감수 분열의 유형과 생물학적 중요성. 감수 분열을 통한 세포 분열의 단계와 체계에 대한 간략한 설명 감수 분열의 단계를 처음 설명한 사람

감수 분열은 초기 염색체 수가 2 배 감소하는 진핵 세포를 분할하는 특별한 방법입니다 (고대 그리스어 "meion"-적음-및 "감수 분열"-감소).

동물의 감수 분열 단계는 W. Flemming (1882), 식물에서는 E. Strasburger (1888), 러시아 과학자 V.I. Belyaev. 동시에 (1887) A. Weissman은 일정한 수의 염색체를 유지하기위한 메커니즘으로 감수 분열의 필요성을 이론적으로 입증했습니다. 토끼 난모세포의 감수분열에 대한 최초의 상세한 설명은 Winiworth(1900)에 의해 제공되었습니다.

감수분열은 100년 전에 발견되었지만 감수분열에 대한 연구는 오늘날까지 계속되고 있습니다. 감수 분열에 대한 관심은 1960년대 후반에 극적으로 증가했으며, 동일한 유전자 제어 효소가 많은 DNA 관련 과정에 관여할 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 최근에 많은 생물 학자들이 독창적 인 아이디어를 개발했습니다. 고등 유기체의 감수 분열은 유전 물질의 안정성을 보증하는 역할을합니다. 감수 분열 중에 상동 염색체 쌍이 밀접하게 접촉하면 DNA 가닥의 정확성을 확인하고 한 번에 두 가닥에 영향을 미치는 손상이 수리됩니다. 감수 분열에 대한 연구는 세포학과 유전학이라는 두 가지 과학의 방법과 관심을 연결했습니다. 이것은 분자 생물학 및 유전 공학과 밀접하게 접촉하는 세포 유전학이라는 새로운 지식 분야의 탄생으로 이어졌습니다.

감수 분열의 생물학적 중요성은 다음 과정에 있습니다.

1. 유성 생식 과정에서 일련의 세대에 걸친 감수 분열의 결과로 염색체 수가 감소하기 때문에 염색체 수의 불변성이 보장됩니다.

2. 첫 번째 분열의 후기에 있는 염색체의 독립적인 분포는 다른 연결 그룹(다른 염색체에 위치)에 속하는 유전자의 재조합을 보장합니다. 딸 세포 사이의 염색체의 감수분열 분포를 염색체 분리라고 합니다.

3. 감수분열의 의향 I에서 교차는 동일한 연결 그룹(동일한 염색체에 위치)에 속하는 유전자의 재조합을 보장합니다.

4. 위의 과정과 함께 수정 중 배우자의 무작위 조합은 유전적 다양성에 기여합니다.

5. 감수 분열 과정에서 또 다른 중요한 현상이 발생합니다. 이것은 램프브러시 염색체(동물 및 일부 식물에서 발견됨)의 형성과 관련된 프로페이즈(diplotenes) 동안 RNA 합성(또는 염색체의 전사 활성)이 활성화되는 과정입니다.

간기 상태로의 의향의 이러한 역전(유사분열 동안 mRNA 합성은 간기에서만 발생함)은 특별한 유형의 세포 분열로서 감수 분열의 특정 특성입니다.

원생동물에서는 상당히 다양한 감수분열 과정이 관찰된다는 점에 유의해야 합니다.

라이프 사이클의 위치에 따라 세 가지 유형의 감수 분열이 구별됩니다.

접합자 th (초기) 감수 분열은 접합자에서 발생합니다. 수정 직후. 이는 수명 주기가 반수체 단계(자낭균류, 담균류, 일부 조류, 포자동물 등)에 의해 지배되는 유기체의 특징입니다.

게임틱(말단) 감수 분열은 배우자가 형성되는 동안 발생합니다. 이배체 단계가 우세한 라이프 사이클에서 원생 동물 및 일부 하등 식물뿐만 아니라 다세포 동물 (인간 포함)에서 관찰됩니다.

중급(포자) 감수 분열은 sporophyte (식물)와 gametophyte (꽃가루, 배아 주머니)의 단계 사이를 포함하여 고등 식물에서 포자 형성 중에 발생합니다.

따라서 감수분열은 염색체 수가 이배체에서 반수체로 감소하고 유전 물질의 변화가 수반되는 핵분열의 한 형태입니다. 감수 분열의 결과는 반수체 염색체 세트(성 세포)를 가진 세포의 형성입니다.

감수분열 기간은 식물과 동물의 종류에 따라 다를 수 있습니다(표 1).

표 1. 다양한 식물 종의 감수분열 기간

전형적인 감수 분열은 각각 감수 분열 I 및 감수 분열 II라고 하는 두 개의 연속적인 세포 분열로 구성됩니다. 제1분열에서는 염색체의 수가 반으로 줄어들기 때문에 제1분열을 감수분열이라 한다. 절감, 덜 자주 이형. 두 번째 분열에서 염색체의 수는 변하지 않습니다. 이 부서는 등식(평등화), 덜 자주 - 동종형. "감수분열"과 "감소 분열"이라는 표현은 종종 같은 의미로 사용됩니다.

감수 세포(감수 분열에 들어가는 세포)의 초기 염색체 수를 2배체 염색체 수(2n)라고 하고, 감수 분열의 결과로 형성된 세포의 염색체 수를 반수체 염색체 수(n)라고 합니다. 세포의 최소 염색체 수를 염기수(x)라고 합니다. 세포의 기본적인 염색체 수는 유전 정보의 최소량(DNA의 최소량)에 해당하며 이를 유전자라고 합니다.

세포 내 게놈의 수를 게놈 번호(n)라고 합니다. 대부분의 다세포 동물, 모든 겉씨식물 및 많은 속씨식물에서 반수체-이배체의 개념과 게놈 수의 개념이 일치합니다. 예를 들어, 인간의 경우 n=x=23 및 2n=2x=46입니다.

감수 분열의 형태 - 단계의 특성

간기

premeiotic interphase는 DNA 복제 과정이 끝에 도달하지 않는다는 점에서 일반적인 interphase와 다릅니다. 약 0.2 ~ 0.4%의 DNA가 배가되지 않은 상태로 남아 있습니다. 따라서 세포 분열은 세포 주기의 합성 단계에서 시작됩니다. 따라서 감수 분열은 비 유적으로 조기 유사 분열이라고합니다. 그러나 일반적으로 2배체 세포(2n)에서 DNA 함량은 4c라고 생각할 수 있습니다.

중심소체의 존재 하에서, 그것들은 각각 한 쌍의 중심소체를 포함하는 세포 내에 두 개의 이중체를 갖는 방식으로 두 배가 됩니다.

감수 분열의 첫 번째 분열

DNA가 복제되었습니다. Prophase I은 감수 분열의 가장 긴 단계입니다.

의향 I 단계는 다음 단계로 세분됩니다.

leptotena -가는 실의 단계;

zygotene - 이중 스레드 단계;

파키텐 - 두꺼운 실의 단계;

diplotena-교차;

diakinesis - 핵막과 nucleolus의 소실.

초기 의향(leptoten)에서는 염색체 접합을 위한 준비가 이루어집니다. 염색체는 이미 두 배가 되었지만 그 안에 있는 자매 염색체는 여전히 구분할 수 없습니다. 염색체가 압축(나선화)되기 시작합니다.

염색체가 핵막 끝과 끝을 따라 위치하여 막으로 모여드는 유사분열 전기와 대조적으로, 말단소체 영역(끝)을 가진 렙토텐 염색체는 핵막의 극 중 하나에 위치합니다. 핵, 동물에서 "꽃다발"모양을 형성하고 공으로 압착. 시네시스" - 식물에서. 핵의 이러한 배열 또는 방향은 염색체가 상동 염색체 유전자좌를 빠르고 쉽게 접합하도록 합니다(그림 1).

