Мейоз: стадии, поведение хромосом, наборы n и c

Осенью 1902 года 25-летний американский аспирант Уолтер Саттон рассматривал под микроскопом клетки семенника кузнечика Brachystola magna. У этого крупного кузнечика хромосомы большие и хорошо различимы по размеру. Саттон заметил, что хромосомы в клетках, готовящихся стать сперматозоидами, всегда лежат парами: две крупные, две поменьше, две совсем маленькие. А при делении из каждой пары в дочернюю клетку попадает только одна хромосома. Он сразу понял, что это значит: так же ведут себя «наследственные задатки» Менделя — из каждой пары в гамету попадает один. В статье «Хромосомы в наследственности», вышедшей в 1903 году [1], Саттон предположил, что гены находятся в хромосомах, а законы Менделя объясняются поведением хромосом при этом делении. Одновременно к той же мысли пришёл немецкий биолог Теодор Бовери. Деление, которое увидел Саттон, — мейоз.

Это четвёртая статья серии о размножении и индивидуальном развитии организмов (начало — «Одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы»). В ней по шагам разобран мейоз: его стадии, поведение хромосом, изменение набора хромосом и ДНК, отличия от митоза и ошибки мейоза. О том, как устроен кроссинговер и в чём биологический смысл мейоза, рассказывает статья «Кроссинговер, смысл мейоза и жизненные циклы».

• 1. Что такое мейоз
• 2. Как открывали мейоз
• 3. Хромосома, хроматида, гомолог, бивалент
• 4. Как считать хромосомы и ДНК
• 5. Подготовка: интерфаза перед мейозом
• 6. Профаза I — самая сложная фаза
• 7. Метафаза I, анафаза I, телофаза I
• 8. Мейоз II
• 9. Мейоз шаг за шагом: клетка с 2n = 4
• 10. Мейоз и митоз
• 11. Когда мейоз ошибается
• 12. Мейоз и медицина
• 13. Половые хромосомы в мейозе
• 14. Мейоз у разных организмов
• 15. Как увидеть мейоз
• 16. Итог: что важно знать
• 17. Частые ошибки
• 18. Интересные факты
• 19. Частые вопросы
• 20. ЕГЭ
• 21. Для олимпиад
• 22. Задания с разбором
• Литература

1. Что такое мейоз

Мейоз — особый способ деления ядра, при котором из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные клетки. Он состоит из двух последовательных делений — мейоза I и мейоза II — при единственной репликации ДНК, которая происходит заранее, в интерфазе перед мейозом. Название дал в 1905 году английский ботаник Джон Фармер вместе с зоологом Джоном Муром [2]: от греческого «мейосис» — «уменьшение». Сначала они писали его как «майозис», и лишь позже утвердилось написание «мейоз».

Мейоз происходит не во всех клетках, а только в особых.

• У животных — в половых железах при образовании гамет: в семенниках при образовании сперматозоидов, в яичниках при образовании яйцеклеток.
• У растений — в спорангиях при образовании спор: в пыльниках цветка (из них развиваются пыльцевые зёрна), в семязачатках, в коробочках мхов, в спорангиях папоротников.
• У грибов и многих водорослей — часто сразу после образования зиготы.

Каждое деление мейоза включает те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Поэтому фазы обозначают номером деления: профаза I, метафаза II и так далее. Мейоз I называют редукционным: в нём число хромосом уменьшается вдвое, потому что к полюсам расходятся гомологичные хромосомы. Мейоз II называют эквационным, или уравнительным: по механизму он похож на митоз, и в нём расходятся сестринские хроматиды. Между делениями находится короткий промежуток — интеркинез, в котором репликации ДНК нет.

2. Как открывали мейоз

Мейоз открывали почти тридцать лет, и каждый шаг был связан с выбором удачного объекта.

Мейоз долго оставался загадкой ещё и потому, что его трудно поймать: он идёт лишь в немногих клетках и в определённое время. Выручили объекты, у которых мейоз идёт во множестве клеток одновременно, — семенники насекомых, пыльники лилий и кукурузы. До сих пор именно на них ставят многие опыты по изучению мейоза.

3. Хромосома, хроматида, гомолог, бивалент

Большинство ошибок в задачах на мейоз возникает из-за путаницы в словах. Разберём их на примере одной пары хромосом.

Простое правило: считайте центромеры, чтобы узнать число хромосом, и хроматиды, чтобы узнать число молекул ДНК. В двухроматидной хромосоме одна центромера и две молекулы ДНК; в биваленте две центромеры и четыре молекулы ДНК.

4. Как считать хромосомы и ДНК

Прежде чем разбирать фазы, нужно договориться об обозначениях, без которых не решить ни одной задачи на мейоз.

• n — число хромосом в гаплоидном наборе, то есть число разных хромосом. У человека n = 23. Диплоидный набор — 2n = 46.
• c — количество ДНК в гаплоидном наборе однохроматидных хромосом. Если хромосома состоит из двух хроматид, в ней две молекулы ДНК.

Число хромосом равно числу центромер: двухроматидная хромосома — это одна хромосома, хотя в ней две молекулы ДНК. Поэтому после репликации число хромосом не меняется (2n), а количество ДНК удваивается (2c → 4c).

