Все живое на Земле стремится к размножению, которое может проходить по одному из двух путей - митозом или мейозом. Оба эти процесса имеют одинаковые фазы, протекание которых, однако, и конечный результат совершенно разные. Отсюда вытекает логичный вопрос - чем митоз отличается от мейоза?
Представляет собой непрямое клеточное деление. Самый распространенный в природе способ, благодаря которому делятся клетки всей флоры и даже фауны. Появление в нашем организме новых мышечных, нервных, эпителиальных и других клеток обязано именно митозу.
Это бесполый способ размножения, также его иногда называют вегетативный. По своей сути - это клонирование, так как результатом деления является клетка идентичная изначальной.
Что такое мейоз?
Является редукционным делением клеток репродуктивной системы, в процессе которого количество хромосом снижается в 2 раза. Уже из этого определения можно вывести первое и основное отличие данных способов.
Читайте также:
Мейоз протекает не только у многоклеточных, но даже и у простейших организмов, хотя у вторых он может разительно отличаться длительностью и количеством фаз.
Основные отличия двух процессов
В процессе митоза клетка делится с сохранением количества хромосом, чего не происходит в мейозе, который вдобавок проходит в 2 этапа. Как уже было упомянуто выше, названия и количество фаз митоза и мейоза одинаково, отличается лишь их протекание. Поэтому рассматривать отличия следует именно с этого ракурса.
- Интерфаза. Первая фаза обоих процессов протекает идентично, за исключением продолжительности, которая больше у мейоза. Здесь наблюдается синтез важных органических веществ, в том числе необходимых белков. Набор хромосом имеет вид 2n.
- Профаза. В митозе отмечается спирализация хромосом и возникновение особого веретена деления. Данный этап у мейоза более длительный в первом делении, так как помимо указанных процессов происходит кроссинговер, только после которого хромосомы начинают расходиться. Второе деление мейоза в профазе идентично митозу, за исключением в два раза меньшего набора хромосом, участвующих в процессе.
- Метафаза. Следующий пункт тождественен для обоих процессов. В нем происходит распределение центромер строго по экватору.
- Анафаза. Этот этап отличается дальнейшим поведением центромер. Если в митозе они делятся, в результате чего образуется новая хромосома, то в первом делении мейоза ничего подобного не происходит. Имеет место лишь смещение одной из хромосом к противоположному полюсу.
- Телофаза. Конечный этап митоза, в котором происходит разделение цитоплазмы и образование новых полноценных клеток с ядрами. Что касается мейоза, то в первом делении образуются клетки с одинарным (гаплоидным) набором хромосом, которые продолжают вторичное деление до 4 конечных клеток.
В чем биологическое значение каждого?
Главное назначение митоза - точный перенос генетической информации от старой клетки к новой. Это основа для роста и развития всех живых организмов. Более того, благодаря митозу количество хромосом в дочерних клетках сохраняется.
Роль мейоза в природе противоположна, ведь результатом мейоза становится новая комбинация генов. Вместе с тем, мейоз считается основным этапом столь важного для продолжения жизни гематогенеза.
Все организмы состоят из клеток, способных к росту, развитию и размножению. Мейоз и митоз - способы деления клеток. С их помощью происходит размножение клеток. Мейоз и митоз во многом похожи. Оба процесса состоят из одинаковых фаз, перед которыми наблюдается спирализация хромосом и увеличение их числа вдвое. При помощи митоза размножаются соматические клетки, а при помощи мейоза - половые.
Митоз
Митоз - универсальный способ непрямого деления клеток-эукариотов. С его помощью делятся клетки животных, растений, грибов.
Мейоз
Мейоз также является процессом деления клеток, но он приводит к образованию гамет.
Схожесть митоза и мейоза
Мейоз и митоз содержат одинаковые фазы, носящие названия профазы, метафазы, анафазы и телофазы. В интерфазе обеих процессов увеличивается вдвое число хромосом. Мейоз и митоз - процессы, обеспечивающие размножение клеток.
