Наука · Статья
Митоз vs. Мейоз: Как клетки человека делятся для роста и размножения
Опубликовано:

Коротко
Митоз — это деление клетки, которое создает две идентичные копии клетки для роста и восстановления, в то время как мейоз — это специализированное деление, которое производит яйцеклетки и сперматозоиды с половиной обычного количества хромосом. Оба процесса копируют ДНК клетки один раз, но митоз делится один раз, а мейоз делится дважды, согласно Национальным институтам здоровья США.
Эта версия — машинный перевод оригинала (English). Читать оригинал
Каждая клетка в человеческом теле происходит от одной оплодотворенной яйцеклетки, и инструкции по превращению одной клетки в триллионы основаны на двух различных типах деления: митоз и мейоз. Национальный институт исследований генома человека (NHGRI) и Национальный институт общих медицинских наук (NIGMS) Национальных институтов здоровья США описывают оба как два основных механизма, которые клетки используют для размножения или создания половых клеток, необходимых для репродукции.
Клеточный цикл: где происходит деление
Согласно словарю генетики NHGRI, делящаяся клетка сначала проходит интерфазу, состоящую из трех стадий: G1, когда клетка готовится к делению; S, когда она дублирует весь набор своей ДНК (S означает синтез ДНК); и G2, когда она организует и конденсирует вновь скопированный генетический материал. Само деление происходит в фазе М, когда клетка разделяет две копии своей ДНК на две новые дочерние клетки.
Митоз: точное копирование клетки
Митоз производит две дочерние клетки, которые генетически идентичны родительской клетке и друг другу, — заявляет NHGRI. NIGMS отмечает, что это деление ответственно за обычный рост тела и замену ткани — например, клетки желудочной слизистой заменяются каждые несколько дней, в то время как клетки печени могут обновляться до года.
NIGMS перечисляет шесть стадий митоза после интерфазы: профаза, когда хромосомы конденсируются и прикрепляются к веретену деления; прометафаза, когда ядерная мембрана разрушается и веретено полностью формируется; метафаза, когда хромосомы выстраиваются в центре клетки; анафаза, когда сестринские хроматиды разделяются и движутся к противоположным полюсам; телофаза, когда новые ядерные оболочки формируются вокруг каждого набора; и цитокинез, когда клетка физически разделяется на две.
Мейоз: создание яйцеклеток и сперматозоидов
Мейоз используется исключительно для производства гамет — яйцеклеток и сперматозоидов — и работает иначе. NHGRI объясняет, что диплоидная клетка, содержащая 46 хромосом (два набора по 23), копирует свою ДНК один раз, но затем делится дважды, давая четыре гаплоидные дочерние клетки, каждая с 23 хромосомами. Когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются при оплодотворении, их объединенные 23 хромосомы от каждого родителя восстанавливают нормальное диплоидное число 46.
Энциклопедия проекта эмбриона Аризонского государственного университета описывает мейоз как происходящий в две стадии. Мейоз I — это редукционное деление, разделенное на профазу I, метафазу I, анафазу I и телофазу I; именно во время профазы I соответствующие (гомологичные) хромосомы объединяются в пары и обмениваются сегментами ДНК в процессе, называемом кроссингOver, который NIGMS говорит, что увеличивает генетическое разнообразие. Мейоз II затем напоминает митоз, отделяя сестринские хроматиды, чтобы завершить формирование четырех гаплоидных клеток из одной исходной диплоидной клетки.
Согласно энциклопедии проекта эмбриона, развитие яйцеклеток и сперматозоидов резко отличается по времени. Сперматогенез начинается в период полового созревания и непрерывно производит четыре жизнеспособных сперматозоида из каждой начальной клетки. Оогенез, напротив, начинается до рождения, но паузирует в определенной точке профазы I до полового созревания; когда деление возобновляется, клетка делится неравномерно, производя одну крупную, богатую питательными веществами яйцеклетку и маленькие отброшенные структуры, называемые полярными телами, так что только один полезный гамет результат за цикл.
Краткая история
Энциклопедия проекта эмбриона приписывает биологу Оскару Хертвигу первое описание мейоза в середине 1870-х годов с использованием клеток морских ежей. Эволюционный биолог Август Вейсманн признал в 1890 году, что процесс сокращает количество хромосом вдвое, а генетик Томас Хант Морган продемонстрировал хромосомный кроссинговер в 1911 году.
| Признак | Митоз | Мейоз |
|---|---|---|
| ДНК скопирована | Один раз | Один раз |
| Деления клеток | Один | Два |
| Дочерние клетки | 2, генетически идентичны | 4, генетически уникальны |
| Количество хромосом в результате | Диплоид (46 у людей) | Гаплоид (23 у людей) |
| Происходит в | Клетках тела (соматические) | Клетках зародыша (предшественники яйцеклеток/спермы) |
| Основная цель | Рост, восстановление ткани | Половое размножение, генетическое разнообразие |
Когда мейоз идет неправильно
Ошибки во время мейоза могут иметь медицинские последствия. Национальный институт здоровья детей и развития человека им. Юнис Кеннеди Шрайвер (NICHD) США заявляет, что синдром Дауна является результатом случайной ошибки деления клетки, называемой нондизъюнкцией, при которой пара хромосом не разделяется должным образом — обе копии заканчиваются в одной результирующей клетке и ни одна в другой. Наиболее распространенная форма, полная трисомия 21, возникает, когда каждая клетка несет три копии хромосомы 21 вместо двух.
NICHD сообщает, что в большинстве случаев трисомии 21 лишняя хромосома происходит из яйцеклетки матери, в то время как менее 5% происходят из спермы отца. Отдельная форма, мозаичная трисомия 21, также составляет менее 5% случаев и возникает, когда только некоторые клетки человека несут лишнюю хромосому. NICHD открыто заявляет, что никакое поведение родителей или факторы окружающей среды не известны как причина синдрома Дауна, и что состояние возникает случайно во время образования яйцеклеток или сперматозоидов.
Клетки должны очень тщательно считать и делить свои хромосомы так, чтобы каждый гамет...имел ровно 23 хромосомы.
Вопросы
- В чем основное различие между митозом и мейозом?
- Митоз копирует ДНК клетки один раз и делится один раз, производя две генетически идентичные дочерние клетки, используемые для роста и восстановления тканей. Мейоз копирует ДНК один раз, но делится дважды, производя четыре генетически уникальные гаплоидные клетки, используемые для создания яйцеклеток и сперматозоидов, согласно NHGRI.
- Сколько хромосом у человеческой гаметы?
- Человеческая яйцеклетка или сперматозоид (гамета) имеют 23 хромосомы, половину из 46, найденных в обычных клетках тела, заявляет NHGRI. Оплодотворение восстанавливает полный счет 46 хромосом.
- Что такое кроссинговер и почему это важно?
- Кроссинговер происходит во время профазы I мейоза, когда соответствующие хромосомы обмениваются сегментами ДНК. NIGMS говорит, что этот процесс увеличивает генетическое разнообразие.
- Что вызывает синдром Дауна с точки зрения деления клеток?
- Синдром Дауна обычно вызывается нондизъюнкцией, ошибкой во время мейоза, при которой пара хромосом не разделяется должным образом, оставляя результирующую клетку с дополнительной копией хромосомы 21, согласно NICHD. В большинстве случаев лишняя хромосома происходит из яйцеклетки матери.
- Почему яйцеклетки и сперматозоиды развиваются так по-разному по времени?
- Согласно энциклопедии проекта эмбриона, сперматогенез начинается в период полового созревания и непрерывно производит четыре сперматозоида на начальную клетку, в то время как оогенез начинается до рождения, паузирует до полового созревания и дает только одну полезную яйцеклетку за цикл из-за неравномерного деления клеток.
Источники
Этот материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и перед публикацией прошёл автоматическую проверку источников. Если вы заметили ошибку, запросите исправление. Запросить исправление или ответ · Как мы работаем
Похожие материалы
НаукаСтатья
Как работает тестирование ДНК на происхождение и что на самом деле означают результаты
Тесты ДНК на происхождение сравнивают сотни тысяч генетических маркеров из образца слюны с справочными базами данных людей с задокументированным происхождением семьи, давая статистические оценки, а не определенное доказательство происхождения. Результаты отличаются между компаниями, потому что справочные панели различаются по размеру и составу, а банкротство 23andMe в 2025 году показало, что отправка образца также вызывает длительные вопросы конфиденциальности данных.