В таблице — клетка с 2n = 4. Чтобы получить числа для любого другого организма, достаточно подставить его n. Например, для человека (n = 23) в метафазе I будет 46 хромосом и 92 молекулы ДНК, а в каждой клетке после мейоза I — 23 хромосомы и 46 молекул ДНК.

5. Подготовка: интерфаза перед мейозом

Перед мейозом клетка проходит интерфазу, как и перед митозом. В синтетическом периоде каждая молекула ДНК удваивается, и каждая хромосома начинает состоять из двух одинаковых сестринских хроматид, соединённых в области центромеры. Сестринские хроматиды скреплены по всей длине белковыми кольцами — когезинами. В мейоз клетка вступает с набором 2n4c. Важно: это единственная репликация на оба деления мейоза. Именно поэтому из одной клетки с 4c получаются четыре клетки по c.

Решение «вступить в мейоз», а не в очередной митоз, клетка принимает под действием внешних сигналов. У млекопитающих один из таких сигналов — ретиноевая кислота, производное витамина A: она включает в клетках-предшественницах гаметы особый ген, необходимый для перехода к мейозу. У дрожжей сигнал — голодание, у многих растений — переход к цветению.

Сколько клеток вступает в мейоз

У мужчин мейоз идёт непрерывно с полового созревания до глубокой старости: в мейоз вступают всё новые клетки-предшественники, которые постоянно размножаются митозом. У женщин всё иначе. У плода на 20-й неделе развития в яичниках около 7 миллионов клеток-предшественниц яйцеклеток. Они вступают в мейоз и останавливаются в профазе I, но большинство из них погибает: к рождению их остаётся 1–2 миллиона, к половому созреванию — около 300–400 тысяч. А овулирует за всю жизнь около 400. Подробно — в статье «Гаметогенез».

6. Профаза I — самая сложная фаза

Профаза I — самая длинная и самая сложная фаза мейоза. У мужчины она длится больше двух недель, а у женщины может продолжаться десятилетиями, о чём ниже. Главное событие профазы I — конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. Под световым микроскопом в профазе I различают пять подстадий по степени спирализации хромосом и состоянию их пар.

Как гомологи находят друг друга

Это одна из самых удивительных загадок мейоза. В ядре человека 46 хромосом, и каждой нужно найти свою единственную пару среди 45 других. По-видимому, решающую роль играют разрывы ДНК, которые клетка сама вносит в лептотене с помощью особого фермента. Оборванный конец ДНК «ищет» похожую последовательность в других хромосомах, и так гомологи узнают друг друга по совпадению нуклеотидной последовательности. Помогает и движение: концы хромосом прикреплены к ядерной оболочке и «тянутся» белками цитоскелета, отчего хромосомы перемещаются и чаще встречаются с партнёрами. У многих организмов концы хромосом в этот момент собираются на одном участке ядерной оболочки, образуя фигуру, похожую на букет, — так эту стадию и называют, «стадией букета».

Синаптонемный комплекс

В 1956 году американский цитолог Монтроз Мозес рассматривал в электронный микроскоп сперматоциты речного рака и увидел между конъюгирующими хромосомами необычную структуру — трёхслойную белковую «застёжку-молнию» [4]. Её назвали синаптонемным комплексом. Две боковые белковые оси идут вдоль каждого гомолога, а между ними, как зубцы молнии, натянуты поперечные белковые нити, соединяющие оси на расстоянии около 0,1 мкм. Синаптонемный комплекс удерживает гомологи точно напротив друг друга, пока идёт кроссинговер. У мутантов без белков этого комплекса кроссинговер почти не происходит, а хромосомы расходятся беспорядочно.

Бивалент

Пара конъюгировавших гомологов образует бивалент. Его иногда называют тетрадой, потому что он состоит из четырёх хроматид: две принадлежат материнской хромосоме, две — отцовской. Число бивалентов равно числу пар хромосом: у человека в профазе I 23 бивалента. Набор клетки в профазе I — 2n4c: хромосом по-прежнему 46, но каждая двухроматидная.

Хиазмы

В пахитене между несестринскими хроматидами гомологов происходит кроссинговер — обмен участками. В диплотене, когда гомологи начинают расходиться, видны места, где хроматиды перекрещиваются, — хиазмы. Они важны не только для разнообразия: хиазмы удерживают гомологи вместе до анафазы I, и это необходимо для правильного расхождения. В каждом биваленте обычно хотя бы одна хиазма, в длинных — две-три. Бивалент без хиазм часто расходится неправильно. Подробно о механизме кроссинговера — в статье «Кроссинговер, смысл мейоза и жизненные циклы».

Остановка ооцитов

В оогенезе у женщин мейоз прерывается в диплотене профазы I ещё до рождения девочки. Все ооциты, которые будут у неё в течение жизни, к моменту рождения уже вошли в мейоз и «заморожены» на этой стадии. Мейоз возобновляется только в одном-двух ооцитах перед каждой овуляцией, то есть через 12–50 лет. Всё это время гомологи удерживаются вместе хиазмами и когезинами. С возрастом когезины постепенно разрушаются, хиазмы ослабевают, и ошибки расхождения хромосом становятся чаще. Это главная причина того, что риск рождения ребёнка с синдромом Дауна растёт с возрастом матери [5]. Подробно об образовании половых клеток — в статье «Гаметогенез».

