Деление клетки — важнейший процесс, обеспечивающий жизнедеятельность и распространение живых организмов. Он осуществляется постоянно, так как ткани периодически обновляются. Но деление бывает двух видов, которые различаются между собой по цели и задачам. Поэтому важно найти отличие митоза от мейоза, узнать, в чем должен заключаться этот процесс. Алгоритм изучают на уроках биологии со школы.
Содержание
Что такое мейоз?
Мейоз — методика размножения, при которой 1 диплоидная клетка разделяется на четыре элемента, содержащих гаплоидные хромосомы.
Мейоз 1 происходит поэтапно. Он требуется для уменьшения хромосомного набора в 4 фазы.
- Профаза 1. На первом этапе внутриклеточная ДНК скручивается в спираль, формируются хромосомы, с содержанием хроматид 2n4c. Начинается конъюгация — гомологичный набор становится ближе друг к другу, скручивается. Хромосомы передают молекулы, это называется кроссинговер. Как только процесс завершается, они расходятся в разные стороны. На ядре начинает разрушаться оболочка, уничтожаются ядрышки. Это приводит к образованию веретена деления.
- Метафаза 1. Во второй фазе хромосомы максимально закручены. Из них образуется четыре хроматиды. Они перемещаются к центральной точке, образуя метафазное ядро. Главная особенность фазы — соединение конца хромосомы с веретеном деления. Хромосомный набор не меняется.
- Анафаза 1. Происходит хромосомное расхождение, приводящее к растяжению нитей веретена в разные стороны. Каждый генетический состав делится на 2 части, распределяясь по сторонам. Этот процесс называется редукцией, он приводит к разделению генетического набора на 2 части. Диплоидный набор становится гаплоидным. У каждого полюса появляется набор 1n2c, но в целом в клетке остается 2n4c, так как она еще не успела делиться.
- Телофаза 1. Происходит вывод генетического материала по дочерним клеткам. Формируется отдельное ядро, цитоплазма и гаплоидный набор хромосом расходятся по разным клеткам. В каждой из них содержится равное число хроматид — 2. Генетическая составляющая становится равной 1n2c.
Далее процесс идет так:
- Профаза 2. Происходят характерные процессы — разрушение ядерной оболочки, беспорядочное расположение генетического набора, повторное образование веретена деления. Совокупность генов не меняется.
- Метафаза 2. Генетические молекулы вновь располагаются в центральной части. В них содержатся хроматиды, прикрепленные к веретену. Хромосомный набор не меняется.
- Анафаза 2. Растягиваются нити веретена, чтобы растянуть хроматиды в противоположном направлении. Они превращаются в хромосомы. Каждая из них распределяется по дочерним полюсам. Генетический состав уменьшается до 1n1c.
- Телофаза 2. В мейотический цикл должно происходить разделение цитоплазмы, ядра на 2 части. Должны образоваться 4 гаплоидные клетки, каждая из них содержит набор 1n1c.
Что такое митоз?
Митоз — процесс деления эукариот. Из генетического материала образуется 2 дочерние клетки с таким же хромосомным составом, он не уменьшается вдвое. Первоначально начинается подготовка:
- удвоение нитей ДНК;
- увеличение энергетических запасов;
- продукция белков, появление веретена деления;
- увеличение центриолей вдвое.
Митотический цикл кариокинеза проходит последовательные фазы, чтобы сформировать наличие 2 клеточных единиц.
- Профаза. Происходит спирализация ДНК. Это означает, что они скручиваются, укорачиваются. В одной хромосоме содержится 2 хроматиды, между которыми расположены центромеры. Разрушается оболочка ядра, уничтожаются ядрышки, хромосомы формируют веретено. Его нити закрепляются за центромерами. Первая фаза заканчивается тем, что центриоли перемещаются по полюсам.
- Метафаза. Она заключается в образовании метафазной пластинки, то есть молекулы хромосом расходятся по экватору. К первичной перетяжке присоединяются хроматиды через нити. Центриоли расходятся по краям.
