减数分裂的定义,目的,阶段,应用与图解

减数分裂的定义

  • 减数分裂是一种在性再现真核生物中的细胞分裂,导致四个子细胞(配子),每个子细胞与原始二倍体母细胞相比具有染色体数量的一半。
  • 单倍体细胞成为配子,其在受精期间与另一个单倍体细胞的联合定义了性繁殖和形成了新一代的二倍体生物。
  • Meiosis发生在性复制生物的生殖细胞中。
  • 在植物和动物中,胚芽细胞都在GONAD中本地化,但分数突发生的时间在不同的生物体中变化。

减数分裂的定义,目的,阶段,应用与图解

图:减数分裂概述。图片来源:莱斯大学(OpenStax)

减数分裂的目的

由于以下原因,减数分裂的过程对于所有性再现生物至关重要:

  1. 在有性生殖的生物体中,减数分裂通过配子的形成来维持染色体的恒定数量。
  2. 通过交叉,减数分裂导致基因交换,从而导致物种之间的遗传变异。这些变化是进化过程的原材料。

读也:有丝分裂-定义,目的,阶段,应用与图解

减数分裂的阶段/阶段

  • 减数分裂由两轮细胞分裂组成,即减数分裂I和减数分裂II。
  • 每一轮的分裂包含一个核分裂(核分裂)和细胞质分裂(细胞质分裂)的时期。

减数分裂我

减数分裂的阶段I

图:减数分裂的阶段i。维基百科(阿里Zifan)

  • 第一个减数分裂分裂包括延长的预先存在,其中同源染色体彼此紧密接触并在它们之间交换遗传物质。
  • 同样,在第一次减数分裂中,染色体数目减少,因此,两个单倍体细胞由这次分裂产生。
  • 第一个减数分裂司也被称为异质划分。
  • 减数分裂I包括以下步骤:

间期

  • 就像有丝分裂在美国,减数分裂也包括一个被称为间期的准备阶段。
  • 间界面的特征在于以下功能:
  • 核膜保持完整,染色体以弥散的、长的、卷曲的和不清晰可见的染色质纤维的形式出现。
  • DNA数量增加了一倍。由于核仁中核糖体RNA (rRNA)和核糖体蛋白的积累,核仁的大小明显增大。
  • 在动物细胞中,已有的中心粒附近产生一对子中心粒,因此,一个间期细胞有两对中心粒。
  • 在G.2在间期,有一个决定性的变化引导细胞走向减数分裂,而不是有丝分裂。
  • 在第一个减数分裂的开始时,分割细胞的核开始通过从细胞质吸收水来增加尺寸,并且核体积增加约三倍。

前期我

Prainhase I是减数分裂划分的最长阶段。它包括以下物种:

Leptotene.

  • 在含溶细胞烯阶段,染色体变得更加注重并且类似于长螺纹形状,并且它们发育称为色质的珠状结构。
  • 这一阶段的染色体仍然指向中心粒,因此细胞核中的染色体在动物细胞中看起来就像一束花。因此,这个阶段也被称为花束阶段。

偶线期或Synaptotene

  • 合子阶段开始于同源染色体的配对,这被称为突触。
  • 成对的同源染色体由一种称为突触复合体的蛋白质框架连接。
  • Synaptonemal Complex有助于稳定同源染色体的配对,并促进重组或过桥。
  • 突触可能从同源染色体的一个或多个点开始。
  • 突触可能从染色体的末端开始并继续向着丝粒前进(原端突触),也可能从着丝粒开始并继续向染色体的末端前进(原端突触配对)。
  • 在某些情况下,突触发生在同源染色体的不同点(随机配对)。