7. Метафаза I, анафаза I, телофаза I

Метафаза I

В метафазе I биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. Здесь главное отличие от митоза. В митозе нити веретена от противоположных полюсов прикрепляются к двум сестринским хроматидам одной хромосомы. В метафазе I кинетохоры обеих сестринских хроматид одной хромосомы «работают как один» и прикрепляются к нитям, идущим от одного полюса, а её гомолог в биваленте — к нитям от противоположного полюса. Поэтому каждая хромосома бивалента «смотрит» на свой полюс. Набор по-прежнему 2n4c.

Как биваленты ориентируются — какая хромосома пары, материнская или отцовская, будет смотреть на верхний полюс, — решает случай, и ориентация каждого бивалента не зависит от остальных. Это и есть основа независимого расхождения хромосом и третьего закона Менделя.

Анафаза I

В анафазе I центромеры не разделяются: к полюсам расходятся целые двухроматидные хромосомы гомологичных пар. Чтобы это произошло, когезины, скрепляющие хроматиды, должны быть разрезаны вдоль плеч — тогда разойдутся хиазмы, — но сохраниться у центромер, иначе разойдутся и сестринские хроматиды. Как клетка разрезает когезины «выборочно»? В 2004 году японские биологи под руководством Ёсинори Ватанабэ нашли белок, который защищает когезины у центромер от фермента-«ножниц» в анафазе I [6]. Его назвали шугошин — по-японски «дух-хранитель». В мейозе II шугошин уходит, центромерные когезины разрезаются, и сестринские хроматиды расходятся.

У каждого полюса собирается по одной хромосоме из каждой пары — n двухроматидных хромосом, то есть n2c. Во всей клетке, пока она не разделилась, — 2n4c.

Контроль натяжения

Как клетка «проверяет», что каждый бивалент прикреплён правильно — одной хромосомой к одному полюсу, другой к противоположному? Секрет в натяжении. Если гомологи прикреплены к разным полюсам, нити веретена тянут их в разные стороны, а хиазмы удерживают вместе — бивалент натянут, как канат. Если обе хромосомы прикреплены к одному полюсу, натяжения нет, и особые белки кинетохора отсоединяют неправильные нити, давая клетке ещё одну попытку. Пока хотя бы один бивалент не натянут, контрольная точка веретена не пропускает клетку в анафазу (подробнее о ней — в статье «Регуляция клеточного цикла»). Поэтому хиазмы так важны: без них нет и натяжения.

Веретено в яйцеклетке

У большинства клеток человека веретено строится от двух центросом — полюсов, где сидят центриоли. В ооцитах человека центриолей нет, и веретено собирается само вокруг хромосом. В 2015 году британские исследователи под руководством Мелины Шу сняли под микроскопом живые ооциты человека и увидели, что сборка веретена в них идёт необычно медленно — около 16 часов — и часто с ошибками: веретено долго остаётся неустойчивым, у него появляются лишние полюса [7]. Это ещё одна причина, почему мейоз в яйцеклетках человека так часто ошибается.

Телофаза I и интеркинез

В телофазе I вокруг групп хромосом у полюсов у многих организмов формируются ядерные оболочки, затем делится цитоплазма. Каждая из двух дочерних клеток получила по одной хромосоме из каждой пары гомологов, поэтому она гаплоидна (n), но хромосомы остаются двухроматидными, и количество ДНК — 2c. Формула после мейоза I — n2c.

Затем следует интеркинез — короткий промежуток между делениями. Важнейшая его особенность: репликации ДНК в нём нет. Хромосомы входят в мейоз II уже двухроматидными, и удваивать их не нужно. У некоторых организмов, например у многих растений, интеркинеза почти нет, и клетка сразу переходит ко второму делению.

8. Мейоз II

Мейоз II по механизму похож на митоз гаплоидной клетки. Он происходит одновременно в обеих клетках, образовавшихся после мейоза I.

• Профаза II (n2c). Ядерная оболочка, если она восстанавливалась, вновь распадается, формируется веретено деления. Конъюгации и кроссинговера нет — гомологов в клетке уже нет.
• Метафаза II (n2c). Двухроматидные хромосомы выстраиваются по экватору; нити веретена от разных полюсов прикрепляются к кинетохорам сестринских хроматид, как в митозе.
• Анафаза II (2n2c во всей клетке). Центромеры разделяются, и сестринские хроматиды, ставшие самостоятельными однохроматидными хромосомами, расходятся к полюсам. Число хромосом в клетке временно удваивается.
• Телофаза II (nc в каждой клетке). Формируются ядерные оболочки, хромосомы деспирализуются, цитоплазма делится.