중심 사건은 상동 염색체를 인식하는 신비한 과정이며 서로에 대한 쌍별 접근은 prophase I zygotene에서 발생합니다 상동 염색체의 접합 (접근)시 쌍이 형성됩니다-2가 및 염색체가 눈에 띄게 단축됩니다. 이 순간부터 시냅톤 복합체(SC)의 형성이 시작됩니다. 시냅톤 복합체의 형성과 염색체의 시놉시스는 동의어입니다.

쌀. 1. 의향기

의향 I의 다음 단계에서 - 파키텐상동 염색체 사이에는 시냅스 (그리스 시놉시스-연결, 연결)라고하는 긴밀한 접촉이 강화됩니다. 이 단계의 염색체는 고도로 나선형이어서 현미경으로 관찰할 수 있습니다.

시냅스 동안 동족체는 서로 얽혀 있습니다. 결합한. 접합 2가는 치아스마타에 의해 연결됩니다. 각각의 2가는 2개의 염색체와 4개의 염색분체로 구성되며 각 염색체는 부모에게서 나옵니다. 시냅스(SC)가 형성되는 동안 상동 염색분체 사이에 자리가 교환됩니다. 교차라고 하는 이 과정은 염색체가 이제 다른 유전자 구성을 갖도록 합니다.

파키텐의 시냅톤 복합체(SC)는 최대 발달에 도달하며 이 기간 동안 병렬 상동 염색체 사이의 공간에 리본과 같은 구조가 있습니다. SC는 조밀하게 채워진 단백질로 형성된 두 개의 평행한 측면 요소와 그 사이에 확장되는 덜 조밀한 중앙 요소로 구성됩니다(그림 2).

쌀. 2. 시냅톤 복합체의 구조

각 측면 요소는 렙토텐 염색체의 세로축 형태의 한 쌍의 자매 염색분체에 의해 형성되며 SC의 일부가 되기 전에 축 요소라고 합니다. 염색질의 측면 루프는 SC 외부에 있으며 모든 측면에서 둘러쌉니다.

감수 분열 중 SC 개발:

leptothene에 들어간 염색체의 leptotene 구조는 즉시 특이한 것으로 판명되었습니다. 각 동족체에서 전체 길이를 따라 염색체 축을 따라 세로 가닥이 관찰됩니다.

zygotene - 이 단계에서 동족체의 축 가닥이 서로 접근하는 반면 핵막에 부착된 축 가닥의 끝은 내부 표면을 따라 서로를 향해 미끄러지는 것처럼 보입니다.

파키텐. SC는 모든 요소가 최대 밀도를 얻을 때 파키텐에서 가장 큰 발전에 도달하고 염색질은 주변에 조밀한 연속 "모피"처럼 보입니다.

SC 기능:

1. 완전히 발달된 시냅톤 복합체는 교차 및 교차 형성에 필요한 한 2가에서 동족체의 정상적인 유지에 필요합니다. 염색체는 일정 시간(효모의 경우 2시간에서 인간의 경우 2~3일) 동안 시냅톤 복합체를 사용하여 연결되며, 그 동안 상동 DNA 영역이 상동 염색체 간에 교환됩니다. 교차(영어에서 교차, 교차 형성).

2. 동족체의 너무 강한 연결을 방지하고 일정한 거리를 유지하여 개성을 유지하고 디플로텐으로 밀고 후기에 분산할 수 있는 기회를 만듭니다.

교차 과정은 특정 효소의 작용과 관련이 있는데, 자매 염색분체 사이에 치아스마타가 형성될 때 교차 지점에서 "절단"한 다음 형성된 단편의 재결합이 뒤따릅니다. 대부분의 경우, 이러한 과정은 상동 염색체의 유전적 구조에 장애를 일으키지 않습니다. 염색 분체 조각의 올바른 연결과 원래 구조의 복원이 있습니다.

그러나 절단 구조 조각의 잘못된 재결합과 관련된 또 다른 (더 드문) 이벤트 변형도 가능합니다. 이 경우, 접합 염색분체 사이에 유전 물질 부분의 상호 교환(유전자 재조합)이 있습니다.

무화과. 그림 3은 한 쌍의 상동 염색체에서 나온 두 개의 염색 분체를 포함하는 단일 또는 이중 교차의 일부 가능한 변형에 대한 단순화된 다이어그램을 보여줍니다. 교차는 하나 또는 다른 확률로 상동 염색체의 모든 영역(또는 둘 이상의 영역)에서 발생할 수 있는 무작위 사건임을 강조해야 합니다. 결과적으로 감수분열 1차 분열 전기에 있는 진핵생물의 배우자 성숙단계에서는 상동염색체의 유전물질의 무작위(자유로운) 결합(재조합)이라는 보편적 원리가 작용한다.

지난 20년 동안 시냅스의 세포학적 연구에서 저장성 용액의 작용 하에 동식물의 의향 감수분열 세포를 퍼뜨리는 방법이 중요한 역할을 해왔습니다. 이 방법은 모세의 작업 이후 세포유전학에 도입되었으며 중기 염색체 연구를 위한 "찌그러진" 제제를 준비하는 방법과 동일한 역할을 수행하여 마이크로톰 섹션에서 세포유전학자를 구했습니다.

Moses 방법과 그 수정은 초박 절편에 대한 SC 분석보다 더 편리해졌습니다. 이 방법은 감수분열 연구의 기초가 되었고 동식물에서 감수분열의 유전자 제어 문제를 점차 다루었습니다.

쌀. 3. 2개의 염색분체를 포함하는 단일 및 이중 교차의 분리된 변이체: 1개의 초기 염색분체 및 교차되지 않은 변이체; 영역 A B 및 교차 염색분체에서 2개의 단일 교차; B-C 영역에서 3개의 단일 교차 및 교차 염색분체; 이들 부위의 유전 물질의 상동성에 기초한 여러 상이한 부위의 4개의 이중 교차 및 교차 염색분체. 상응하는 염색체의 2개의 자매 염색분체 중 하나 또는 두 염색분체가 각 측면에서 접합 과정에 참여할 수 있다고 믿어집니다.

dippoten에서 상동 염색체는 짝짓기와 교차 후에 서로 반발하기 시작합니다. 반발 과정은 중심체에서 시작됩니다. 상동체의 발산은 교차로 인한 비 자매 염색 분체의 교차점 인 교차 교차에 의해 방지됩니다. 염색분체가 분리됨에 따라 치아교차의 일부가 염색체 팔의 끝을 향해 이동합니다. 일반적으로 여러 개의 교차가 있으며 염색체가 길수록 더 많기 때문에 일반적으로 diplotene에는 하나의 2가에 여러 개의 chiasmata가 있습니다.

diakinesis 단계에서 chiasmata의 수가 감소합니다. 2가는 핵의 주변에 위치합니다. nucleolus가 용해되고 막이 무너지고 중기 I로의 전환이 시작되며 nucleolus와 핵막은 전체 전기에 걸쳐 보존됩니다. prophase 전, interphase의 합성 기간 동안 DNA 복제 및 염색체 재생산이 발생합니다. 그러나이 합성은 완전히 끝나지 않습니다. DNA는 99.8 %, 단백질은 75 % 합성됩니다. DNA 합성은 디플로텐에서 단백질인 파키텐으로 끝납니다.

중기 I에서는 미세소관에 의해 형성된 방추형 구조가 눈에 띄게 됩니다. 감수 분열 동안 개별 미세 소관은 각 2가 염색체의 중심체에 부착됩니다. 그런 다음 염색체 쌍이 세포의 적도면으로 이동하여 무작위 순서로 정렬됩니다. 상동 염색체의 중심체는 적도면의 반대쪽에 위치합니다. 유사 분열의 중기에서는 반대로 개별 염색체의 중심체가 적도면에 위치합니다.

중기 I에서 2가는 적도판 영역의 세포 중앙에 위치합니다(그림 4).