Сравнение процессов митоза и мейоза
Интерфаза | ||
Хромосомы спирализуются, растворяется оболочка ядра, исчезает ядрышко. Наблюдается формирование веретена деления. | ||
Профаза І | То же, что и при митозе. Отличается от митоза наличием конъюгации. |
|
Профаза ІІ | То же, что при митозе, но хромосомы составляют гаплоидный набор. |
|
Метафаза | Центромеры хромосом локализуются на экваторе. | |
Метафаза І | То же, что и при митозе. |
|
Метафаза ІІ | То же, что и при митозе, но с половинным числом хромосом. |
|
Хромосомы распадаются на хроматиды, которые становятся самостоятельными хромосомами и расходятся к разным полюсам. | ||
Анафаза І | К полюсам двигаются хромосомы, в результате чего клетка из диплоидной превращается в гаплоидную. |
|
Анафаза ІІ | То же, что и при митозе, но при гаплоидном наборе хромосом. |
|
Телофаза | Цитоплазма разделяется и образуется две диплоидные клетки. Пропадает веретено деления. Возникают ядрышки. | |
Телофаза І | То же, что и при митозе, но образуются две гаплоидные клетки. |
|
Телофаза ІІ | То же, что и при митозе, но клетки содержат половинный набор хромосом. |
|
Чем отличается митоз от мейоза?
Биологическое значение
Митоз обеспечивает строго одинаковое разделение носителей наследственной информации между дочерними клетками.
Мейоз поддерживает постоянное количество хромосом и способствует появлению новых наследственных свойств за счет конъюгации.
При сравнении митоза и мейоза выявляются, с одной стороны, сходства этих процессов, а с другой – различия. Оба процесса являются механизмами деления клеток эукариот и приводят к увеличению количества клеток. Однако митоз служит для размножения соматических клеток, т. е. клеток тела самого организма, в то время как мейоз лежит в основе формирования половых клеток. В первом случае происходит рост самого организма, во втором – обеспечивается возможность полового размножения.
Клетки, вступающие как в митотическое, так и в мейотическое деление, по количеству наследственной информации одинаковы. В обоих случаях содержится диплоидный набор хромосом, а каждая хромосома состоит из двух хроматид. Другими словами, в клетках содержится 2n 4с (пары гомологичных хромосом или тетрады гомологичных хроматид). Интерфаза перед мейозом и митозом примерно одинаковы.
Самым главным отличием мейоза является уменьшение количества хромосом в дочерних клетках в два раза. В связи с этим мейоз также называют редукционным делением. В случае митоза количество генетической информации в дочерних клетках остается таким же как в материнской.
Мейоз протекает в два деления. После первого деления образуются две клетки. Количество наследственной информации в них сокращается до 1n 2c. То есть гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки, но продолжают состоять из двух хроматид. Эти две дочерние клетки вступают во второе деление, в результате чего образуются четыре клетки, хромосомы которых не имеют гомологичных напарниц и состоят только из одной хроматиды (1n 1c).
Митоз протекает в одно деление. Его результатом являются две клетки с количеством генетической информации равным 2n 2c, т. е. у каждой хромосомы есть гомологичная ей, но все хромосомы состоят из одной хроматиды.
Митоз порождает генетически идентичные клетки. В отличие от него, в результате мейоза образуются четыре генетически не идентичные клетки. Во время первого мейотического деления происходит кроссинговер, т. е. обмен участками, между гомологичными хромосомами. В результате чего гены перекомбинируются. Также происходит независимое друг от друга расхождение хромосом и хроматид в обоих делениях. Это значит, что каждая хромосома или хроматида может попасть в одну клетку в разных комбинациях с другими.
Второе мейотическое деление по механизму протекания сходно с единственным митотическим делением. В обоих случаях к полюсам расходятся хроматиды хромосом, которые разделяются в период анафазы.