Итог мейоза — из одной диплоидной клетки четыре гаплоидные, каждая с набором nc. Все четыре различаются по сочетанию хромосом и аллелей: в анафазе I гомологи разошлись случайным образом, а кроссинговер сделал сестринские хроматиды неодинаковыми. При образовании сперматозоидов все четыре клетки становятся гаметами. При образовании яйцеклеток деления цитоплазмы неравные: развивается одна крупная яйцеклетка и три мелких полярных тельца, которые погибают.

9. Мейоз шаг за шагом: клетка с 2n = 4

Проследим за конкретной клеткой с двумя парами хромосом: длинной парой (материнская хромосома Д_м и отцовская Д_о) и короткой парой (К_м и К_о). Пусть в длинной паре есть ген A (у матери аллель A, у отца a), а в короткой — ген B (B и b). Клетка — гетерозигота AaBb.

1. G₁: четыре однохроматидные хромосомы — Д_м(A), Д_о(a), К_м(B), К_о(b); 2n2c.
2. S-период: каждая хромосома удваивается; Д_м теперь состоит из двух хроматид, обе с аллелем A, и так далее; 2n4c.
3. Профаза I: Д_м конъюгирует с Д_о, К_м — с К_о; два бивалента. Пусть в длинном биваленте произошёл кроссинговер между центромерой и геном A: теперь у Д_м одна хроматида с A, другая с a; у Д_о — так же.
4. Метафаза I: оба бивалента на экваторе. Вариант 1: Д_м и К_м смотрят на верхний полюс. Вариант 2: Д_м и К_о. Оба варианта равновероятны.
5. Анафаза I: пусть реализовался вариант 1. К верхнему полюсу идут Д_м и К_м, к нижнему — Д_о и К_о. В каждой клетке после мейоза I — две двухроматидные хромосомы, n2c.
6. Анафаза II: в верхней клетке расходятся хроматиды Д_м (одна с A, другая с a — из-за кроссинговера) и хроматиды К_м (обе с B). В нижней — хроматиды Д_о (a и A) и К_о (обе с b).
7. Итог: четыре клетки — AB, aB, ab, Ab. Без кроссинговера при варианте 1 получилось бы только AB, AB, ab, ab, а при варианте 2 — Ab, Ab, aB, aB.

Этот пример показывает сразу два источника разнообразия: независимую ориентацию бивалентов в метафазе I и кроссинговер. В целом у дигетерозиготы AaBb (гены в разных хромосомах) образуются четыре типа гамет в равных долях — AB, Ab, aB, ab, — что и лежит в основе третьего закона Менделя.

Мейоз и законы Менделя

Мендель открыл свои законы в 1865 году, ничего не зная о хромосомах; его работу заново открыли только в 1900 году. Через сорок лет мейоз дал им клеточное объяснение — это и была догадка Саттона и Бовери, ставшая основой хромосомной теории наследственности.

10. Мейоз и митоз

Удобно запомнить так: мейоз I — «необычное» деление, разделяющее гомологи; мейоз II — «обычное», почти как митоз, разделяющее хроматиды. Подробно о митозе — в статье «Митоз».

Как мейоз мог произойти от митоза

Сравнение показывает, что мейоз — это «переделанный» митоз. Чтобы из митоза получился мейоз, понадобилось всего несколько изменений: гомологи должны находить друг друга и соединяться хиазмами; кинетохоры сестринских хроматид в первом делении должны прикрепляться к одному полюсу; когезины у центромер должны сохраняться до второго деления; между делениями не должно быть репликации. Все белки, которые для этого нужны, — ферменты разрывов и обмена ДНК, белки синаптонемного комплекса, шугошин — родственны белкам, работающим при митозе и репарации ДНК. Поэтому многие учёные считают, что мейоз возник из митоза и репарации очень давно, у общего предка всех эукариот, — об этом рассказано в статье «Половое размножение и половой процесс».

Как отличить на рисунке

• Метафаза митоза — на экваторе стоят отдельные двухроматидные хромосомы, по одной в ряд.
• Метафаза I мейоза — на экваторе стоят пары хромосом (биваленты), одна хромосома пары по одну сторону экватора, другая — по другую.
• Метафаза II мейоза — на экваторе отдельные двухроматидные хромосомы, но их вдвое меньше, чем в соматической клетке, и они все разные (нет пар одинаковых по форме).
• Анафаза митоза и анафаза II — к полюсам идут однохроматидные хромосомы (палочки); в анафазе II у каждого полюса их n, в анафазе митоза — 2n.
• Анафаза I — к полюсам идут двухроматидные хромосомы (Х-образные).

11. Когда мейоз ошибается

Правильное расхождение гомологов в анафазе I и хроматид в анафазе II обеспечивает образование гамет с гаплоидным набором. Если пара гомологов в анафазе I или сестринские хроматиды в анафазе II не расходятся, возникает нерасхождение хромосом.

При слиянии гаметы n + 1 с нормальной гаметой получается зигота 2n + 1 — с трисомией по одной хромосоме; при слиянии гаметы n − 1 с нормальной — зигота 2n − 1, моносомия. У человека большинство таких зигот погибает на ранних стадиях: ошибки мейоза — главная причина выкидышей в первые недели беременности. Совместимы с жизнью лишь немногие.

