntas. Como podemos ver, este diagrama não inclui nem contém uma descrição completa do que acontece nas células durante a mitose ou meiose. O objetivo deste artigo e desta figura é chamar sua atenção apenas para as mudanças que ocorrem nos próprios cromossomos em diferentes estágios da mitose e da meiose. É exatamente nisso que a ênfase é colocada nas novas tarefas de teste USE.

Para não sobrecarregar os números, o cariótipo diplóide nos núcleos celulares é representado por apenas dois pares homólogo cromossomos (ou seja, n = 2). O primeiro par são cromossomos maiores ( vermelho E laranja). O segundo par são menores ( azul E verde). Se representássemos especificamente, por exemplo, um cariótipo humano (n = 23), teríamos que desenhar 46 cromossomos.

Então, qual era o conjunto de cromossomos e sua qualidade antes do início da divisão na célula interfásica durante o período G1? Claro que ele estava 2n2c. Não vemos células com esse conjunto de cromossomos nesta figura. Desde depois S Durante o período de interfase (após a replicação do DNA), o número de cromossomos, embora permaneça o mesmo (2n), mas como cada cromossomo agora consiste em duas cromátides irmãs, a fórmula do cariótipo celular será escrita assim : 2n4c. E estas são as células com cromossomos duplos, prontas para iniciar a mitose ou meiose, que são mostradas na figura.

Este desenho nos permite responder às seguintes questões do teste:

— Como a prófase da mitose difere da prófase I da meiose? Na prófase I da meiose, os cromossomos não são distribuídos livremente por todo o volume do antigo núcleo celular (a membrana nuclear se dissolve na prófase), como na prófase da mitose, mas os homólogos se unem e se conjugam (entrelaçam) entre si. Isso pode levar ao cruzamento : troca de algumas regiões idênticas de cromátides irmãs entre homólogos.

— Como a metáfase da mitose difere da metáfase I da meiose? Na metáfase I da meiose, as células não estão alinhadas ao longo do equador cromossomos bicromátides como na metáfase da mitose, em bivalentes(dois homólogos juntos) ou tétrades(tetra - quatro, de acordo com o número de cromátides irmãs envolvidas na conjugação).

— Como a anáfase da mitose difere da anáfase I da meiose? Durante a anáfase da mitose, os filamentos do fuso são separados em direção aos pólos da célula. cromátides irmãs(que neste momento já deveria ser chamado cromossomos de cromátide única). Observe que, neste momento, como dois cromossomos de cromátide única foram formados a partir de cada cromossomo bicromátide e dois novos núcleos ainda não foram formados, a fórmula cromossômica de tais células será 4n4c. Na anáfase I da meiose, os homólogos da dicromátide são separados pelos filamentos do fuso em direção aos pólos da célula. A propósito, na figura da anáfase I vemos que uma das cromátides irmãs do cromossomo laranja possui seções da cromátide vermelha (e, consequentemente, vice-versa), e uma das cromátides irmãs do cromossomo verde possui seções de a cromátide azul (e, consequentemente, vice-versa). Portanto, podemos afirmar que durante a prófase I da meiose ocorreu não apenas a conjugação, mas também o cruzamento entre cromossomos homólogos.

— Como a telófase da mitose difere da telófase I da meiose? Durante a telófase da mitose, os dois núcleos recém-formados (ainda não existem duas células, eles são formados como resultado da citocinese) conterão diplóide conjunto de cromossomos de cromátide única - 2n2c. Na telófase I da meiose, os dois núcleos resultantes conterão haplóide conjunto de cromossomos bicromátides - 1n2c. Assim, vemos que a meiose I já forneceu redução divisão (o número de cromossomos caiu pela metade).

— O que garante a meiose II? Meiose II é chamada equacional divisão (equalizadora), como resultado da qual as quatro células resultantes conterão um conjunto haplóide de cromossomos normais de cromátide única - 1n1c.

— Como a prófase I difere da prófase II? Na prófase II, os núcleos das células não contêm cromossomos homólogos, como na prófase I, portanto os homólogos não se combinam.

— Como a metáfase da mitose difere da metáfase II da meiose? Uma pergunta muito “insidiosa”, pois em qualquer livro você se lembrará que a meiose II geralmente ocorre como mitose. Mas preste atenção, durante a metáfase da mitose, as células se alinham ao longo do equador dicromatídeo cromossomos e cada cromossomo tem seu homólogo. Na metáfase II da meiose, eles também se alinham ao longo do equador dicromatídeo cromossomos, mas não homólogos . Em um desenho colorido, como neste artigo acima, isso fica bem visível, mas no exame os desenhos são em preto e branco. Este desenho em preto e branco de uma das tarefas do teste representa a metáfase da mitose, uma vez que existem cromossomos homólogos (preto grande e branco grande são um par; preto pequeno e branco pequeno são o outro par).

— Pode haver uma questão semelhante em relação à anáfase da mitose e à anáfase II da meiose .

— Como a telófase I da meiose difere da telófase II? Embora o conjunto de cromossomos em ambos os casos seja haplóide, durante a telófase I os cromossomos são bicromátides e durante a telófase II são cromátides únicas.