粗线期

  • 在这个阶段,这对染色体相互缠绕,无法分开。
  • 在嗜血烯阶段的中间,每个同源染色体纵向分裂以形成两种染色体,但它们继续通过普通符号连接在一起。
  • 此时的染色体被称为二价,因为它由两个可见染色体组成,或者由于四种可见的染色体而作为四纹体。
  • 这一阶段尤其重要,因为在这一阶段发生了一种叫做“交叉”的关键遗传现象。
  • 交叉过度涉及两种同源染色体之间的遗传物质的再分配和相互交换。
  • 酶内切酶在交叉处破坏非姐妹染色单体。
  • 在染色体破裂之后,在同源染色体的非姐妹染色体之间进行染色体区段的交换。
  • 另一种酶,连接酶与非嫂子染色体结合破碎的染色体段。
  • 每一条同源染色体的一个非姐妹染色单体之间的染色质物质相互交换的过程称为交叉。

diplotene.

  • 突触复合体似乎被溶解了,留下配对的同源染色体的染色单体在物理上连接在一个或多个被称为
  • 在双plotene中,交叉像拉链一样向染色体的末端移动。

Diakinesis.

  • 在这个阶段,二价染色体变得更加浓缩,并均匀分布在细胞核中。
  • 此时,核包络断开,核仁消失。
  • 此外,交叉到达染色体的末端,染色单体一直连接到中期。

中期我

  • 中期I由稳态纤维附着于校准和赤道的染色体对准组成。
  • 在中期I期间,主轴纤维与同源染色体的焦点附着,其被引导朝向相对的杆。

Anaphase I.

  • 在后期I,同源染色体彼此分离,由于染色体纤维或微管的缩短,每一条同源染色体带着两条染色单体和未分裂的着丝粒向细胞的相反极性移动。
  • 因为在交叉形成过程中,其中一条染色单体改变了它的对偶体,因此,一条染色体上的两条染色单体在遗传上并不相同。

末期我

  • Telophase I的发作由每个杆处的单倍体染色体的运动来定义。
  • 核膜在染色体周围形成,染色体展开。核仁重新出现,从而形成两个子核。

cytokinesis I.

  • 在动物中,细胞因子通过在植物中收缩细胞膜而发生,它通过形成细胞板,导致造成两个子细胞的产生。

减数分裂二世

减数分裂的阶段II

图:减数分裂II的阶段。图片来源:维基百科(阿里Zifan)

  • 在减数分裂的第二阶段,单倍体细胞进行有丝分裂,形成四个单倍体细胞。这种分裂也被称为同型分裂。
  • 这种分裂不包括遗传物质的交换和第一次减数分裂中染色体数目的减少。
  • 减数分裂II包括以下步骤:

预言二

  • 在前期II,每个中心粒分裂,产生两对中心粒。
  • 中心粒向相反的两极和核膜移动,核仁消失。

Metaphase II

  • 在中期II期间,染色体通过主轴纤维设置在细胞的赤道上。
  • Centromere分裂,因此,每条染色体产生两个女儿染色体。
  • 纺锤体附着在每条染色体的着丝粒上。

后期二世

  • 由于染色体微管的缩短和纺锤体带间微管的伸长,子染色体向相反的两极移动。

Telophase II

  • 染色体迁移到相对的杆子,现在称为染色体。
  • 内质网在染色体周围形成核膜,核仁由于核糖体RNA的合成而重新出现。

胞质分裂二世

  • 细胞因子的过程与细胞因子I相同,我导致形成的四个子细胞中的每一个细胞质分裂。

减数分裂的应用

像有丝分裂一样的减数分裂被用于几种基于实验室的技术,其中一些如下:

组织培养

  • 像有丝分裂一样,减数分裂在生物技术中也被用来获得细胞的配子条件。
  • 减数分裂常常伴随着有丝分裂而产生变异,有助于对进化过程的研究。

体外配子的形成

  • 在各种配子失败引起的不育问题中,胚胎干细胞通过减数分裂分化为生殖样细胞。
  • 这些配子通过减数分裂在体外形成,并插入到有这种疾病的个体中。

减数分裂视频和动画

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