Человек в этом смысле — рекордсмен. По оценкам, от 10 до 30 % оплодотворённых яйцеклеток человека имеют неправильное число хромосом, тогда как у мышей — около 1–2 %, а у дрозофил ещё меньше [5]. Подавляющее большинство ошибок возникает в мейозе I при образовании яйцеклеток, и их доля резко растёт с возрастом матери: у женщин 20–30 лет неправильный набор хромосом имеет примерно каждая десятая яйцеклетка, а после 40 лет — больше половины [8]. Главная причина, как уже говорилось, — многолетняя остановка ооцитов в профазе I и постепенное ослабление связей между гомологами. Подробно о синдроме Дауна и других хромосомных болезнях — в статье «Кариотип и хромосомный набор».

Ошибки у гибридов и полиплоидов

Мейоз требует, чтобы каждая хромосома нашла себе пару. У гибридов разных видов хромосомы родителей часто не похожи друг на друга и не конъюгируют, поэтому мейоз нарушается, и гибриды бесплодны — как мул. У триплоидов (3n) хромосом каждого типа три, и они не могут поровну разойтись к двум полюсам: гаметы получают случайное число хромосом и почти всегда нежизнеспособны. Поэтому бесплодны триплоидные бананы и арбузы без семян. А у тетраплоидов (4n) четыре гомолога каждого типа могут образовать две пары и разойтись поровну, поэтому тетраплоиды часто плодовиты; многие культурные растения — пшеница, картофель, хлопчатник — полиплоиды.

12. Мейоз и медицина

Знание мейоза имеет прямое практическое значение для медицины репродукции.

• Пренатальная диагностика. Поскольку риск нерасхождения растёт с возрастом матери, беременным предлагают скрининговые исследования. Сейчас по фрагментам ДНК плода, циркулирующим в крови матери, можно с высокой точностью определить трисомии 21, 18 и 13 уже на 10-й неделе беременности.
• Экстракорпоральное оплодотворение. При ЭКО у зародышей на ранних стадиях можно взять несколько клеток и проверить набор хромосом, чтобы перенести в матку зародыш с нормальным кариотипом. Иногда исследуют даже полярные тельца яйцеклетки: по ним судят, какие хромосомы остались в самой яйцеклетке.
• Мужское бесплодие. Мутации генов, кодирующих белки синаптонемного комплекса или ферменты кроссинговера, нарушают мейоз в сперматоцитах: клетки останавливаются в профазе I и погибают, и сперматозоиды не образуются. Такие мутации находят у части мужчин с бесплодием неясной причины.
• Сохранение фертильности. Перед химиотерапией, повреждающей делящиеся клетки, у пациентов замораживают сперму, яйцеклетки или кусочки ткани яичника, чтобы в будущем можно было иметь детей.

Ошибки мейоза — частая причина того, что беременность не наступает или прерывается на ранних сроках. Около половины ранних выкидышей связаны с неправильным набором хромосом у зародыша, и большинство таких нарушений возникает именно в мейозе.

13. Половые хромосомы в мейозе

У женщины две X-хромосомы конъюгируют по всей длине, как обычные гомологи. А у мужчины X и Y сильно различаются по размеру и набору генов. Как они находят друг друга? На концах обеих хромосом есть небольшие совпадающие участки — псевдоаутосомные области. Только ими X и Y конъюгируют, и в одной из них обязательно происходит кроссинговер, создающий хиазму. Эта единственная хиазма удерживает X и Y вместе до анафазы I. Если кроссинговера в псевдоаутосомной области нет, X и Y часто расходятся неправильно, и образуются сперматозоиды XY или без половой хромосомы. Так возникает часть случаев синдрома Клайнфельтера (XXY) и синдрома Тёрнера (X).

Кроме того, в сперматоцитах X и Y на время мейоза «упаковываются» в плотное образование — половой пузырёк, и большинство их генов выключается. Если этого не происходит, клетка погибает. Похожее выключение неспаренных участков хромосом есть у многих животных — это способ «замолчать» ДНК, которая не нашла себе пары.

«Нечестные» хромосомы

По законам Менделя гетерозигота Aa образует гаметы A и a поровну. Но иногда это правило нарушается: некоторые варианты хромосом «жульничают» и попадают в гаметы чаще, чем в половине случаев. Это явление называют мейотическим драйвом [9]. У домовых мышей есть участок 17-й хромосомы, так называемый t-гаплотип: самцы-гетерозиготы передают его более чем 90 % потомков, потому что сперматозоиды без него плохо двигаются. У самок «жульничество» другое: в мейозе только одна из четырёх клеток становится яйцеклеткой, а три — полярными тельцами, и хромосомы, которые чаще попадают в яйцеклетку, получают преимущество. Мейотический драйв показывает, что мейоз — не только точный механизм, но и арена борьбы генов.

14. Мейоз у разных организмов

У самцов дрозофилы кроссинговер не происходит вовсе, и генетики пользуются этим, чтобы держать в лаборатории линии с «неразрушаемыми» сочетаниями генов. А у тутового шелкопряда кроссинговера нет у самок. Интересно и то, что у многих видов частота кроссинговера у самцов и самок различается: у человека в женском мейозе обменов примерно в полтора раза больше, чем в мужском.