쌀. 4. 감수분열의 단계: 의향 I - 중기 I

Anaphase는 상동 염색체의 분리와 극을 향한 이동으로 시작됩니다. 중심체가 없는 염색체에서는 애착이 존재할 수 없습니다. 유사분열 후기에는 중심체가 분열하고 동일한 염색분체가 분리됩니다. 감수분열의 후기 I에서는 중심체가 분열하지 않고 염색분체는 함께 남아 있지만 상동 염색체는 분리됩니다. 그러나 교차로 인한 단편 교환으로 인해 염색 분체는 감수 분열 초기와 동일하지 않습니다. anaphase I에서 접합 동족체는 극점을 향해 분기됩니다.

딸 세포에서 염색체의 수는 절반인 반면(반수체 집합), DNA 질량도 절반으로 줄어들고 염색체는 이염색체를 유지합니다. 반대 극에 대한 상동 쌍의 정확한 발산은 그 수의 감소에 기초합니다.

telophase I에서 염색체는 극에 집중되고 일부는 염색체의 나선화가 약화되어 길어지고 다시 구별 할 수 없게됩니다 (그림 5). telophase가 점차 interphase로 넘어감에 따라 핵 외피(모 세포 핵 외피의 조각 포함)와 세포 중격이 소포체에서 발생합니다. 마지막으로 핵소체가 재형성되고 단백질 합성이 재개됩니다.

쌀. 5. 감수분열의 단계: 후기 I - 말기 I

interkinesis에서 핵이 형성되며 각 핵에는 n 개의 이염색체 염색체가 포함됩니다.

감수 분열의 두 번째 분열의 특징은 무엇보다도 간기 II에서 염색질 배가가 발생하지 않기 때문에 전기 II에 들어가는 각 세포가 동일한 n2c 비율을 유지한다는 것입니다.

감수 분열의 두 번째 분열

감수 분열의 두 번째 분열 동안 각 염색체의 자매 염색 분체는 극을 향해 분기됩니다. 교차는 1기 전기에서 일어날 수 있고 자매염색분체는 동일하지 않을 수 있기 때문에 유사분열의 유형에 따라 두 번째 분열이 진행된다고 말하는 것이 일반적이지만 이것은 진정한 유사분열이 아닙니다. 유전자의 모양과 세트.

두 번째 감수분열이 시작될 때 염색분체는 여전히 중심체에 의해 연결되어 있습니다. 이 분열은 유사 분열과 유사합니다. 핵막이 telophase I에서 형성되면 이제 파괴되고 짧은 prophase II가 끝나면 nucleolus가 사라집니다.

쌀. 6. 감수분열의 단계: 의향 II-중기 II

중기 II에서는 두 개의 염색분체로 구성된 방추와 염색체를 다시 볼 수 있습니다. 염색체는 중심체에 의해 방추사에 부착되고 적도면에 정렬됩니다(그림 6). anaphase II에서 centromeres는 분할 및 분리되며 현재 염색체 인 자매 염색 분체는 반대 극을 향해 이동합니다. telophase II에서는 새로운 핵막과 nucleoli가 형성되고 염색체의 수축이 약해지며 interphase nucleus에서 보이지 않게 됩니다(그림 7).

쌀. 7. 감수분열의 단계: 후기 II - 말기 II

감수 분열은 반수체 세포-배우자, 포자의 사분면-염색체 세트와 반수체 DNA 덩어리 (원래 세포 2n, 4c,-포자, 배우자-n, c)가있는 원래 세포의 후손의 형성으로 끝납니다.

상동쌍의 염색체 분포와 감수분열의 2개 분열 동안 그 안에 포함된 두 쌍의 서로 다른 대립유전자의 분포에 대한 일반적인 체계가 그림 8에 나와 있습니다. 이 계획에서 알 수 있듯이 이러한 분포의 두 가지 근본적으로 다른 변형이 가능합니다. 첫 번째(더 가능성 있는) 변이는 고려 중인 유전자가 있는 지역에서 교차를 겪지 않은 염색체를 가진 두 가지 유형의 유 전적으로 다른 배우자의 형성과 관련이 있습니다. 이러한 배우자를 비교차라고 합니다. 비교차 배우자와 함께 두 번째(가능성이 낮은) 변종에서 교차 배우자는 두 개의 비대립유전자 유전자좌 사이에 위치한 상동 염색체 영역에서 유전적 교환(유전자 재조합)의 결과로 발생합니다.

쌀. 8. 상동 쌍의 염색체 분포의 두 가지 변종과 감수 분열의 두 분열의 결과로 그 안에 포함된 비대립유전자

감수 분열

기본 개념 및 정의

감수 분열은 진핵 세포를 분열시키는 특별한 방법으로 초기 염색체 수가 2배 감소합니다(고대 그리스에서 유래). 마욘" - 덜 - 및 "에서 감수 분열" - 감소하다). 종종 염색체 수의 감소를 절감.

초기 염색체 수 감수 세포(감수 분열에 들어가는 세포)라고합니다 이배체 염색체 번호 (2N) 감수 분열의 결과로 형성된 세포의 염색체 수를 반수체 염색체 수 (N).

세포의 최소 염색체 수를 핵심 수( 엑스). 세포의 기본적인 염색체 수는 유전 정보의 최소량(DNA의 최소량)에 해당하며 이를 유전자라고 합니다. 영형 m. 유전자의 수 영형 세포의 mov를 유전자라고 합니다. 영형 배수(Ω). 대부분의 다세포 동물, 모든 겉씨식물, 많은 속씨식물에서 반수체-이배체의 개념과 유전자의 개념 영형 많은 숫자가 일치합니다. 예를 들어, 사람에서 N=엑스=23 및 2 N=2엑스=46.

감수 분열의 주요 특징은 동사 변화(편성) 상동 염색체다른 세포로의 후속 분기와 함께. 딸 세포 사이의 염색체의 감수 분열 분포는 염색체 분리.

감수분열 발견의 간략한 역사

감수 분열의 일반적인 과정

전형적인 감수 분열은 두 개의 연속적인 세포 분열로 구성되며 각각 감수 분열 I그리고 감수 분열 II. 제1분열에서는 염색체의 수가 반으로 줄어들기 때문에 제1분열을 감수분열이라 한다. 절감, 덜 자주 이형. 두 번째 분열에서 염색체의 수는 변하지 않습니다. 이 부서는 등식(평등화), 덜 자주 - 동종형. "감수분열"과 "감소 분열"이라는 표현은 종종 같은 의미로 사용됩니다.

간기

감수분열 전 간기 DNA 복제 과정이 끝까지 도달하지 않는다는 점에서 일반적인 중간 단계와 다릅니다. DNA의 약 0.2 ~ 0.4%가 배가되지 않고 남아 있습니다. 따라서 세포 분열은 세포 주기의 합성 단계에서 시작됩니다. 따라서 감수 분열은 비 유적으로 조기 유사 분열이라고합니다. 그러나 일반적으로 이배체 세포(2 N) DNA 함량은 4 와 함께.

중심소체의 존재 하에서, 그것들은 각각 한 쌍의 중심소체를 포함하는 세포 내에 두 개의 이중체를 갖는 방식으로 두 배가 됩니다.

감수분열의 제1분열(감소분열), 또는 감수 분열 나)

환원분열의 본질은 염색체의 수를 반으로 줄이는 것이다: 원래의 이배체 세포에서 두 개의 염색분체 염색체를 가진 두 개의 반수체 세포가 형성된다(각 염색체는 2개의 염색분체를 포함한다).

의향 1(제1분할의 전)여러 단계로 구성됩니다.

렙토테나(가는 실의 단계). 염색체는 얇은 필라멘트의 공으로 광학 현미경으로 볼 수 있습니다. 염색체 가닥이 여전히 매우 잘 보이지 않는 초기 렙토텐을 렙토텐이라고 합니다. 프로렙토텐.

