Период развития половых клеток, предшествующий началу собственно индивидуального развития организма, называется гаметогенезом. Этот процесс осуществляется в ходе этапа развития, известного под названием прогенез.
Гаметогенез — это процесс образования и созревания половых клеток в половых железах; мужских половых клеток — сперматозоидов (сперматогенез) и женских гамет — яйцеклеток (овогенез).
Мейоз — деление половых клеток, результатом которого является образование гамет с гаплоидным набором хромосом. Деление половых клеток можно увидеть даже с помощью простого светового микроскопа, но сейчас все чаще в медицине для этих целей используется люминесцентный микроскоп, поскольку он позволяет получить более полную картину.
Интересно, что во время мейоза создаются новые комбинации генетического материала родителей, которые достигаются в результате:
— случайного распределения материнских и отцовских хромосом по дочерним клеткам;
— обмена участками гомологичных хромосом при кроссинговере.
Мейоз состоит из двух следующих одно за другим делений клетки: редукционного и эквационного.
К началу профазы первого деления в стадию прелептотены в половой клетке завершается удвоение ДНК, хотя количество хромосом не изменяется (Рис. 1).
Профаза первого деления (редукционного) состоит из 5 стадий: лептотены, зиготены, пахитены, диплотены, диакинеза.
1. Лептотена
Хромосомы имеют форму тонких, длинных нитей, закручивающихся в спираль. Они состоят из двух идентичных сестринских хроматид, которые соединены в одном месте общей центромерой.
Различить отдельные хроматиды с помощью обычного светового микроскопа невозможно.
2. Зиготена
Гомологичные парные хромосомы сближаются и располагаются одна подле другой, образуя биваленты (конъюгация).
Область контакта между конъюгированными хромосомами имеет особую структуру и называется синапттонемальным комплексом (СК), принимающим участие в кроссинговере. Синаптонемальный комплекс представляет собой лентообразную структуру. На периферии СК расположены более темные полосы — осевые тяжи хромосом, а в центре — более светлая центральная зона, посередине которой идет темная центральная полоса. От последней отходят к осевым тяжам многочисленные тонкие филаменты, создающие мелкую поперечную исчерченность СК. СК имеет белково-полисахаридную природу и обеспечивает точность кроссинговера.
3. Пахитена
Гомологичные хромосомы обмениваются генетическим материалом. Этот процесс называется кроссинговером. Конъюгация заканчивается, происходит утолщение хромосом, обусловленное спирализацией, оставаясь в составе бивалентов.
4. Диплотена
Отдельные участки конъюгировавших хромосом перекрещиваются друг с другом. Те места, в которых они при этом соприкасаются, называются хиазмами, и считается, что именно здесь гомологичные материнские и отцовские хромосомные нити разрываются, и происходит обмен участками в процессе кроссинговера. На стадии диплотены происходит разделение двух конъюгировавших хромосом в результате продольного расщепления по всей длине, за исключением хиазм синаптонемального комплекса. Каждая пара хромосом выглядит теперь как 4 попарно связанные хроматиды и называется тетрадой.
