Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
а) Какой тип деления представлен на рис. 23.15?
б) Каким стадиям соответствуют прерывистые линии W1XnY?
в) Какому типу клеток соответствует линия Z?
Рис. 23.16. Независимое распределение хромосом в мейозе. Показаны два бивалента, которые выстраиваются по экватору независимо от других бивалентов, так что обе возможности, представленные на схеме, одинаково вероятны. Это повышает потенциальное разнообразие гамет, которые также представлены на рисунке.
2. Генетическая изменчивость. Мейоз создает также возможность для возникновения в гаметах новых комбинаций генов, что ведет к генетическим изменениям в потомстве, получаемым в результате слияния гамет. В процессе мейоза это достигается
двумя способами, а именно — независимым распределением хромосом и крос-синговером при первом мейотическом делении.
1) Независимое распределение хромосом. Этот процесс лучше всего объяснить на схеме (рис. 23.16). В метафазе I биваленты распо-
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
158
Глава 23
2)
лагаются на экваторе веретена случайным образом. На рис. 23.16 представлена простая ситуация, в которой участвуют только два бивалента, а поэтому возможно расположение только двумя способами (при одном из них белые хромосомы лежат друг подле друга, а при другом — белая хромосома лежит подле черной). Чем больше число бивалентов, тем больше число возможных комбинаций, а, следовательно, тем выше изменчивость. Независимое распределение означает, что в анафазе 1 хромосомы, составляющие данный бивалент, разделяются (распределяются) независимо от хромосом других бивалентов. Черные и белые полоски на рис. 23.16 соответствуют материнским и отцовским хромосомам. Независимое распределение лежит в основе второго закона Менделя (разд. 24.1.3).
Кроссинговер. В результате образования хиазм между гомологичными хромосомами в профазе I происходит кроссинговер, веду-
щий к образованию новых комбинаций генов в хромосомах гамет. Это показано на рис. 23.11, Д где все четыре гаметы, образовавшиеся в результате мейоза, отличаются друг от друга. Более подробно изменчивость рассматривается в разд. 24.8.4.
23.4.3. Сопоставление митоза и мейоза
Биологически значимые различия между митозом и мейозом сводятся к различиям между митозом и мейозом 1. Мейоз II почти идентичен митозу. Поэтому в табл. 23.2 сравниваются только митоз и мейоз I.
23.5. Структура хромосом
Как показывает анализ хромосом эукариотиче-ских клеток, они состоят из дезоксирибонукле-иновой кислоты (ДНК) и белка, а также небольшого количества хромосомной РНК. («Хромосомы» прокариотических клеток — бактерий —
Таблица 23.2. Сопоставление митоза и мейоза I
Стадия
Митоз
Мейоз
Профаза
Метафаза Анафаза
Телофаза
Где происходит деление данного типа
Гомологичные хромосомы обособлены
Хиазмы не образуются Кроссинговер не происходит
Пары хроматид располагаются на экваторе веретена
Центромеры делятся Расходятся хроматиды Расходящиеся хроматиды идентичны
Число хромосом в дочерних клетках то же, что и в родительских клетках
Дочерние клетки содержат обе гомологичные хромосомы (у диплоидов)
В гаплоидных, диплоидных и полиплоидных клетках
При образовании соматических клеток и некоторых спор При образовании гамет у растений
Гомологичные хромосомы конъюгиру-ют
Хиазмы образуются Кроссинговер возможен
Пары хромос(Зм располагаются на экваторе веретена
Центромеры не делятся Расходятся целые хромосомы Расходящиеся хромосомы и их хроматиды могут оказаться неидентичными в результате кроссинговера
Число хромосом в дочерних клетках вдвое меньше, чем в родительских
Дочерние клетки содержат только по одной из каждой пары гомологичных хромосом
Только в диплоидных и полиплоидных клетках
При образовании гамет или спор
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Рис. 23.17. Предложенная структура нуклеосомы и ее связи с хромосомой и молекулой ДНК.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
160 Глава 23
состоят из одной ДНК.) Молекула ДНК несет отрицательные заряды, распределенные по всей ее длине, а присоединенные к ней белковые молекулы — гистоны — заряжены положительно. Этот комплекс ДНК-белок называется хроматином.
Большое количество ДНК, содержащейся в клетках, сопряжено с проблемой упаковки. Например, одна клетка человека содержит примерно 2,2 м ДНК, распределенной между 46 хромосомами. Каждая хромосома, таким образом, содержит около 4,8 см (48 ООО мкм) ДНК. Длина хромосом человека составляет в среднем 6 мкм, коэффициент упаковки 8000:1. Чтобы поддерживать высокий уровень организации при сложенной ДНК, гистоновые белки образуют для ДНК очень точно спланированные «строительные леса».
Было показано, что спираль ДНК соединяется с группами из восьми гистоновых молекул с образованием нуклеосом — частиц, имеющих
вид бусинок, нанизанных на нитку. Нуклеосомы и соединяющие их участки ДНК плотно упакованы; они образуют спираль толщиной 30 нм, на каждый виток которой приходится примерно 6 нуклеосом. Эта структура известна под названием «волокна 30 нм», или соленоидного волокна. Ее коэффициент упаковки равен примерно 40, т. е. в участке соленоида длиной 1 мкм упаковано 40 мкм ДНК. Внешний вид соленоидных волокон и «неупакованного» соленоида («нитка бус») показан на рис. 23.17.