접합자(스레드 병합 단계). 계속 상동 염색체의 접합(위도부터. 동사 변화- 연결, 페어링, 임시 병합). 상동 염색체(또는 상동체)는 형태학적으로나 유전적으로 서로 유사한 염색체입니다. 정상적인 이배체 유기체에서는 상동 염색체가 쌍을 이룹니다. 이배체 유기체는 어머니로부터 한 쌍의 염색체를 받고 다른 하나는 아버지로부터받습니다. 결합되면 형성됩니다. 2가. 각각의 2가는 한 쌍의 상동 염색체로 구성된 비교적 안정적인 복합체입니다. 동족체는 단백질에 의해 결합됩니다. 시냅톤 복합체. 하나의 시냅톤 복합체는 한 지점에서 두 개의 염색분체에만 결합할 수 있습니다. 2가의 수는 염색체의 반수체 수와 같습니다. 그렇지 않으면 2가라고 합니다. 테트라드각 2가에는 4개의 염색분체가 포함되어 있기 때문입니다.

파키텐(두꺼운 필라멘트 단계). 염색체는 나선화되고 종 방향 이질성이 명확하게 보입니다. DNA 복제가 완료되었습니다(특수 파키텐 DNA). 종결 건너다염색체의 교차로 인해 염색 분체의 섹션이 교환됩니다.

디플로텐(이중 가닥 단계). 2가의 상동염색체는 서로 반발한다. 그들은 별도의 지점에서 연결되며, 이를 호출합니다. 치아교차(고대 그리스 문자 χ - "chi"에서 유래).

다이키네시스(2가 발산 단계). 별도의 2가는 핵 주변에 있습니다.

중기 I(제1분할의 중기)

안에 전중기 I핵막이 분해됩니다(파편). 스핀들이 형성됩니다. 다음으로 metakinesis가 발생합니다. 2가는 세포의 적도면으로 이동합니다.

아나페이즈 I(1분할 후반)

각 2가를 구성하는 상동염색체는 분리되고 각 염색체는 세포의 가장 가까운 극을 향해 이동한다. 염색분체로의 염색체 분리는 일어나지 않습니다. 염색체가 딸세포 사이에 분포되는 과정을 이라고 합니다. 염색체 분리.

말기 I(제1분할의 말기)

상동 2염색체 염색체는 세포의 극으로 완전히 갈라진다. 일반적으로 각 딸 세포는 각 쌍의 상동체로부터 하나의 상동 염색체를 받습니다. 둘 반수체원래 이배체 세포의 핵보다 절반의 염색체를 포함하는 핵. 각 반수체 핵은 단 하나의 염색체 세트를 포함합니다. 즉, 각 염색체는 단 하나의 상동체로 표현됩니다. 딸 세포의 DNA 함량은 2입니다. 와 함께.

대부분의 경우(항상 그런 것은 아님) telophase I은 다음을 동반합니다. 세포질분열 .

간극

간극두 감수 분열 사이의 짧은 간격입니다. 그것은 DNA 복제, 염색체 배가, 중심소체 배가가 발생하지 않는다는 점에서 간기와 다릅니다.

감수 분열의 두 번째 분열(적도 분열), 또는 감수 분열 II)

감수 분열의 두 번째 분열 동안 염색체 수의 감소는 없습니다. 등식 분할의 본질은 단일 염색분체 염색체(각 염색체는 하나의 염색분체를 포함함)를 갖는 4개의 반수체 세포의 형성입니다.

의향 II(2분할의 전)

유사 분열의 전기와 크게 다르지 않습니다. 염색체는 얇은 필라멘트로 광학 현미경에서 볼 수 있습니다. 각 딸세포에는 분열방추가 형성된다.

중기 II(제2분할의 중기)

염색체는 서로 독립적으로 반수체 세포의 적도면에 위치합니다. 이러한 적도면은 동일한 평면에 있을 수 있고 서로 평행하거나 서로 수직일 수 있습니다.

아나페이즈 II(두 번째 구분의 후기)

염색체는 염색분체로 분리됩니다(유사분열에서와 같이). anaphase 그룹의 일부인 결과 단일 염색 분체 염색체는 세포의 극으로 이동합니다.

말기 II(2분할의 말기)

단일 염색 분체 염색체가 세포의 극으로 완전히 이동하여 핵이 형성됩니다. 각 세포의 DNA 함량은 최소가 되어 1이 됩니다. 와 함께.

감수 분열의 유형과 생물학적 중요성

일반적으로 감수분열의 결과 1개의 이배체 세포로부터 4개의 반수체 세포가 형성된다. ~에 배우자 감수 분열배우자는 형성된 반수체 세포로부터 형성됩니다. 이러한 유형의 감수 분열은 동물의 특징입니다. 배우자 감수 분열은 다음과 밀접한 관련이 있습니다. 배우자 형성그리고 수분. ~에 접합자그리고 포자 감수분열생성된 반수체 세포는 포자 또는 유주자를 생성합니다. 이러한 유형의 감수분열은 하등 진핵생물, 균류 및 식물의 특징입니다. 포자 감수 분열은 다음과 밀접한 관련이 있습니다. 포자 형성. 따라서, 감수 분열은 성적 및 무성 (포자) 재생산의 세포학적 기초입니다..

감수 분열의 생물학적 중요성그것은 성적 과정이 있을 때 염색체 수의 불변성을 유지하는 것으로 구성됩니다. 또한 교차로로 인해 재조합- 염색체의 새로운 유전 성향 조합의 출현. 감수 분열은 또한 제공합니다 조합 변동성- 추가 수정 동안 유전 성향의 새로운 조합의 출현.

감수 분열 과정은 성 호르몬 (동물), 식물 호르몬 (식물) 및 기타 여러 요인 (예 : 온도)의 통제하에 유기체의 유전자형을 통제합니다.

감수 분열 (그리스어에서. 감수 분열- 감소)는 진핵 세포의 특수한 유형의 분열로, DNA가 한 번 복제된 후 세포가 두 번 나누어 , 1개의 이배체 세포로부터 4개의 반수체 세포가 형성된다. 2개의 연속적인 디비전으로 구성됩니다(II 및 II로 표시됨). 유사 분열과 마찬가지로 각각은 4 단계 (전기, 중기, 후기, 말기) 및 세포질 분열을 포함합니다.

감수 분열 단계:

의향 나 , 그것은 복잡하며 5 단계로 나뉩니다.

1. 렙토네마 (그리스어에서. 렙토스- 얇은, 네마- 실) - 염색체는 나선형으로 가늘고 긴 실처럼 보입니다. 각각의 상동 염색체는 이미 99.9% 복제되어 있으며 동원체 영역에서 서로 연결된 두 개의 자매 염색 분체로 구성됩니다. 유전 물질의 내용 - 2 N 2 xp 4 씨. 단백질 클러스터의 도움으로 염색체( 첨부 디스크 )는 핵막의 내막에 양쪽 끝이 붙어 있습니다. 핵막이 보존되고 핵소체가 보입니다.

2. 지고네마 (그리스어에서. 자이곤 - 쌍을 이루는) - 동종 이배체 염색체는 서로 돌진하여 중심체 영역에서 먼저 연결한 다음 전체 길이를 따라 연결합니다. 동사 변화 ). 형성된다 2가 (위도부터. 바이 - 더블, 발렌스- 강한) 또는 테트라드 염색 분체. 2가의 수는 반수체 염색체 세트에 해당하며 유전 물질의 내용은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 1 N 4 xp 8 씨. 하나의 2가에 있는 각 염색체는 아버지 또는 어머니에게서 나옵니다. 성염색체내부 핵막 근처에 위치. 이 지역은 성적 소포.

각 2가의 상동염색체 사이에 특화된 시냅톤 복합체 (그리스어에서. 시냅스- 결합, 연결), 단백질 구조입니다. 고배율에서 이 복합체는 각각 10nm 두께의 2개의 평행한 단백질 필라멘트가 약 7nm 크기의 얇은 가로 밴드로 연결되어 있으며 많은 루프 형태의 염색체가 양쪽에 놓여 있습니다.