Фазы как митоза так и мейоза имеют одинаковые названия (профаза, метафаза, анафаза, телофаза), во многом сходны протекающие в них процессы. У мейоза в связи с двумя делениями выделяют профазу I, метафазу I и т. д, после чего профазу II и т. д. Между двумя делениями есть короткая интерфаза, которую называют интеркинезом. Профаза I может быть очень длительной, в это время протекают конъюгация и кроссинговер хромосом. Поэтому мейоз продолжительнее по времени, чем митоз.
А Отличия митоза от мейоза. Цели этих процессов, их основные стадии.
Митоз и мейоз – два вида процесса деления клеток. Οʜᴎ имеют одинаковые фазы деления, но сами эти процессы и их результаты существенно различаются.
Митоз – непрямое деление соматических клеток (клеток тела). Биологическое значение митоза – получение клеток-копий. Таким способом делятся клетки растений, животных, грибов. Также его называют клонированием или вегетативным способом размножения.
Мейоз - ϶ᴛᴏ деление ядра, при котором получаются половые клетки (у растений – споры). Биологическое значение мейоза:
· Рекомбинация (перемешивание наследственной информации);
· Редукция (уменьшение количества хромосом в 2 раза).
Отличия митоза от мейоза:
1. Мейоз происходит только в половых клетках в отличие от митоза, лежащего в базе бесполого размножения клеток тела.
2. Итог мейоза - четыре половых гаплоидных клетки, наследственность которых изменена; Итог митоза – две копии родительской диплоидной клетки.
3. Митоз происходит в одну стадию, а мейоз поделен на два этапа деления клетки. На первом этапе гомологические хромосомы тесно сближаются и обмениваются своими участками, что и приводит к перекомбинации наследственной информации.
4. После митоза получаются клетки тела (соматические), а после мейоза половые: сперматозоиды, яйцеклетки, споры.
Основные стадии митоза: профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Так как он непрерывен, смена фаз осуществляется плавно - одна незаметно переходит в другую. Продолжительность митоза – 1-2 часа.
Профаза
· Увеличивается объём ядра, и вследствие спирализации хроматина формируются хромосомы;
· Постепенно растворяются ядрышки и ядерная оболочка, и хромосомы оказываются беспорядочно расположенными в цитоплазме клетки.
· Ядерная оболочка распадается;
· Центриоли расходятся к полюсам клетки, в цитоплазме начинается формирование веретена деления.
2) Метафаза – хромосомы достигают максимальной спирализации и располагаются упорядоченно на экваторе клетки;
3) Анфаза – каждая хромосома ʼʼрасщепляетсяʼʼ на 2 хроматиды, которые с этого момента называются дочерними хромосомами; эти дочерние хромосомы отделяются друг от друга (хроматиды становятся хромосомами) и расходятся к полюсам.
А Отличия митоза от мейоза. Цели этих процессов, их основные стадии. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "А Отличия митоза от мейоза. Цели этих процессов, их основные стадии." 2017, 2018.
Мейозом называют процесс деления ядер зародышевых клеток при их превращении в гаметы. Мейоз включает два деления клеток, которые называют соответственно мейоз I и мейоз II. Каждое из этих делений формально состоит из тех же стадий, что и митоз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы.
Первое мейотическое деление – редукционное. Из одной клетки с диплоидным набором хромосом образуется две с гаплоидным.
· Лептотена. Стадия тонких нитей. Увеличение ядра (диплоидный набор хромосом), начинается спирализация хромосом.
· Зиготена. Коньюгация гомологичных хромосом.
· Пахитена. Стадия толстых нитей. Бивалент (коньюгирующие хромосомы) состоит из 4 хроматид. Число бивалентов равно гаплоидному набору. Происходит дальнейшая спирализация. Кроссинговер.
· Диплотена. Возникают силы отталкивания. Расхождение хромосом (начинается в области центромер). В каждой хиазме (место, где происходит кроссинговер) осуществляется обмен участками хроматид. Хромосомы спирализуются и укорачиваются.
· Диакинез. Максимальная спирализация, укорочение и утолщение хромосом. Ядрышко и ядерная оболочка растворяются. Центриоли расходятся к полюсам.
Метафаза 1. Биваленты хромосом располагаются по экватору веретена деления клетки, образуя метафазную пластинку. К хромосомам прикрепляются нити веретена деления.
