Определение
В течение профаза II из мейоз II, четыре важных шага происходят. Это конденсация хроматина в хромосомы, распад ядерной оболочки, миграция центросом на любой из полюсов и реконструкция веретенообразного аппарата. Однако центросомы присутствуют не во всех клетках.
Что происходит во время Фазы II?
Мейоз II происходит в обоих дочерние клетки которые образовались во время мейоза I. Поскольку на этом втором этапе мейоза не происходит репликации ДНК, деление клеток процесс сразу начинается. Фаза II готовит клетка для вторичного мейотического деления, где два гаплоидный клетки в конечном итоге образуют четыре гаплоидные клетки, каждая из которых содержит половина генетической информации, ранее содержавшейся в оригинале, тиражировалась диплоид клетка, Гораздо менее сложная фаза, чем первая фаза профаза II не включает стадии лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинеза, но больше напоминает более простой процесс митотической профазы вгамета (соматическое) деление клеток.
Фаза II начинается сразу после цитокинез – расщепление диплоидной гаметы на два гаплоида дочерние клетки, Чтобы подготовиться к следующему разделению, профаза II конденсирует хроматин сначала в хроматиды, а затем более плотно в хромосомы. Одновременно ядерная мембрана растворяется, оставляя открытую область цитоплазма в которой сеть белков (микротрубочек) имеет достаточно места для создания путей, идущих от одной стороны клетки к другой – веретенообразный аппарат.
После конденсация хроматина в хромосомыи после распад ядерной оболочки содержащие эти хромосомы, центросомы мигрируют к любому полюсу, Даже в отсутствие центросом реконструкция шпиндельного аппарата используется во время мейоза я могу быть начато. Эти четыре шага характеризуют профазу II.
Построение шпиндельного аппарата без центросом
Текущее исследование смотрит на роль центриолей в формировании веретенообразного аппарата человека, поскольку у женских гамет – ооцитов – их нет. Центриоли построены из микротрубочек и, безусловно, в мужских гаметах и во время деления митотических клеток, играют важную роль в построении аппарата веретена. Во время нормального клеточный цикл центриоли размножаются, образуя пары, которые позже окутываются перицентриолярным материалом (PCM). С этого момента их называют центросомами. Две центросомы, каждая из которых содержит центриоль пара, мигрируют к любому концу клетки – полюсам. В течение митоз и в мужских гаметах центросомы ответственны за создание сети микротрубочек, которые простираются изнутри центросома к центру камеры. Строительство этой сети происходит на более позднем этапе.
Однако было обнаружено, что женские репродуктивные клетки не содержат центросом и вместо этого сформировать веретенообразный аппарат из существующих микротрубочек внутри цитоплазма , Отсутствие хромосома или наличие дополнительной хромосомы в дочерних клетках, вызванное сбоями во время разделения хромосом, известно как нерасхождения где полученные гаметы производят аномальные эмбрионы. Нерасхождения хромосом является основной причиной бесплодия и невынашивания беременностиКак и во время деления женской гамет (мейоз I и II), хромосомы, скорее всего, будут неравномерно распределены между дочерними клетками. Даже тогда большинство источников перечисляют центросомы как производителей микротрубочек, которые составляют аппарат веретена. Это может быть верно с точки зрения сперматозоидов и соматические клетки, но не относится к высшим растениям и яйцеклеткам многих других вид В том числе и человеческая раса.
Это означает, что, хотя понятно, что большинству клеток человека требуется по меньшей мере два центриоля, оплодотворенная зигота содержит только один, который он унаследовал от мужчины гамета, Как с ДНК, мужская гамета центриоли не реплицируются во время второй фазы, Все же, поскольку зигота растет посредством митоза, другие клетки содержат два центриоля; еще не до конца понятно, как образуется второй центриол, но его внешний вид может быть связан с белками-предшественниками, содержащимися либо в сперматозоидах, либо в яйцеклетках.
Разница между Фазой I и II
Фаза I состоит из пяти этапов. Эти пять этапов не представлены в профазе II, Фаза II охватывает четыре различных механизма; а именно плотное обертывание ДНК в хромосомы, растворение ядерной мембраны, миграция центросом (когда они есть) и реконструкция веретенообразного аппарата.
В первой фазе первая стадия известна как leptotene, Эта стадия включает в себя раскручивание структуры ДНК для обеспечения обмена аллелями между гомологичны хромосомные пары. нет пересекая происходит в фазе II, Следовательно, в профазе II нет лептотена.
Вторая стадия I фазы называется зиготеном. Это включает в себя прикрепление пары хромосом до пересекая, Поскольку в профазе II не происходит кроссинговера, этот этап также не включен. Это также относится и к последующим этапам: пахитене (переход), диплотене (разрыв сети перехода) и диакинезу (перемещение канала перехода к хроматида руки).
Тем не менее, некоторые части первой и второй фаз похожи. К ним относятся растворение ядерной оболочки и миграция центросом. Тем не менее, профазу II мейоза II обычно сравнивают с Фаза митоза где разрушение ядерной оболочки происходит вместе с миграцией центросомы, конденсация хромосом и формирование веретенообразного аппарата. В Фазе II правильный термин для последнего из этих механизмов реформацияПоскольку микротрубочки, которые составляли веретенообразный аппарат, ранее сконструированный при мейозе, все еще доступны.