복잡한 패스의 중심에 축 요소 20~40nm 두께. 시냅톤 복합체는 다음과 비교됩니다. 밧줄 사다리 그의 측면은 상동 염색체에 의해 형성됩니다. 더 정확한 비교는 지퍼 .

zygonema가 끝날 때까지 상동 염색체의 각 쌍은 synaptonemal complexes에 의해 상호 연결됩니다. 성염색체 X와 Y만이 완전히 상동이 아니기 때문에 완전히 접합되지 않습니다.

3. 안으로 파키네마 (그리스어에서. 파이스- 두꺼운) 2가는 짧아지고 두꺼워집니다. 모계와 부계 기원의 염색 분체 사이에는 여러 곳에서 연결이 발생합니다. 치아교차 (그리스 c에서 하이아즈마- 십자가). 각 chiasm의 영역에서 단백질 복합체가 형성되며, 이는 다음과 관련됩니다. 재조합 (d ~ 90 nm), 상동 염색체의 해당 섹션이 부계에서 모계로 또는 그 반대로 교환됩니다. 이 프로세스는 건너다 (영어로부터. 와 함께로싱- ~ 위에- 교차로). 예를 들어, 각각의 인간 2가에서 교차는 2~3개 부위에서 발생합니다.

4. 안으로 외교관 (그리스어에서. 디플로스- 이중) 시냅톤 복합체가 분해되고 각 2가의 상동 염색체 서로 멀어지다, 그러나 그들 사이의 연결은 chiasma 영역에서 보존됩니다.

5. 다이키네시스 (그리스어에서. 디아키네인- 지나가 다). diakinesis에서는 염색체의 응축이 완료되어 핵막에서 분리되지만 상동 염색체는 끝 부분에 의해 서로 계속 연결되어 있으며 각 염색체의 자매 염색 분체는 centromeres입니다. 2가는 기괴한 모양을 취합니다. 반지, 십자가, 여덟기타 이때 핵막과 핵소체가 파괴됩니다. 복제된 중심소체는 극으로 보내지고, 스핀들 섬유는 염색체의 중심체에 부착됩니다.

일반적으로 감수 분열의 전기는 매우 길다. 정자가 발달하면 며칠 동안, 난자가 발달하면 수년 동안 지속될 수 있습니다.

중기 나 유사한 유사 분열 단계와 유사합니다. 염색체는 적도면에 설치되어 중기판을 형성합니다. 유사분열과 달리 스핀들 미세소관은 각 염색체의 중심체에 한쪽(극의 측면에서)에만 부착되는 반면, 상동 염색체의 중심체는 적도를 기준으로 양쪽에 위치합니다. chiasma의 도움으로 염색체 사이의 연결은 계속 유지됩니다.

안에 후기 나 chiasmata가 분해되고 상동 염색체가 서로 분리되어 극쪽으로 갈라집니다. 중심체그러나 이들 염색체는 유사분열 후기와 달리 복제되지 않음, 이는 자매 염색체가 갈라지지 않는다는 것을 의미합니다. 염색체의 차이는 임의의 문자. 유전 정보의 내용은 1 N 2 xp 4 씨셀의 각 극에서, 그러나 일반적으로 셀에서 - 2(1 N 2 xp 4 씨) .

안에 말기 나 , 유사 분열에서와 같이 핵막과 핵소체가 형성됩니다. 분열 고랑.그럼 온다 세포질분열 . 유사분열과 달리 염색체 탈나선화는 발생하지 않습니다.

감수 분열 I의 결과로 반수체 염색체 세트를 포함하는 2개의 딸 세포가 형성됩니다. 각 염색체에는 2개의 유전적으로 구별되는(재조합) 염색분체가 있습니다. 1 N 2 xp 4 씨. 따라서 감수 분열의 결과 I가 발생합니다. 절감 (절반) 염색체 수, 따라서 첫 번째 부분의 이름 - 절감 .

감수 분열 I이 끝난 후 짧은 기간이 있습니다. 간극 , DNA 복제 및 염색체 배가가 없는 동안.

의향 II 수명이 짧고 염색체의 결합이 일어나지 않습니다.

안에 중기 II 염색체는 적도면에 정렬됩니다.

안에 후기 II 중심체의 DNA는 유사분열 후기에서 발생하는 것처럼 복제되며, 염색분체는 극을 향해 갈라집니다.

후에 말기 II 그리고 세포질분열 II 딸 세포는 각각의 유전 물질 함량으로 형성됩니다. 1 N 1 xp 2 씨. 일반적으로 두 번째 부문은 등식 (평등화).

따라서 두 번의 연속적인 감수 분열의 결과로 4개의 세포가 형성되며 각 세포는 반수체 염색체 세트를 가지고 있습니다.

감수 분열은 성적으로 번식하는 유기체의 세포에서 수행됩니다.

현상의 생물학적 의미는 자손의 새로운 특성 세트에 의해 결정됩니다.

이 논문에서는 이 과정의 본질을 고려하고 명확성을 위해 그림에 제시하고 생식 세포 분열의 순서와 기간을 확인하고 유사 분열과 감수 분열의 유사점과 차이점이 무엇인지 알아낼 것입니다.

감수 분열이란?

하나의 소스에서 단일 염색체 세트를 가진 4개의 세포가 형성되는 과정입니다.

새로 형성된 각각의 유전 정보는 체세포 집합의 절반에 해당합니다.

감수 분열 단계

감수분열은 각각 4단계로 구성된 2단계를 포함합니다.

퍼스트 디비전

의향 I, 중기 I, 후기 I 및 말기 I를 포함합니다.

의향 I

이 단계에서 절반의 유전 정보를 가진 두 개의 세포가 형성됩니다. 첫 번째 부문의 의향에는 여러 단계가 포함됩니다. 그것은 DNA 복제가 일어나는 동안 premeiotic interphase가 선행됩니다.

그런 다음 응축이 발생하여 렙토텐 동안 단백질 축이 있는 길고 가는 필라멘트를 형성합니다. 이 스레드는 터미널 확장 - 부착 디스크의 도움으로 핵막에 부착됩니다. 이중 염색체(염색분체)의 절반은 아직 구별할 수 없습니다. 검사할 때 모놀리식 구조처럼 보입니다.

다음은 zygoten 단계입니다. 상동체는 합쳐져 2가를 형성하며, 그 수는 염색체의 단일 수에 해당합니다. 컨쥬게이션(연결) 과정은 유전적 및 형태학적 측면에서 유사한 쌍을 이룬 사이에서 수행됩니다. 또한 상호 작용은 끝에서 시작하여 염색체의 몸체를 따라 퍼집니다. 단백질 성분에 의해 연결된 동족체의 복합체는 2가 또는 4가입니다.

나선형화는 두꺼운 필라멘트인 파키텐 단계에서 발생합니다. 여기에서 DNA 복제가 이미 완료되었으며 교차가 시작됩니다. 이것은 동족체 사이트의 교환입니다. 그 결과 새로운 유전정보와 연결된 유전자가 형성된다. 전사가 병렬로 진행됩니다. DNA의 조밀 한 부분 인 염색체가 활성화되어 "램프 브러시"유형에 따라 염색체 구조가 변경됩니다.

상동 염색체는 응축, 단축, 발산합니다 (연결점-키아 스마 제외). 이것은 diplotene 또는 dictyoten의 생물학 단계입니다. 이 단계의 염색체는 동일한 영역에서 합성되는 RNA가 풍부합니다. 속성별로 후자는 정보에 가깝습니다.

마지막으로, 2가는 핵의 주변을 향해 발산합니다. 후자는 짧아지고 핵소체를 잃고 핵막과 관련되지 않고 콤팩트 해집니다. 이 과정을 디아키네시스(세포 분열로의 전환)라고 합니다.

중기 I

다음으로 2가는 셀의 중심축으로 이동합니다. 분할 방추는 각 중심체에서 출발하며 각 중심체는 두 극에서 등거리에 있습니다. 나사산의 작은 진폭 움직임이 나사산을 이 위치에 고정시킵니다.