Есть и совсем необычные варианты. У некоторых растений и насекомых с хромосомами без выраженной центромеры (центромерные участки рассеяны по всей длине) мейоз идёт «наоборот»: сначала расходятся сестринские хроматиды, а потом гомологи. Это показывает, что важен результат — четыре гаплоидные клетки, — а путь к нему может различаться.

Мейоз ждёт оплодотворения

У большинства позвоночных мейоз в яйцеклетке останавливается дважды. Первая остановка — в профазе I, ещё в яичнике зародыша. Перед овуляцией под действием гормонов ооцит завершает мейоз I, отделяя первое полярное тельце, и сразу вступает в мейоз II, но снова останавливается — в метафазе II. В таком состоянии яйцеклетка выходит из яичника. Мейоз II завершается только после проникновения сперматозоида: кальциевая волна, вызванная оплодотворением, снимает остановку, и отделяется второе полярное тельце. Если оплодотворения нет, мейоз так и не заканчивается.

Остановку в метафазе II обнаружил всё тот же Ёсио Масуи, открывший фактор, запускающий деление ооцитов (подробнее — в статье «Регуляция клеточного цикла»). Он назвал вещество, удерживающее ооцит в метафазе II, цитостатическим фактором. Позже оказалось, что оно не даёт разрушиться циклину B и тем самым поддерживает активность киназы, запускающей деление.

Мейоз у растений

У цветковых растений мейоз происходит в двух местах цветка. В пыльниках из каждой материнской клетки пыльцы мейозом образуются четыре микроспоры, которые сначала лежат вместе — тетрадой, а потом расходятся и превращаются в пыльцевые зёрна. У некоторых растений, например у вереска и рододендрона, микроспоры так и не расходятся, и пыльца рассыпается тетрадами. В семязачатке из одной материнской клетки мейозом образуются четыре мегаспоры, из которых три погибают, а одна даёт зародышевый мешок. Подробно — в статье «Двойное оплодотворение, семя и регуляция онтогенеза».

Сколько длится мейоз

Мейоз — медленный процесс по сравнению с митозом. У человека мейоз в сперматоцитах длится около 24 суток, из них большая часть — профаза I. У лилии, в бутонах которой мейоз удобно наблюдать, — около 12 суток, у пекарских дрожжей — несколько часов. А в ооцитах человека, как уже говорилось, — от 12 до 50 лет. Медленность мейоза объясняют сложностью задач профазы I: найти гомологов, правильно провести кроссинговер и исправить все разрывы ДНК. Для сравнения: митоз в клетке человека, от профазы до телофазы, занимает около часа.

15. Как увидеть мейоз

Мейоз можно увидеть даже в школьной лаборатории. Классический объект — пыльники молодых бутонов лилии, тюльпана, пиона или традесканции. Бутоны нужной стадии фиксируют смесью спирта с уксусной кислотой, затем пыльник раздавливают на предметном стекле в капле красителя ацетокармина, накрывают покровным стеклом и слегка надавливают. Хромосомы окрашиваются в тёмно-красный цвет.

Удобно и то, что в одном пыльнике мейоз идёт почти синхронно, а в бутонах разной длины — на разных стадиях. Перебирая бутоны от мелких к крупным, можно проследить весь мейоз по порядку.

16. Итог: что важно знать

1. Мейоз — два последовательных деления после одной репликации ДНК; из одной диплоидной клетки (2n4c) образуются четыре гаплоидные (nc).
2. Мейоз происходит при образовании гамет у животных и спор у растений.
3. Профаза I: конъюгация гомологов, образование бивалентов (n бивалентов), кроссинговер, хиазмы; подстадии — лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез.
4. Метафаза I — биваленты на экваторе; анафаза I — к полюсам расходятся гомологичные двухроматидные хромосомы; после мейоза I — n2c.
5. Интеркинез — без репликации ДНК.
6. Мейоз II похож на митоз: в анафазе II расходятся сестринские хроматиды; итог — четыре клетки nc.
7. Мейоз I — редукционное деление, мейоз II — эквационное.
8. Нерасхождение хромосом даёт гаметы n + 1 и n − 1 и зиготы с трисомией или моносомией; частота ошибок растёт с возрастом матери.