Анафаза 1. К полюсам веретена деления расходятся хромосомы. В дочерние клетки попадают только по одной паре гомологичных хромосом.
Телофаза 1. Число хромосом в каждой клетке становится гаплоидным. На короткое время образуется ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются, ядро становится интерфазным. Затем у животной клетки – деление цитоплазмы, у растительной – образование клеточной стенки.
Интерфаза 2. (только у животных клеток). В синтетическом периоде не происходит репликации ДНК.
Второе мейотическое деление – эквационное. Похоже на митоз. Из хромосом, имеющих две хроматиды, образуются хромосомы, состоящие из одной хроматиды.
Профаза 2. Хромосомы утолщаются и укорачиваются. Ядрышко и ядерная оболочка растворяются. Образуется веретено деления.
Метафаза 2. Хромосомы выстраиваются вдоль экватора. Нити ахроматинового веретена отходят к полюсам. Образуется метафазная пластинка.
Анафаза 2. Центромеры делятся и тянут за собой хромосомы (к противоположным полюсам).
Телофаза 2. Хромосомы деспирализуются, становятся невидимыми. Нити веретена исчезают. Вокруг ядер формируется ядерная оболочка. Ядра содержат гаплоидный набор. Происходит деление цитоплазмы/образование клеточной стенки. Из одной исходной клетки – 4 гаплоидных.
Значение мейоза:
1. Поддержание постоянства числа хромосом.
2. При мейозе образуется большое число новых комбинаций негомологичных хромосом.
3. В процессе кроссинговера имеют место рекомбинация генетического материала.
Отличия митоза от мейоза.
В митозе: 1) в процессе митоза происходит только одно деление клетки;
2) ДНК синтезируется перед делением клетки, в интерфазе (в S-период интерфазы);
3) профаза занимает небольшой промежуток времени;
4) в профазе конъюгация и кроссинговер не происходят;
5) в метафазе по экватору располагаются отдельные хромосомы, состоящие из двух хроматид;
6) вначале разъединяются плечи хроматид;
7) в анафазе центромеры делятся и хроматиды расходятся к полюсам;
8) в результате митоза количество хромосом в клетке остаётся неизменным;
9) митоз происходит в гаплоидных, диплоидных и полиплоидных клетках;
10) происходит при образовании соматических клеток, а также при образовании гамет у растений (у которых имеет место чередование поколений).
В мейозе: 1) в процессе мейоза происходит два деления (первое и второе деление мейоза);
2) ДНК синтезируется только перед первым делением мейоза. Между первым и вторым мейотическими делениями репликации ДНК не происходит;
3) профаза-I занимает очень большой промежуток времени и делится на 5 стадий;
4) во время профазы гомологичные хромосомы конъюгируют и могут обмениваться участками (происходит кроссинговер);
5) в метафазе-I по экватору клетки располагаются не отдельные хромосомы, а пары конъюгированных хромосом – биваленты. В метафазе-II по экватору клетки располагаются хромосомы;
6) сила отталкивания проявляется в области центромер;
7) центромеры делятся только во втором делении мейоза; хроматиды расходятся только во втором делении мейоза;
8) количество хромосом в клетке после мейоза уменьшается вдвое;
9) происходит только в диплоидных и полиплоидных клетках;
10) происходит при гамето- и спорогенезе.
12. Прогенез. Сперматогенез. Цитологическая и цитогенетическая характеристика процесса. Строение семенника млекопитающего. Сперматозоид. Взаимосвязь строения и функции.
Прогенез - процесс созревания половых клеток до достижения организмом взрослого состояния.
Сперматогенез – образование половых клеток в гонадах у мужчин.
К пубертатному возрасту некоторые клетки дифференцируются в сперматоциты 1 порядка. Мейоз 1 порядка. При его завершения сперматоцит 1 порядка образовал два сперматоцита второго порядка, каждый из которых имеет удвоенный набор гаплоидных хромосом. В мейозе 2 каждый сперматоцит второго порядка делится с образованием двух сперматид. Сперматида дифференцируется в сперматозоиды. Сперматогенез у самцов является непрерывным процессом.