아나페이즈 I

2개의 염색분체에서 만들어진 염색체가 분기됩니다. 재조합은 유전적 다양성의 감소와 함께 발생합니다(상동체의 유전자좌(영역)에 위치한 유전자 세트의 부재로 인해).

말기 I

위상의 본질은 중심체를 가진 염색체가 세포의 반대 부분으로 분기하는 것입니다. 동물 세포에서는 세포질 분열이 일어나고 식물 세포에서는 세포벽이 형성됩니다.

2부 리그

첫 번째 분열의 간기 후에 세포는 두 번째 단계를 준비합니다.

의향 II

telophase가 길수록 prophase의 기간이 짧아집니다. Chromatids는 세포를 따라 정렬되어 첫 번째 감수 분열의 필라멘트에 대해 축과 직각을 이룹니다. 이 단계에서 그들은 짧아지고 두꺼워지며 nucleoli는 분해됩니다.

중기 II

중심체는 다시 적도면에 위치합니다.

아나페이즈 II

Chromatids는 극을 향해 이동하면서 서로 분리됩니다. 이제 그들은 염색체라고 불립니다.

말기 II

Despiralization, 형성된 염색체의 신장, 분열 방추의 소실, 중심 소체의 배가. 반수체 핵은 핵막으로 둘러싸여 있습니다. 4개의 새로운 세포가 형성됩니다.

유사 분열과 감수 분열의 비교표

간략하고 명확하게 기능과 차이점이 표에 나와 있습니다.

형질	감수분열	유사 분열 분열
분할 수	두 단계로 진행	한 단계로 수행
중기	배가된 후 염색체는 세포의 중심축을 따라 쌍으로 배열됩니다.	배가 후 염색체는 세포의 중심 축을 따라 단독으로 위치합니다.
합병	있다	아니요
교차	있다	아니요
간기	간기 II에서 DNA 복제 없음	DNA는 분열 전에 두 배가 된다
나눗셈 결과	배우자	체세포
현지화	성숙한 배우자에서	체세포에서
재생 경로	성적	성기이 없는

제시된 데이터는 차이점의 다이어그램이며 유사성은 세포 주기가 시작되기 전에 DNA 복제 및 코일링과 같은 동일한 단계로 축소됩니다.

감수 분열의 생물학적 중요성

감수 분열의 역할은 무엇입니까?

교차로 인해 새로운 유전자 조합을 제공합니다.
조합 가변성을 지원합니다. 감수 분열은 개체군에서 새로운 특성의 원천입니다.
일정한 수의 염색체를 유지합니다.

결론

감수분열은 4개의 세포가 형성되는 복잡한 생물학적 과정으로 교차의 결과로 새로운 특성이 얻어집니다.

니콜라이 무슈캄바로프 박사 바이올. 과학

인류는 고령화되고 있지만 누구나 오래 살기를 원할 뿐만 아니라 나이가 들면서 오는 질병 없이 살기를 원합니다. 지난 반세기 동안 노화에 대한 많은 "혁명적" 이론이 있었으며, 거의 모든 이론은 시간을 늦추거나 멈출 수 있는 확실하고 신뢰할 수 있는 방법을 제공합니다. 매년 - 새로운 감각, 새로운 발견 및 새로운 진술, 고무적이고 유망합니다. 펩타이드 생물 조절제, 장수 비약, 생명을 주는 이온 또는 SkQ 항산화제. 동봉 된 지침에 따라 최대 100-120 년 동안 약국에 가서 비용을 지불하고 생활하십시오! 놀라운 발견은 어느 정도 신뢰할 수 있으며 "노화의 진실"은 무엇입니까?

N. N. Mushkambarov 교수. Andrey Afanasiev의 사진.

August Weismann(1834-1914) 독일의 동물학자이자 진화론자. 그는 유전적 특성이 보존되고 늙지 않는 생식질을 통해 전달된다는 이론을 만들었습니다.

Leonard Hayflick은 미국의 미생물학자입니다. 1960년대에 그는 실험실 조건에서 인간과 동물 세포가 제한된 횟수만 분열할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

Alexey Matveyevich Olovnikov는 러시아 생화학자입니다. 1971년 헤이플릭의 실험을 설명하기 위해 그는 각 세포 분열과 함께 염색체 말단 부분(텔로미어)의 단축에 대한 가설을 제시했습니다.

과학과 생활 // 일러스트레이션

Elizabeth Blackburn과 Carol Greider는 미국 생물학자입니다. 1985년에 효소 텔로머라제가 발견되었습니다. 텔로머라제의 작용 메커니즘은 텔로미어의 말단 부분에서 새로운 뉴클레오티드 서열을 반복적으로 코딩하고 원래 길이를 복원하는 것입니다.

영국의 수학자 벤저민 곰퍼츠(1779~1865). 연령에 따른 인간의 사망률 통계를 설명하는 기능을 제안했습니다. 이 기능은 생명 보험의 위험을 평가하는 데 사용되었습니다.

1976년에 출판된 M. M. Vilenchik의 저서 "노화와 장수의 생물학적 기초"는 노화를 주제로 한 최초의 대중 과학 서적 중 하나였으며 큰 성공을 거두었습니다.

감수 분열 계획 (상동 염색체 쌍의 예). 감수분열의 첫 번째 분열 전기에서 염색체는 두 배가 됩니다. 그런 다음 상동 염색체가 서로 결합하고 활동을 유지하면서 교차합니다.

"과학과 생명"저널의 특별 특파원 Natalia Leskova의 질문은 모스크바 주립 의과 대학의 조직학과 교수 인 생물학 박사가 답변합니다. I. M. Sechenov Nikolai Mushkambarov.

Nikolai Nikolayevich, 당신은 현대 노인학의 널리 알려진 많은 조항을 날카롭게 비판합니다. 비판의 대상을 설명하십시오.

충분한 개체 이상! 예를 들어 Weismann을 거의 궁극적인 진리라고 부르는 것이 유행입니다. 이것은 19세기로 거슬러 올라가 노화가 진화에서 즉시 나타나지 않고 어느 단계에서만 적응 현상으로 나타난다고 가정한 유명한 생물학자입니다. 이것으로부터 그들은 늙지 않는 종, 즉 무엇보다도 가장 원시적인 유기체가 있어야 한다는 결론을 내렸습니다. 동시에 그들은 나이를 먹지 않으면 DNA를 100% 복구해야 한다는 사실을 어떻게든 잊고 있습니다. 이것은 가장 원시적인 것입니다! 어쩐지 서로 안 맞는다.

또 다른 유명한 생물학자인 Leonard Hayflick의 이름과 관련된 신화가 있습니다. 지난 세기의 60년대 이후 과학계는 인간 체세포에 대해 50개 분할의 한계가 설정되었다고 확신했으며 생물학에서는 이러한 한계를 "Hayflick 한계"라고 합니다. 20년 전, 무제한으로 분열할 수 있는 것으로 추정되는 줄기 세포가 분리되었습니다. 그리고 이 신화(모든 사람을 위한 50개, 줄기 세포를 위한 무한대)는 오늘날까지도 마음 속에 남아 있습니다. 사실, 줄기 세포는 노화되고 있으며(즉, 무한대가 취소됨) 이 50개 분할을 어디에서 계산해야 하는지 전혀 명확하지 않습니다. 그것은 너무나 이해할 수 없기 때문에 모든 분열하는 인간 세포에 보편적인 하나의 분열 한계가 없을 가능성이 큽니다.

- 노화의 텔로미어 이론은 어떻습니까? 그녀도 당신을 불신합니까?

