Деление клетки: митоз и мейоз

Определение. Клеточный цикл

Клеточный цикл — жизнь клетки от одного деления до следующего. Состоит из интерфазы (подготовка) и собственно деления (митоз или мейоз).

Интерфаза — 90% времени клеточного цикла:

• G1 (пресинтетическая, 10–12 ч): активный синтез белка, рост клетки, удвоение органоидов
• S (синтетическая, 6–8 ч): репликация ДНК — каждая хромосома становится двухроматидной (2n 2c → 2n 4c)
• G2 (постсинтетическая, 3–4 ч): синтез тубулина для веретена деления, накопление АТФ

Митоз — деление соматических клеток (2n → 2n)

Одно деление, четыре фазы. Результат: 1 материнская клетка (2n) → 2 дочерние (2n), генетически идентичные.

Название|Фазы митоза Шаг 1|Профаза. Хроматин спирализуется в компактные хромосомы — каждая из двух хроматид, скреплённых центромерой. Ядрышко и ядерная оболочка исчезают. Центриоли расходятся к полюсам, формируя веретено деления из микротрубочек. Шаг 2|Метафаза. Хромосомы выстраиваются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Нити веретена прикрепляются к центромерам с обеих сторон. Это лучший момент для кариотипирования — хромосомы максимально спирализованы. Шаг 3|Анафаза. Центромеры расщепляются. Сестринские хроматиды растаскиваются микротрубочками к противоположным полюсам. Каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. Самая короткая фаза (2–3 минуты). Шаг 4|Телофаза. Хромосомы деспирализуются в хроматин. Вокруг каждого набора восстанавливается ядерная оболочка. Нити веретена распадаются. Цитокинез: у животных — перетяжка, у растений — фрагмопласт (клеточная пластинка). Итог|2n (материнская) → 2n + 2n (две дочерние клетки, идентичные материнской)

Мейоз — образование гамет (2n → n)

Два последовательных деления без интерфазы между ними.

Название|Мейоз-I (редукционное деление) Шаг 1|Профаза-I (самая долгая, у мужчин ~24 дня). Гомологичные хромосомы сближаются (конъюгация), образуя биваленты. В бивалентах происходит кроссинговер — обмен участками ДНК. В каждой точке кроссинговера (хиазме) хроматиды ломаются и сшиваются крест-накрест. Шаг 2|Метафаза-I. Биваленты (пары гомологов) выстраиваются на экваторе. Ориентация каждого бивалента случайна — материнская и отцовская хромосомы могут оказаться с любой стороны (независимое расхождение). Шаг 3|Анафаза-I. К полюсам расходятся целые хромосомы (каждая из двух хроматид). Число хромосом уменьшается вдвое: 2n → n. Шаг 4|Телофаза-I. Формируются две клетки с гаплоидным набором (n 2c) — хромосомы ещё двухроматидные. Итог|2n → n + n (две гаплоидные клетки, хромосомы двухроматидные)

Название|Мейоз-II (эквационное деление — как митоз, но без репликации) Шаг 1|Профаза-II. Хромосомы снова спирализуются, веретено деления формируется. Шаг 2|Метафаза-II. Хромосомы выстраиваются на экваторе. Шаг 3|Анафаза-II. Центромеры делятся, сестринские хроматиды расходятся к полюсам. Шаг 4|Телофаза-II. Образуется 4 гаплоидные клетки (n c) — гаметы. Итог|Из одной клетки 2n → 4 гаметы n

Сравнение митоза и мейоза

Признак	Митоз	Мейоз
Число делений	1	2
Конъюгация, кроссинговер	Нет	Да, в профазе-I
Что расходится в анафазе	Хроматиды	В анафазе-I — гомологи, в анафазе-II — хроматиды
Дочерние клетки	2 диплоидные (2n)	4 гаплоидные (n)
Генетика потомков	Идентичны материнской	Уникальны (кроссинговер + независимое расхождение)
Где происходит	Все ткани (рост, регенерация)	Гонады (гаметогенез)

Важно!

⚠️ Главное различие: в анафазе митоза расходятся хроматиды, в анафазе-I мейоза — гомологичные хромосомы. Это самая частая ошибка на экзаменах.

💡 Почему кроссинговер критичен: без него все сперматозоиды одного мужчины были бы лишь двух типов (отцовский и материнский наборы). Кроссинговер создаёт миллионы уникальных комбинаций. У человека в среднем 2–3 кроссинговера на хромосому за мейоз.

📌 Задача-эталон: сперматоцит I порядка (2n=46) → мейоз-I → 2 сперматоцита II порядка (n=23, двухроматидные) → мейоз-II → 4 сперматозоида (n=23). Ответ: 4 гаметы по 23 хромосомы.