И почему разница?
Рассматривая различия между первичным мейотическим делением и вторичным мейотическим делением, всегда полезно помнить цель мейоза – создать четыре разных гамет (сперматозоида или яйцеклетки), содержащих одну, но полную порцию генетических данных, которые при сочетании с другими gamete, создает клетку (зиготу), которая имеет полный (двойной) набор генетической информации от каждого из двух родителей.
Генетическая вариация
Чтобы гарантировать, что эта генетическая информация не является точно такой же и, следовательно, способствует генетическая изменчивость внутри вида мейоз I включает фазу, в которой аллели меняются местами между хромосомной парой (пересекаются) с образованием рекомбинантных хромосом. Это должно произойти до того, как клетка разделится, и произойдет в первой фазе мейоза I. Как только это произошло, две дочерние клетки будут содержать немного разные гены.
Это значит, что нет необходимости в пересечении во время второго деления клетки, Кроме того, поскольку кроссинговер происходит только между двумя реплицированными парными хромосомами, это просто невозможно в гаплоидной клетке, которая не содержит реплицированных пар, только пары.
Различие между спариванием хромосом и репликацией часто сбивает с толку, так как, когда кто-то рассматривает второе деление клеток в мейозе II, некоторые изображения, кажется, показывают, что одна Х-образная хромосома разделяется пополам, чтобы получить половину хромосомы. Это очень неправильно.
Хромосома человека, как видно на кариотипе ниже, состоит из 46 отдельных хромосом. ДНК человека содержит генетические данные для всего человеческого организма в этих 46 хромосомах, но эти данные повторяются, поскольку они получены от двух родителей. С помощью хромосома 1 В качестве примера, который содержит примерно 8% генетической информации, необходимой для производства человека, мы можем устранить множество ненужных путаниц.
На изображении ниже две нити ДНК составляют хромосому 1. Эти одиночные нити обычно называют хроматидами, хотя это технически неверно, поскольку разница между хроматидой и хромосомой больше связана с тем, каким образом ДНК молекула упакован. Однако, называя каждую цепь хроматидой, процесс репликации становится менее запутанным.
Отсутствие гомологичной пары хромосом
Количество хроматид по умолчанию в любой человеческой клетке (кроме гамет) составляет 46. Во время подготовки к клеточному делению эти 46 хроматид объединяются – нравится. Хроматид 1 отца приближается к хроматиде 1 матери и так далее. В этом примере гомологичная хромосома 1 это результат. На протяжении всего кариотипа человека 23 пары гомологичные хромосомы которые физически не связаны друг с другом, являются результатом. Клетка, которая содержит 23 пары гомологичных хромосом, известна как диплоидная клетка, Ниже на левом изображении показана пара нереплицированных гомологов. хромосомы (хроматиды); желтый и оранжевый обозначают генетическую информацию, предоставленную каждым родителем.
Во время процесса репликации клеточный цикл и до любого типа деления клеток, все ДНК тиражируется. Хроматид 1 отца реплицируется, как хроматид 1 матери и т. Д. Каждая реплицированная хромосома прикреплена к своей копии посредством центромера, образуя типичные X-образные формы, часто встречающиеся в учебниках. Хромосома 1 больше не состоит из двух отдельных хроматид, но из пары двойных или «сестринских» хроматид. Полный человеческий кариотип по-прежнему состоит из 23 пар хромосом (одна от отца, одна от матери), но одна цепь хроматид каждого родителя была удвоена, чтобы получить две сестринские хроматиды, В то время как перед репликацией человеческий кариотип представлен 23 гомологичными парами из 46 хроматид, реплицированный кариотип представлен 23 гомологичными парами из 92 хроматид, Поэтому всегда важно либо указать, либо знать, реплицирована ли пара хромосом или нет. Правое изображение ниже ясно показывает оригинальные и реплицированные сестринские хромосомы в одном гомологичны хромосомная пара.
В Фазе II не происходит кроссинговера, так как это должно происходить между гомологичными парами хромосом, Аппарат веретена формируется для того, чтобы разделять реплицированные хроматиды. У самки это приводит к появлению вторичных полярных тел, каждое из которых содержит одну хроматиду (ее также легко можно назвать хромосомой), которая сама содержит весь человеческий геном. Один или несколько из них разовьются в яйцеклетку. У мужчин результат – четыре сперматозоида. Разница очевидна на изображении ниже: красные и синие хромосомы или хроматиды изображают происхождение, хотя после метафазе I небольшие части гены пересекаются.
В приведенном ниже примере сперма встречается с яйцеклеткой, чтобы произвести зигота содержащий оба набора генетической информации. Тем не менее, это изображение является типичным примером того, почему пары репликации и хромосомы часто путают или неправильно истолковывают. Генетическая информация, содержащаяся в яйцеклетке, сперме и зиготе, изображена здесь как реплицированные пары. Сразу после оплодотворение яйцо, сперма и зигота не следует имеют Х-образные хромосомы, но однонитевые хроматиды. Только при подготовке к первому делению зиготы и после репликации ДНК эта генетическая информация может быть правильно представлена Х-образными хромосомами.