НаукаСтатья
Добавочные секунды заканчиваются в 2027 году, когда мир переходит на непрерывное глобальное время
15 октября 2026 года Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) проголосовала за прекращение добавления добавочных секунд в Координированное универсальное время (UTC), вступающее в силу 20 мая 2027 года. Это изменение означает, что UTC будет работать непрерывно и может отличаться от фактического вращения Земли на целый час, прежде чем потребуется какая-либо коррекция, вместо однородных корректировок в одну секунду, используемых с 1972 года.

НаукаНовость
Хранители времени мира проголосовали за отмену добавочной секунды с мая 2027
Генеральная конференция по мерам и весам проголосовала 15 октября 2026 года за прекращение добавления добавочных секунд к Всемирному координированному времени (UTC), сделав временной стандарт непрерывным с 20 мая 2027 года. Решение, принятое в виде Резолюции 5 на 28-м совещании МБМВ в Версале, Франция, заменяет односекундную корректировку, используемую с 1972 года, на допуск до одного часа.

НаукаНовость
Япония отказалась от ошибочного предупреждения о землетрясении магнитудой 9,9 после сбоя системы
Японское метеорологическое агентство (JMA) издало и отозвало в течение примерно 8–12 минут аварийное предупреждение о землетрясении магнитудой 9,9 16 октября 2026 года. Фактическое землетрясение, центр которого находился у полуострова Камчатка в России, позже подтверждено сейсмологами с магнитудой 6,9, причём JMA винила ошибку обработки данных, а не кибератаку.