이것은 가장 대중적인 신화입니다. 이 이론에 따르면, 노화의 전체 메커니즘은 분열하는 세포에서 염색체의 끝(이 끝을 텔로미어라고 함)을 늘리는 텔로머라아제 효소가 없기 때문에 각 분열에서 텔로미어는 다음과 같이 짧아집니다. 50-100개 뉴클레오티드 쌍의 DNA. 효소 텔로머라제는 존재하며, 그 발견은 2009년 노벨상을 수상했습니다. 그리고 텔로머라아제가 없는 분열하는 세포에서 염색체가 짧아지는 현상도 의심의 여지가 없습니다(텔로미어 이론 Alexei Olovnikov의 저자가 지적한 약간 다른 이유 때문이지만). 그러나 노화를 이 현상으로 줄이는 것은 교향곡의 가장 복잡한 악보를 드럼 비트의 음으로 대체하는 것과 같습니다. 2003 년 A. Olovnikov가 그의 이론을 공개적으로 버리고 소위 redumeric 이론으로 대체 한 것은 우연이 아닙니다 (또한 논쟁의 여지가 없음). 그러나 지금까지 생물학 과정의 의과 대학에서도 그들은 과학적 사고의 최신 성과로 텔로미어 이론을 제시합니다. 물론 이것은 터무니없는 일입니다.

또 다른 예는 사망률 통계입니다. 이 통계의 주요 공식은 1825년에 제안된 Gompertz 방정식 또는 수정 항이 있는 Gompertz-Makem 방정식(1860)입니다. 이 방정식에는 각각 2개와 3개의 계수가 있으며 계수의 값은 인구에 따라 크게 다릅니다. 따라서 각 방정식의 계수의 변화는 서로 상관 관계가 있음이 밝혀졌습니다. 글로벌하고 세계적인 패턴이 공식화되는 것을 기반으로합니다. 소위 Strehler-Mildvan 상관 관계와이 포스트에서 그것을 대체 한 사망률의 보상 효과는 Gavrilov 배우자의 가설입니다.

나는 조건부 인구를 위한 작은 모델을 만들었고 그 도움으로 이러한 모든 패턴이 인공물일 가능성이 가장 높음을 확인했습니다. 사실 하나의 계수를 결정할 때 약간의 오류가 발생하면 다른 계수의 실제 값에서 급격한 편차가 발생합니다. 그리고 이것은 (반대수 좌표에서) 생물학적으로 중요한 상관관계로 인식되고 사려 깊은 결론을 위한 메시지 역할을 합니다.

- 아티팩트에 대한 당신의 생각이 맞습니까?

당연히 아니지! 그러한 예가 많이 있지만 과학자들이 어떤 것을 절대적으로 확신하는 것은 일반적으로 해 롭습니다. 그러나 나는 그 반대를 테스트하기 위해 최선을 다했습니다. 상관 관계는 인공물이 아닙니다. 그리고 나는 이것을 확인할 수 없었습니다. 따라서 당분간 개인적이고 매우 겸손한 규모의 분석을 기반으로 이러한 상관 관계가 여전히 인위적이라고 믿을 더 많은 이유가 있습니다. 생물학적 패턴이 아니라 방법 오류를 반영합니다.

그리고 자연에 엄청난 수의 영원한 유기체가 있고 그 목록이 매년 증가하고 있다는 진술을 어떻게 평가합니까?

아아, 불멸의 세포와 불멸의 유기체가 있다는 대중적인 이론은 충분한 증거가 부족합니다. 실제로 매년 "늙지 않는"동물의 범위가 엄청나게 확장되고 있습니다. 처음에는 거의 단세포에 불과했지만 더 낮은 다세포 유기체 (히드라, 연체 동물, 성게 등)가 추가되었습니다. 그리고 이제 물고기, 파충류, 새들 사이에서도 개별적인 영원한 종을 "발견"하는 핫 헤드가 나타났습니다. 그래서 그것은 갈 것입니다-그들은 곧 포유류에 도달하고 예를 들어 코끼리도 늙지 않고 단순히 과체중 때문에 죽는다는 것을 확립 할 것입니다!

-영원한 동물이 없다고 확신합니까?

나는 그러한 동물이 없다고 확신하지 못하지만(비록 나는 이것에 관심이 있지만), 노화의 부재가 절대적으로 확실하게 입증된 단일 종의 동물도 없다는 것을 확신합니다. 인간 세포(세포 및 동물계의 다른 대표자뿐만 아니라)와 관련하여 확실성의 정도는 아마도 훨씬 더 높을 것입니다. 줄기 세포는 부정할 수 없이 늙지 않는 것으로 간주되었으며, 현재 그 반대를 증명하는 실험적 작업이 있습니다.

그러한 확신의 근거는 무엇입니까? 관련 실험을 직접 수행했습니까?

일반적으로 말해서, 아주 오래 전인 1977-1980년에 저는 쥐 실험에서 노화 문제에 접근하려고 했습니다. 그러나 신뢰할만한 결과는 아니지만 (초기 가정을 확인하는 것처럼 보이지만) 실험하지 않고 분석하는 것이 더 낫다고 확신했습니다. 그리고 여기에이 분석의 결과 중 하나 인 "Anerem"의 개념 또는 ameiotic 노화 이론이 있습니다. 여기에는 6개의 논문(원하는 경우 가정)이 포함되며, 그 중 하나(첫 번째)는 순전히 내 작업이고 나머지는 이미 문헌에서 사용할 수 있는 아이디어를 기반으로 공식화되었습니다. 물론 이러한 모든 논문이 전체적으로 상당히 명확한 그림을 형성하는 것이 중요합니다.

따라서 다세포 유기체의 비노화 세포와 비노화 유기체(단세포 유기체부터 시작) 모두의 존재 가능성을 배제하는 것은 순응적 개념입니다. 물론 동시에 나는 개념의 모든 테제들이 여전히 가설이라는 것을 알고 있다. 그러나 그들은 다른 견해보다 훨씬 더 정당한 것 같습니다.

그래서 당신의 개념은 상대적으로 말해서 특정 가정의 진실을 평가할 수 있는 테스터와 같습니다. 이 경우 자세한 내용을 알려주십시오.

최대한 접근할 수 있도록 노력하겠습니다. 개념의 바로 그 이름("Anerem")은 autocatalysis, instability, reparation, meiosis라는 단어의 약어입니다. 논문 1. 엥겔스에 따른 생명의 정의가 이전에 매우 잘 알려져 있었다는 것을 기억하십니까? "생명은 단백질체의 존재 방식입니다." 나는 이 정의를 수정하고 내 자신의 정의를 제시하여 첫 번째 논문을 구성했습니다. 이는 생명의 출현과 그에 따른 진화의 원동력이 끝없는 자기 복제를 위한 핵산의 불굴의 욕망임을 의미한다. 본질적으로 모든 유기체는 진화가 개선된 생체 기계이며, 포함된 게놈을 효과적으로 보존하고 증식하도록 설계되었으며, 이후 환경에서 복사본을 효율적으로 배포합니다.

- 바이오머신 같은 느낌이라 이례적…

아무것도, 감각은 지나갈 것이지만 기능은 남을 것입니다. 논문 2: "게놈 불안정성은 노화의 핵심 요소입니다." 이것이 서양과 심지어 여기에서도 대부분의 건전한 과학자들이 노화를 이해하는 방식입니다. 사실 핵산은 모든 놀라운 능력으로 자유 라디칼, 활성 산소 종 등과 같은 많은 요인의 손상을 받습니다. 그리고 진화가 많은 보호 시스템(예: 항산화 시스템)을 만들었지만 DNA 가닥에는 수많은 손상이 끊임없이 발생합니다. 이를 감지하고 수정하기 위해 DNA 복구 (복원)라는 또 다른 보호 시스템이 있습니다. 다음 논문, 세 번째 논문은 "나이가 없는" 모든 것을 걸러내는 필터입니다. 즉, 이러한 세포의 복구 시스템은 발생하는 모든 DNA 결함을 100% 수정하지 못합니다. 그리고 이것은 노화의 보편적인 특성을 의미합니다.

- 하지만 모든 것과 모든 것이 노화된다면 지구에서 생명은 어떻게 유지될까요?