Семенники – мужские парные половые железы, в которых вырабатываются половые продукты и половые гормоны. У плацентарных млекопитающих они вынесены за пределы полости тела и располагаются в особом органе – мошонке в связи с высокой температурой тела. У млекопитающих с поверхности семенник одет оболочками. Внутренняя часть соединительной тканью разделена на дольки. В каждой дольке расположен извитой семенной каналец. Извитой каналец представляет собой цилиндрическую трубку, которая с одной стороны заканчивается слепо, а с другой соединен с прямыми канальцами. Стенка канальца образована клетками Сертоли (клетки эпителиального происхождения). Клетки Сертоли крупные, их ядро смещено к внешней части, а цитоплазма обращена в просвет канальца. Она представляет собой синтициальную основу для развивающихся половых клеток.
В извитых семенных канальцах происходит развитие сперматозоидов. Это развитие осуществляется волнообразно, как по длине, так и по его поперечному сечению, а именно, у тупого конца находятся клетки на ранних стадиях развития, а ближе к просвету – зрелые сперматозоиды. На поперечном разрезе можно обнаружить последовательно расположенные поколения половых клеток, начиная от сперматогоний у клеток Сертоли до готовых сперматозоидов в центре канальца.
Сперматозоид - мужская половая клетка, мужская гамета, которая служит для оплодотворения женской гаметы, яйцеклетки.
· Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка, поэтому иногда говорят о «ложковидной» форме головки сперматозоида у человека. В головке сперматозоида располагаются следующие клеточные структуры:
1. Ядро, несущее одинарный набор хромосом. Такое ядро называют гаплоидным. После слияния сперматозоида и яйцеклетки (ядро которой также гаплоидно) образуется зигота - новый диплоидный организм, несущий материнские и отцовские хромосомы. При сперматогенезе (развитии сперматозоидов) образуются сперматозоиды двух типов: несущие X-хромосому и несущие Y-хромосому. При оплодотворении яйцеклетки X-несущим сперматозоидом формируется эмбрион женского пола. При оплодотворении яйцеклетки Y-несущим сперматозоидом формируется эмбрион мужского пола. Ядро сперматозоида значительно мельче ядер других клеток, это во многом связано с уникальной организацией строения хроматина сперматозоида (см. протамины). В связи с сильной конденсацией хроматин неактивен - в ядре сперматозоида не синтезируется РНК.
2. Акросома - видоизмененная лизосома - мембранный пузырек, несущий литические ферменты - вещества, растворяющие оболочку яйцеклетки. Акросома занимает около половины объёма головки и по своему размеру приблизительно равна ядру. Она лежит спереди от ядра и покрывает собой половину ядра (поэтому часто акросому сравнивают с шапочкой). При контакте с яйцеклеткой акросома выбрасывает свои ферменты наружу и растворяет небольшой участок оболочки яйцеклетки, благодаря чему образуется небольшой «проход» для проникновения сперматозоида. В акросоме содержится около 15 литических ферментов, основным из который является акрозин.
3. Центросома - центр организации микротрубочек, обеспечивает движение хвоста сперматозоида, а также предположительно участвует в сближении ядер зиготы и первом клеточном делении зиготы.
· Позади головки располагается так называемая «средняя часть» сперматозоида. От головки среднюю часть отделяет небольшое сужение - «шейка». Позади средней части располагается хвост. Через всю среднюю часть сперматозоида проходит цитоскелет жгутика, который состоит из микротрубочек. В средней части вокруг цитоскелета жгутика располагается митохондрион - гигантская митохондрия сперматозоида. Митохондрион имеет спиральную форму и как бы обвивает цитоскелет жгутика. Митохондрион выполняет функцию синтеза АТФ и тем самым обеспечивает движение жгутика.
· Хвост, или жгутик, расположен за средней частью. Он тоньше средней части и значительно длиннее её. Хвост - орган движения сперматозоида. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.