17. Частые ошибки

• «Перед мейозом II происходит репликация ДНК». В интеркинезе репликации нет; ДНК удваивается один раз — перед мейозом I.
• «В анафазе I расходятся сестринские хроматиды». В анафазе I расходятся гомологичные хромосомы, каждая из двух хроматид; хроматиды расходятся в анафазе II.
• «После мейоза I клетки диплоидны, ведь хромосомы двухроматидные». После мейоза I клетка гаплоидна по числу хромосом (n), но содержит 2c ДНК: n2c.
• «В анафазе II клетка диплоидна, ведь формула 2n2c». В анафазе II в клетке нет пар гомологов: это два одинаковых гаплоидных набора однохроматидных хромосом, которые сейчас разойдутся.
• «Бивалент — это две хроматиды». Бивалент — пара гомологичных хромосом, то есть четыре хроматиды.
• «Число бивалентов равно 2n». Число бивалентов равно числу пар хромосом — n. У человека 23 бивалента.
• «Кроссинговер происходит между сестринскими хроматидами». Между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом; обмен между сестринскими не дал бы новых сочетаний аллелей.
• «Мейоз происходит у растений при образовании гамет». У растений мейоз происходит при образовании спор; гаметы образуются митозом в гаметофите.
• «Из одного ооцита образуются четыре яйцеклетки». Образуется одна яйцеклетка и три полярных тельца.
• «В метафазе I на экваторе стоят отдельные хромосомы». В метафазе I на экваторе — биваленты; отдельные хромосомы выстраиваются в метафазе II и в митозе.
• «Мейоз есть у всех живых организмов». Мейоз есть только у эукариот, причём у тех, что размножаются половым путём хотя бы иногда; у бактерий и архей мейоза нет.
• «В интеркинезе клетка растёт и удваивает органоиды, как в интерфазе». Интеркинез короткий, без синтетического периода; у многих растений его почти нет.
• «Гомологичные хромосомы одинаковы». Гомологи одинаковы по форме, размеру и набору генов, но могут нести разные аллели: одна хромосома пары получена от матери, другая от отца.
• «Число хромосом определяют по числу хроматид». Число хромосом равно числу центромер; двухроматидная хромосома — одна хромосома.

18. Интересные факты

• Самое большое число хромосом у животных — у бабочки голубянки Polyommatus atlanticus: 2n около 450, то есть около 225 пар. И мейоз у неё работает! Самое большое известное число хромосом у растений — у папоротника ужовника: 2n около 1440.
• У одной из форм лошадиной аскариды всего одна пара хромосом (2n = 2). Поэтому именно на ней Эдуард ван Бенеден в 1883 году впервые увидел, что в половых клетках хромосом вдвое меньше, чем в клетках тела.
• Ооциты долгоживущих животных — например, слонов — могут оставаться в профазе I мейоза несколько десятилетий.
• В мейозе на одну хромосому человека в среднем приходится одна-две хиазмы; всего в мейозе одного сперматоцита около 50 кроссинговеров, ооцита — около 70.
• У папоротника ужовника, рекордсмена по числу хромосом, в профазе I мейоза образуется около 720 бивалентов — и все они должны правильно разойтись.
• Сперматоциты человека проходят мейоз постоянно: в семенниках каждую секунду образуется около тысячи сперматозоидов.
• Мейоз в ооцитах человека — самый долгий клеточный процесс в нашем организме: от начала профазы I в яичнике плода до завершения мейоза II после оплодотворения может пройти больше 40 лет.
• Кузнечик Brachystola magna, на котором Саттон изучал мейоз, достигает в длину 6–8 см; его хромосомы видны в микроскоп так хорошо, что студенты до сих пор изучают мейоз на его препаратах.
• У самки шпорцевой лягушки ооцит в профазе I достигает диаметра более миллиметра и запасает желток месяцами; его гигантское ядро — «зародышевый пузырёк» — видно даже в лупу, и в диплотене в нём хорошо различимы хромосомы в виде «ламповых щёток» — с петлями ДНК, на которых интенсивно идёт транскрипция.
• Названия подстадий профазы I придумали бельгийские цитологи: Ханс фон Винивартер в 1900 году ввёл слова «лептотена», «пахитена» и «диплотена», а Виктор Грегуар в 1907 году — «зиготена». Они описывают то, что цитолог видел в микроскоп: тонкие, толстые, двойные и соединяющиеся нити.
• Слово «синапсис» (конъюгация хромосом) происходит от того же греческого корня, что и «синапс» — контакт между нейронами: «соединение».
• Мейоз в пыльниках лилии идёт так синхронно, что по длине бутона можно определить, на какой стадии мейоза находятся все клетки пыльника. Поэтому лилия — излюбленный объект для изучения мейоза.
• У амазонской моллинезии и некоторых других животных бывают гиногенетические формы: самке нужен сперматозоид близкого вида только чтобы «запустить» развитие яйцеклетки, а его гены в потомство не попадают.

19. Частые вопросы

20. ЕГЭ

Мейоз — одна из главных тем элемента 3.1 кодификатора [10]: «Мейоз. Стадии мейоза. Поведение хромосом в мейозе. Кроссинговер». В части 1 — задания на последовательность фаз, на соответствие событий фазам митоза и мейоза, на число хромосом и ДНК. В части 2 мейоз — основа задач линии 27: нужно определить число хромосом и молекул ДНК в клетке на разных стадиях и объяснить результат.

Что обязательно знать к экзамену

• Фазы мейоза I и II и события каждой; подстадии профазы I.
• Формулы набора: профаза I, метафаза I, анафаза I — 2n4c; телофаза I, профаза II, метафаза II — n2c; анафаза II — 2n2c; телофаза II — nc.
• Отличия мейоза от митоза.
• Кроссинговер, конъюгация, бивалент, хиазма.
• Значение мейоза; нерасхождение хромосом и его последствия.

