NÁZEV ŠKOLY: ČÍSLO PROJEKTU: NÁZEV MATERIÁLU: TÉMA SADY: ROČNÍK: GYMNÁZIUM JOSEFA JUNGMANNA, LITOMĚŘICE, Svojsíkova 1, příspěvková organizace ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.5.00/34.1082 NÁZEV MATERIÁLU: VY_32_INOVACE_6C_11_Meioza I.,II. TÉMA SADY: Genetika II. ROČNÍK: 4.ročník, oktáva DATUM VZNIKU: září 2013 AUTOR: Markéta Fialová

Anotace prezentace je určena pro výuku genetiky v hodinách biologie a biologického semináře ve 3. a 4.ročníku gymnázia (a odpovídajících ročnících víceletého gymnázia) v prezentaci se studenti podrobněji seznámí s meiotickým dělením, kterým procházejí buňky zárodečných tkání při vzniku gamet prezentace je doplněna krátkým opakováním klíčová slova: redukční dělení, profáze, metafáze, anafáze, telofáze, bivalenty, chiazmata, crossing-over, haploidní, diploidní

MEIÓZA

Historie pozoroval proces oplození u škrkavky (Ascaris) v letech 1875- 1883 belgický přírodovědec Edouard van Beneden (1846- 1910) ve své práci poprvé podrobně popsal zvláštní zrací dělení, jímž vznikají pohlavní buňky pozoroval proces oplození u škrkavky (Ascaris) potvrdil, že zárodek nového jedince vzniká splynutím vajíčka a spermie r.1880 zavedl Eduard Adolf Strasburger název meióza pojmenování pochází od řeckého „meiósis“(zmenšení), v buňkách dochází ke snížení počtu chromozomů

Proč mají gamety poloviční počet chromozomů v porovnání s ostatními buňkami? zygota je diploidní buňka v pohlavních buňkách, jejichž splynutím zygota vzniká, musí být tedy poloviční počet chromozomů pokud by byly gamety diploidní, vytvořila by se tetraploidní zygota, dále tetraploidní zárodek homologní chromozomy by nebyly přítomny v párech, ale ve čtveřicích znásobení chromozomové sady by přispělo k zániku druhu odchylka v počtu chromozomů je zejména u živočichů spjata s těžkými vrozenými vadami počet chromozomů není možné neomezeně navyšovat

Průběh meiózy skládá se ze dvou po sobě následujících děleních počet chromozomů se redukuje na polovinu skládá se ze dvou po sobě následujících děleních první meiotické dělení se označuje jako heterotypické, nebo redukční druhé meiotické dělení se označuje jako homeotypické nebo ekvační

První meiotické dělení (heterotypické, redukční) na začátku je diploidní buňka, která prošla interfází buněčného cyklu v jádře diploidní buňky jsou dvouchromatidové chromozomy dochází k redukci počtu chromozomů (přesněji chromozomových sad) dceřinné buňky mají v závěru poloviční počet chromozomů oproti rodičovským dělí se na: profázi I, metafázi I, anafázi I, telofázi I

Profáze I leptotenní zygotenní pachytenní diplotenní diakineze dělí se na dalších 5 fází: leptotenní zygotenní pachytenní diplotenní diakineze

Leptotene spiralizace vláken DNA a diferenciace chromozomů

Zygotene homologické chromozomy se přibližují k sobě a za pomoci speciální bílkoviny se spojují v tzv. bivalent nebo gemini

Pachytene chromozomy dokončují spiralizaci a bivalenty jsou pozorovatelné jako tzv. tetrády - čtyřchromatidové komplexy nesesterské chromatidy se přitom proplétají a dochází ke vzniku chiazmat (uzlíků) v této fázi dochází k tzv. crossing-overu, kdy se rekombinují části homologických chromatid

Diplotene uvolňují se bílkovinné vazby mezi homologickými chromozomy a dochází k jejich postupnému oddalování vzniklé uzlíky mezi nehomologickými chromatidami jsou stále spojené

Diakineze dochází k přeuspořádání a rozchodu homologických chromozomů chiazmata se posunují na konec chromatid kde zanikají (terminalizace chiazmat)

Metafáze I páry homologních chromozomů se shromažďují v ekvatoriální rovině, připojují se na vznikající dělící vřeténko

Anafáze I vlákna dělícího vřeténka od sebe oddělují celé chromozomy z bývalých bivalentů do nových dceřiných jader tak přechází z původního páru vždy jeden homologický chromozom

Telofáze I dělící vřeténko se rozpadá chromozomy se na opačných pólech buňky opět despiralizují (protahují, dekondenzují) a jsou obklopovány jaderným obalem dělící vřeténko se rozpadá na jejím konci jsou dvě dceřinná jádra, která obsahují haploidní počet dvouchromatidových chromozomů

Druhé meiotické dělení (homeotypické, ekvační) jedná se v podstatě o mitózu dochází k rozdělení dvouchromatidových chromozomů na jednochromatidové skládá se ze čtyř fází: profáze II, metafáze II, anafáze II, telofáze II

po profázi II (stejná jako u mitózy) se chromozomy opět seřadí v ekvatoriální rovině dělící vřeténko je pak rozdělí ne jednochromatidové chromozomy, které putují k opačným pólům buňky v telofázi II vzniknou nová dceřiná jádra, z nichž každé obsahuje haploidní počet jednochromatidových chromozomů

Z jedné diploidní mateřské buňky vzniknou po dvou meiotických děleních čtyři dceřiné haploidní buňky!

OPAKOVÁNÍ V jakých buňkách může dojít a dochází k meiotickému dělení? V čem je z genetického hlediska významný proces crossing- over? Jaký je rozdíl mezi buňkami na začátku a na konci meiotického dělení? Proč musí být pohlavní buňky haploidní? K čemu by docházelo, kdyby haploidní nebyly? viz následující obrázek

5) Určete správné pořadí jednotlivých fází profáze I 5) Určete správné pořadí jednotlivých fází profáze I. Zopakujte si, k čemu v jednotlivých fázích dochází.

ZDROJE KOČÁREK, Eduard. Genetika. Praha: Scientia, 2008, ISBN 978-80-86960-36-4. ROSYPAL, Stanislav a kol. Nový přehled biologie. Praha: Scientia, 2003, ISBN 80-7183-268-5. JELÍNEK, Jan; ZICHÁČEK, Vladimír. Biologie pro gymnázia. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2006, ISBN 80-7182- 217-5.

OBRAZOVÝ MATERIÁL Str.22- KULTYS, Marek. wikimedia.org [online]. [cit. 16.9.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meiosis_diagram.jpg Str.23-http://www.tokyo-med.ac.jp/genet/anm/mimov.gif Str.9, 10, 11, 12, 13-CUMMINGS, Benjamin. google.com [online]. [cit. 16.9.2013]. Dostupný na WWW: https://sites.google.com/site/accessrevision/biology/cell-form- and-function/meiotic-division Str.20- AUTOR NEUVEDEN. wikimedia.commons [online]. [cit. 10.9.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Meiose_%28Overzicht %29.png