Quando escrevi esse artigo neste blog, nunca pensei que o conteúdo dos testes mudaria tanto em três anos. Obviamente, devido às dificuldades de criar cada vez mais testes novos, baseados no currículo escolar de biologia, os autores não têm mais a oportunidade de “cavar em profundidade” (tudo já foi “desenterrado”) e são obrigados a “cavar fundo”.

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Acompanhado por uma redução pela metade do número de cromossomos. Consiste em duas divisões sequenciais que possuem as mesmas fases da mitose. No entanto, como mostrado em tabela “Comparação entre mitose e meiose”, a duração das fases individuais e os processos que ocorrem nelas diferem significativamente dos processos que ocorrem durante a mitose.

Essas diferenças são principalmente as seguintes.

Na meiose prófase I mais duradouro. O que acontece nele conjugação(conexão de cromossomos homólogos) e troca de informações genéticas. Na anáfase eu centrômeros, mantendo as cromátides unidas, não compartilhe, e uma das homólogas da mitose e dos cromossomos do ovo vai para os pólos. Interfase antes da segunda divisão muito curto, iniciar DNA não é sintetizado. Células ( halitas), formados como resultado de duas divisões meióticas, contêm um conjunto haplóide (único) de cromossomos. A diploidia é restaurada pela fusão de duas células - materna e paterna. O óvulo fertilizado é chamado zigoto.

Mitose e suas fases

Mitose, ou divisão indireta, mais amplamente distribuído na natureza. A mitose está subjacente à divisão de todas as células não reprodutivas (epiteliais, musculares, nervosas, ósseas, etc.). Mitose consiste em quatro fases consecutivas (ver tabela abaixo). Graças à mitoseé garantida a distribuição uniforme da informação genética da célula-mãe entre as células-filhas. O período de vida celular entre duas mitoses é chamado interfase. É dez vezes mais longo que a mitose. Vários processos muito importantes ocorrem nele antes da divisão celular: moléculas de ATP e proteínas são sintetizadas, cada cromossomo se duplica, formando dois cromátides irmãs, unidos por um comum Centrômero, o número de organelas principais do citoplasma aumenta.

Em prófase espiral e como resultado cromossomos engrossam, consistindo de duas cromátides irmãs unidas por um centrômero. No final da prófase a membrana nuclear e os nucléolos desaparecem e os cromossomos são dispersos por toda a célula, os centríolos se movem para os pólos e se formam fuso. Na metáfase, ocorre mais espiralização dos cromossomos. Durante esta fase, eles são mais claramente visíveis. Seus centrômeros estão localizados ao longo do equador. As roscas do fuso estão presas a eles.

Em anáfase Os centrômeros se dividem, as cromátides irmãs se separam umas das outras e, devido à contração dos filamentos do fuso, movem-se para pólos opostos da célula.

Em telófase O citoplasma se divide, os cromossomos se desenrolam e os nucléolos e as membranas nucleares são formados novamente. Em células animais o citoplasma é atado, na planta- forma-se um septo no centro da célula-mãe. Assim, a partir de uma célula original (mãe), duas novas células-filhas são formadas.

Tabela - Comparação de mitose e meiose

Estágio	Mitose	Meiose
		1 divisão	2ª divisão
Interfase	Conjunto cromossômico 2n. Há uma síntese intensiva de proteínas, ATP e outras substâncias orgânicas. Os cromossomos são duplos, cada um consistindo de duas cromátides irmãs unidas por um centrômero comum.	Conjunto de cromossomos 2n Os mesmos processos são observados na mitose, porém mais longos, principalmente durante a formação dos óvulos.	O conjunto de cromossomos é haplóide (n). Não há síntese de substâncias orgânicas.
Prófase	Não dura muito, ocorre a espiralização dos cromossomos, a membrana nuclear e o nucléolo desaparecem e um fuso de fissão é formado.	Mais duradouro. No início da fase, ocorrem os mesmos processos da mitose. Além disso, ocorre a conjugação cromossômica, na qual os cromossomos homólogos se unem ao longo de todo o seu comprimento e ficam torcidos. Nesse caso, pode ocorrer uma troca de informações genéticas (cruzamento de cromossomos) - cruzamento. Os cromossomos então se separam.	Curto; os mesmos processos da mitose, mas com n cromossomos.
Metáfase	Ocorre mais espiralização dos cromossomos, seus centrômeros estão localizados ao longo do equador.	Ocorrem processos semelhantes aos da mitose.
Anáfase	Os centrômeros que mantêm as cromátides irmãs juntas se dividem, cada um deles se torna um novo cromossomo e se move para pólos opostos.	Os centrômeros não se dividem. Um dos cromossomos homólogos, constituído por duas cromátides unidas por um centrômero comum, parte para pólos opostos.	Acontece a mesma coisa que na mitose, mas com n cromossomos.
Telófase	O citoplasma se divide, duas células-filhas são formadas, cada uma com um conjunto diplóide de cromossomos. O fuso desaparece e os nucléolos se formam.	Não dura muito. Os cromossomos homólogos terminam em células diferentes com um conjunto haplóide de cromossomos. O citoplasma nem sempre se divide.	O citoplasma se divide. Após duas divisões meióticas, são formadas 4 células com um conjunto haplóide de cromossomos.

Tabela de comparação entre mitose e meiose.