Рисунок 1. Процесс расхождения гомологичных хромосом к противоположным полюсам клетки
Анафаза 1. Какой метафорой можно ее описать?
Представьте себе развод между двумя супругами, которые утратили то общее, что их объединяло в семью. Мужчина (одна гомологичная хромосома) с парой рук (парой хроматид) уходит от жены. В биологии мы называем этот «развод» расхождением гомологичных двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки.
Для чего природа создала анафазу 1? Ради того, чтобы каждая гомологичная хромосома получила шанс самореализации внутри отдельной клетки. Анафаза 1 — это «эгоистический» принцип, который разделяет пару хромосом, заставляет каждую гомологичную хромосому жить отдельно ради собственных целей.
Но в этом не вся роль анафазы 1. Она существует с целью составления новых комбинаций хромосом.
Есть такое понятие в биологии — независимое расхождение хромосом в анафазе 1 мейоза 1. Почему независимое? Продолжим нашу метафору «развода». В каждой стране множество семейных пар разводятся (как расходятся друг от друга хромосомы). Но развод каждой пары происходит независимо от других, он оформляется в отдельных государственных учреждениях. Так и каждая пара гомологичных хромосом расходится независимо.
А теперь представьте, как много комбинаций можно составить из разведенных супругов. Мы не знаем, в какую точку планеты человек поедет после развода, с кем он там познакомится, на ком вновь женится: американец ли на русской, или камбоджиец на финке. Точно также в анафазе появляются новые сочетания хромосом. Как это происходит?
У каждой из гомологичных хромосом при расхождении есть только два варианта: идти либо к одному полюсу клетки, либо к другому. Напоминаю, что сейчас мы говорим только об одной паре хромосом. Но пар много! Скажем, у человека их 23, и каждая пара при расхождении распадается, образуя две хромосомы. Эти две хромосомы устремляются к противоположным полюсам, как если бы разведенные супруги ринулись друг от друга — один на запад, в США, другой на восток, в Китай. А там — ах! — уже много разведенных россиян, французов и кенийцев. Количество будущих комбинаций огромно.
Применим метафору к хромосомам. При расхождении разных пар хромосом к полюсам мы также получим разнообразные комбинации хромосом. Пар хромосом много, и все они несут разные аллели генов. Комбинируясь у полюсов клетки, они создают интересные сочетания. Вот еще одна причина комбинативной изменчивости. Ее суть теперь уже не в комбинации генов, как было при кроссинговере. Здесь вы говорим о новых экстраординарных сочетаниях хромосом.
Объясните, почему независимое расхождение хромосом в анафазе мейоза 1 обеспечивает появление новых комбинаций хромосом в половой клетке?
Ниже я привел рисунок, на котором показано появление новой комбинации хромосом в анафазе 1, и подробный комментарий к нему. Хочу сделать акцент на том, что в будущей клетке, образованной в конце мейоза 1, будут комбинироваться именно хромосомы из разных пар гомологичных хромосом. Они довольно уникальны и поэтому могут сформировать причудливые новые комбинации генов в клетке.
Рисунок 2. Процесс независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазе 1 мейоза 1
При независимом расхождении хромосом в анафазе 1 материнские и отцовские хромосомы расходятся к полюсам дочерних клеток в случайном порядке. В результате у полюсов равновероятно могут появиться разные сочетания хромосом. Например, у нас есть одна пара гомологичных хромосом с аллелями «А» и «а», и вторая пара с аллелями «В» и «b». Пусть аллель «А» отвечает за карий цвет глаз, «а» за голубой. Аллель «В» — за темные волосы, «b» — за светлые.
Представим, что в данной клетке всего две пары хромосом. Каким образом они могут распределиться к полюсам?
1. К одному полюсу пойдут «А» и «В», к другому «а» и «b».
Здесь можно получить два результата:
а) хромосомы «А» и «B», попадая в одну клетку, могут в мейозе 2 дать гамету с геном карих глаз и с геном темных волос;
б) хромосомы «а» и «b», попадая в одну клетку, могут в мейозе 2 дать гамету с геном голубых глаз и с геном светлых волос.
2. К одному полюсу пойдут «А» и «b», к другому «а» и «В».
Здесь также два результата возможны:
а) хромосомы «А» и «b», попадая в одну клетку, могут в мейозе 2 дать гамету с геном карих глаз и с геном светлых волос;
б) хромосомы «а» и «В», попадая в одну клетку, могут в мейозе 2 дать гамету с геном голубых глаз, и с геном темных волос.
Каково количество хромосом и хроматид (молекул ДНК) в анафазе 1 мейоза 1?
В анафазе наши гипотетические «супруги», несмотря на «развод», все еще «живут» в одной квартире-клетке. Их двое (2n) и у них на двоих четыре руки (4с). По сути, в одной клетке все еще расположены две хромосомы и четыре хроматиды в них. Поэтому набор хромосом и количество ДНК не изменились.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - подготовка к ОГЭ по биологии