- Анафаза. Хроматида разделяется по частям, что приводит к формированию двух дочерних хромосом. Они раздваивается нитями по полюсам, вызывая продукцию схожего генетического материала.
- Телофаза. В предыдущих фазах хромосомы были скрученными, в этом цикле они раскручиваются. Вокруг них образуется своя ядерная оболочка и ядрышки. Процесс завершается, поэтому нити расщепляются.
Следующим пунктом идет цитокинез. Он должен состоять в расхождении цитоплазмы по каждой клетке в равных пропорциях. Если процесс будет следовать перечисленной инструкции, появится два идентичных клеточных элемента.
Сравнительная характеристика
Чтобы понять, чем мейоз отличается от митоза, требуется просмотреть сравнение в таблице. Два процесса кардинально отличаются друг от друга по прохождению этапов, предназначению.
Сходство и различие
Чтобы понять сходство и различие митоза и мейоза, рассматривают каждый цикл деления. В этом заключается разница.
- Интерфаза. При митозе и первом делении мейоза происходят идентичные действия, то есть накопление энергии, удвоение генетической информации, увеличение хромосом. Отличается второй этап мейоза, при котором образуются гаплоидные хромосомы без удвоения ДНК.
- Профаза. Митотический цикл более короткий, происходит растворение мембраны и образование веретена деления. В отличие от этого процесса, при первом митотическом цикле дополнительно образуется конъюгация молекул и обмен генетической информацией. Во втором цикле тоже происходят эти же действия, только при наличии гаплоидного состава.
- Метафаза. При митозе молекулы располагаются на экваторе. При мейозе 1 происходит то же самое, но с парами гомологичных хромосом. Для второго цикла характерны те же самые процедуры, только при гаплоидном наборе.
- Анафаза. При митотическом цикле формируются 2 сестринские хромосомы, расходящиеся по краям. Это образуется за счет раздвоения нитей веретена. При другом методе деления раздвоение центромер не происходит. На полюсах располагаются гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид. Во втором цикле происходят те же действия, только с гаплоидным набором.
- Телофаза. Для митоза характерно устранение веретена, образование мембраны, раскручивание хромосом и отделение в цитоплазме по двум клеткам. Для мейоза характерны другие черты — формирование идентичных хромосом, не различающихся по информации, наличие гаплоидного набора. Цитоплазма может делиться, но может оставаться в большей части только в одной из клеток. В завершение второго цикла появляется 4 клеточных элемента.
Перечисленную информацию часто используют в тестах для школы. В них ученикам следует выбрать и перечислить правильный вариант, записать его на бумаге. Поэтому требуется изучать краткую информацию о процессах деления.
Итог процесса деления
Сформировавшийся процесс мейоза имеет важное биологическое значение:
- так как хромосомный набор отличается, образуется разнообразие организмов;
- процесс используется для полового размножения;
- если требуется оплодотворение, вновь может формироваться диплоидный состав.
Они не отличаются от исходной. Это требуется для того, чтобы сохранить схожесть, преемственность. Этим мейоз отличается от митоза в первую очередь.
Митоз и мейоз в эволюции
Обычно эволюция способствует мутации в генах, который передается потомству. Но при образовании цикла митоза мутации не передаются. Это свойственно для мейоза, при котором образуются следующие процессы:
- перемешивание генов в течение каждого процесса;
- образование клеток нового класса с разным генетическим материалом.
При этом митоз просто участвует в восстановлении. Например, когда на коже появляется рана и организм наращивает на этом месте новые клетки.
Видео по теме статьи
Подробнее об этих двух удивительных процессах в видео ниже.
Заключение
Деление клеток — важнейший биологический процесс, благодаря которому образуются новые организмы. Чтобы понять, каков механизм, требуется в отдельности изучить митоз и мейоз. Эти процессы происходят и при размножении половых клеток, что приводит к появлению потомства.