맞다, 내가 이 문제에 관심을 갖게 된 것은 1977년이다. 그리고 나는 표면에 누워 있지만 나에게 보이는 것처럼 답을 찾았습니다. 그리고 25 년 후인 2002 년에 제 오래된 책을 살펴보면서이 가설이 전혀 내 것이 아니라는 것을 깨달았지만 1 년 전에 M. M. Vilenchik의 책에서 읽었습니다. 안전하게 잊고 기억했지만 인식했습니다. 당신의 것으로. 이것이 기억의 단점입니다. 그러나 결국 중요한 것은 발견자의 야망이 아니라 문제의 본질이다.

본질은 네 번째 논문에 의해 공식화됩니다. "효과적인 수리는 염색체의 접합 (융합)을 사용하여 감수 분열 (또는 단순화 된 버전-endomixis)에서만 달성 할 수 있습니다." 감수 분열이란 무엇입니까? 모두가 학교에서 가르치는 것 같았지만 불행히도 때때로 우리 의대생도 이것을 모릅니다. 나는 당신에게 상기시킵니다 : 감수 분열은 정자와 난자라는 생식 세포 형성의 마지막 두 부분입니다. 그건 그렇고, 한 가지 비밀을 말씀드리겠습니다. 여성은 알을 낳지 않습니다. 그들에서 두 번째 감수 분열 (난 모세포 II 단계-여성 생식 세포의 발달)은 정자의 도움 없이는 독립적으로 발생할 수 없습니다. 세포가 어딘가에서 중심소체(분열에 관여하는 세포의 몸체)를 "잃어버렸"기 때문입니다. 그들은 단지 거기에 있었고(이전 분열 동안), 이제 그들은 어딘가로 떠났습니다. 그리고 난모세포 II의 수정은 정자가 중심소체를 가져와 상황을 살리기 위해 절대적으로 필요합니다. 나는 이것을 전형적인 "여성적인 것"이라고 생각합니다. 따라서 감수 분열의 두 번째 분열이 결국 발생하지만 그 결과 세포는 더 이상 난자가 아니라 접합자입니다.

우리는 "여성적인 것"에 매료되었고 감수 분열에서 완전한 DNA 복구가 어떻게 이루어지는지 명확히 하지 않았습니다.

감수 분열의 첫 번째 분열은 매우 긴 의향이 선행됩니다. 남성 gametogenesis에서는 한 달 동안 지속되고 여성에서는 최대 수십 년 동안 지속됩니다! 이때 상동염색체는 서로 접근하여 거의 모든 의향(prophase) 동안 이 상태를 유지한다.

동시에 DNA 가닥을 자르고 꿰매는 효소가 급격히 활성화됩니다. 이것은 종의 유전 적 다양성을 증가시키는 자체 섹션과 염색체의 교환 인 교차에만 필요하다고 믿었습니다. 사실, "아버지"와 "어머니" 유전자는 서로 다른 염색체에 걸쳐 상동(구조적으로 유사한) 염색체의 각 쌍에 여전히 분포되어 있으며, 교차 후에는 혼합된 것으로 밝혀졌습니다.

그러나 M. M. Vilenchik과 그 이후 나는 교차 효소가 손상된 부분을 잘라낼 때 DNA 가닥을 끊고 꿰매는 데 필요한 DNA 복구 효소와 매우 유사하다는 사실에 주목했습니다. 즉, DNA 초수선은 아마도 교차와 동시에 일어날 것입니다. 감수 분열 동안 유전자의 주요 "복구"의 다른 메커니즘을 상상하는 것이 가능합니다. 이 경우 어떤 식 으로든 세포의 급진적 (보다 정확하게는 완전한) "회춘"이 발생하여 성숙한 생식 세포가 처음부터 시간을 계산하기 시작합니다. 문제가 해결되지 않으면 자체 DNA 상태에 대한 자체 모니터링 센서가 세포에서 트리거되고 세포 사멸 과정이 시작됩니다.
세포 살해.

- 그렇다면 자연에서 회춘은 성숙하는 생식세포에서만 일어나는 건가요?

맞습니다. 그러나 이것은 아아, 모든 개인의 불가피한 사망률을 배경으로 종의 불멸을 보장하기에 충분합니다. 결국, 성세포 - 그리고 그들 만! - 새로운 생명이 태어나는 부모 유기체의 유일한 물질 기질 - 자손의 생명.

그리고 이 메커니즘이 생식 세포에만 관련된다는 사실은 모든 i에 점을 찍는 개념의 나머지 두 논문에서 논의됩니다. 다섯 번째 논문: "감수분열은 다음 세대에 대해서만 게놈 상태를 개선합니다(단순한 유기체에서는 한 번에 여러 세대, 다른 모든 경우에는 한 세대만)." 여섯 번째 논제: "따라서 개인(종)의 노화의 필연성과 종 전체의 상대적인 불멸성을 따른다."

- 감수 분열은 모든 동물 종에 존재합니까?

"Anerem"의 개념에 따르면 모든 종류의 동물에 있어야합니다. 실제로 그 개념은 노화뿐만 아니라 감수분열의 보편성에서 비롯된다. 나는 문헌에서 이 문제를 주의 깊게 조사했습니다. 물론 충분히 발달 된 동물 (물고기와 "위")에는 감수 분열의 존재를 의미하는 성적인 번식 방법 만 있습니다. 또한 혼합 유형의 번식이 일반적인 거대한 부문과 동식물이 있습니다. 이것은 그들이 다소 연장된 무성 생식 행위(예: 유사분열 분열, 포자 형성, 발아, 분열 등)와 유성 또는 준성 생식의 단일 행위 사이를 번갈아 가며 수행한다는 것을 의미합니다. 준성 과정(소위 endomixis)의 본질적인 특징은 부계와 모계 세트의 구조적으로 동일한 염색체가 여기에 합류한다는 것입니다(상동 염색체의 접합).

따라서 혼합 번식을 통해 여러 세대의 유기체가 마치 점진적으로 노화되는 것처럼 살며(복잡한 동물에서 유사분열 세포가 늙어가는 것과 유사함) 성적 과정은 개별 유기체를 "제로" 나이로 되돌리고
몇 세대 더 편안한 삶을 제공합니다. 그리고 마지막으로, 많은 단순한 동물들이 무성생식으로만 번식한다고 믿어집니다. 그러나 그들과 관련하여 나는 여전히 약간의 의심이 있습니다. 긴 일련의 무성 생식에서이 유기체가 감수 분열이나 내배엽 (자가 수정)과 유사한 것을 보았습니까?

당신이 개발하고 있는 개념은 인간의 수명을 연장하려는 모든 꿈에 종지부를 찍는 것으로 밝혀졌습니다. 결국 평범한 (비 성) 세포는 늙고 늙을 운명입니까?

아니, 난 포기하지 않아. 첫째, 우리에게 훨씬 더 중요한 것은 노화의 사실이 아니라 이 과정의 속도이기 때문입니다. 그리고 노화 속도에 영향을 미치는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그들 중 일부는 알려져 있고 일부(Skulachev 이온과 같은)는 연구 중이며 일부는 나중에 발견될 것입니다.

둘째, 시간이 지남에 따라 체세포, 예를 들어 줄기 세포와 비분할 세포에서 일부 감수 분열 과정을 시작할 수 있습니다. 나는 게놈의 상태를 복원하는 과정을 의미합니다. 이것은 분명히 상동 염색체의 접합, 교차 또는 더 미묘하고 아직 알려지지 않은 것입니다. 원칙적으로 불가능할 이유가 없습니다. 생식 세포 라인에서 감수 분열은 일반적으로 다른 많은 세포와 동일한 구조의 세포에 들어갑니다. 또한 염색체 접합 후에도 해당 유전자의 활성은 후자에서 보존됩니다. 그러나 이 프로젝트를 실행하기 위해서는 먼저 감수분열의 다양한 측면을 담당하는 유전자를 완전히 파악하고 의도적으로 영향을 미칠 수 있는 방법을 확립해야 합니다. 물론 이것은 매우 환상적인 프로젝트입니다. 그러나 오늘날 우리가 가진 것 중 많은 것이 어제 환상적으로 보이지 않았습니까?!