Короткие ответы, которые часто требуются

• Когда происходит кроссинговер? В профазе I мейоза (в пахитене), между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом.
• Когда происходит конъюгация? В профазе I мейоза (в зиготене).
• Когда расходятся гомологичные хромосомы? В анафазе I.
• Когда расходятся сестринские хроматиды? В анафазе II мейоза (и в анафазе митоза).
• Когда происходит репликация? В синтетическом периоде интерфазы перед мейозом I; перед мейозом II — нет.

Разбор задачи линии 27

Задача. Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 42. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках семязачатка перед мейозом, в метафазе I и в метафазе II мейоза. Объясните результаты.

Решение.

1. Перед мейозом (в конце интерфазы): 42 хромосомы, 84 молекулы ДНК (2n4c). В синтетическом периоде интерфазы произошла репликация ДНК, каждая хромосома состоит из двух хроматид; число хромосом не изменилось.
2. Метафаза I: 42 хромосомы, 84 молекулы ДНК (2n4c). Гомологичные хромосомы образуют 21 бивалент и выстраиваются по экватору; число хромосом и ДНК не меняется.
3. Метафаза II: 21 хромосома, 42 молекулы ДНК (n2c). В анафазе I к полюсам разошлись гомологичные хромосомы, после мейоза I клетки гаплоидны, но хромосомы двухроматидные; перед мейозом II репликации нет.

Задача на клетки разных стадий

Задача. У кошки 2n = 38. Определите число хромосом и молекул ДНК в анафазе I, анафазе II и в клетках после телофазы II мейоза.

Ответ. Анафаза I: 38 хромосом, 76 молекул ДНК (2n4c) — к полюсам расходятся гомологичные двухроматидные хромосомы, клетка ещё не разделилась. Анафаза II: 38 хромосом, 38 молекул ДНК (2n2c) — сестринские хроматиды стали самостоятельными хромосомами и расходятся, клетка ещё не разделилась. После телофазы II: 19 хромосом, 19 молекул ДНК (nc) — каждая из четырёх клеток получила гаплоидный набор однохроматидных хромосом.

Задача на гаметогенез

Задача. У крупного рогатого скота 2n = 60. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках зоны роста (сперматоцит I порядка перед мейозом) и в клетках после первого деления зоны созревания (сперматоцит II порядка) при сперматогенезе.

Ответ. 1) Сперматоцит I порядка перед мейозом: 60 хромосом, 120 молекул ДНК (2n4c) — в зоне роста в интерфазе произошла репликация ДНК. 2) Сперматоцит II порядка: 30 хромосом, 60 молекул ДНК (n2c) — в мейозе I разошлись гомологичные хромосомы, хромосомы остались двухроматидными. Подробно о зонах гаметогенеза — в статье «Гаметогенез».

Задача по рисунку

Задача. На рисунке клетка, у каждого полюса которой по три двухроматидные хромосомы разной формы. Какая это фаза деления? Каков диплоидный набор у организма? Сколько молекул ДНК во всей клетке?

Ответ. 1) К полюсам идут двухроматидные хромосомы — значит, расходятся не хроматиды, а гомологи: это анафаза I мейоза. 2) У каждого полюса — гаплоидный набор из трёх разных хромосом, n = 3, следовательно 2n = 6. 3) Во всей клетке 6 двухроматидных хромосом — 12 молекул ДНК (2n4c).

Задача на растения

Помните: у растений мейоз происходит при образовании спор, а не гамет. В задаче «определите число хромосом в клетках спорангия перед мейозом и в спорах» правильный ответ: перед мейозом клетки спорангия — 2n4c (это клетки спорофита после репликации), споры — nc (образованы мейозом). Подробнее о таких задачах — в статье «Жизненные циклы растений: набор хромосом» и «Задачи линии 27».

21. Для олимпиад

Нерасхождение у родителей и дети

Мальчик с синдромом Клайнфельтера (XXY) — дальтоник (рецессивный ген в X-хромосоме), а его мать и отец имеют нормальное зрение; мать — носительница. В мейозе у кого из родителей и в каком делении произошло нерасхождение?

Решение. Мальчик несёт две X-хромосомы, и обе — с геном дальтонизма (иначе он видел бы цвета нормально, так как ген рецессивный). У отца X-хромосома с нормальным аллелем, значит, обе X мальчик получил от матери. У матери-носительницы одна X с геном дальтонизма, другая — с нормальным. Две одинаковые X с геном дальтонизма могли оказаться в яйцеклетке только при нерасхождении сестринских хроматид в мейозе II (если кроссинговер не разделил ген и центромеру). При нерасхождении гомологов в мейозе I яйцеклетка получила бы обе разные X — с нормальным и с изменённым аллелем, и мальчик видел бы нормально. Итак, нерасхождение в мейозе II у матери, а отец передал Y.

Сколько ДНК в ядре на разных стадиях

В ядре сперматозоида человека около 3,3 пг ДНК. Сколько ДНК в ядре сперматоцита I порядка в профазе I, в ядре сперматоцита II порядка, в соматической клетке в G₁ и в G₂? Ответ: сперматозоид — c = 3,3 пг. Сперматоцит I порядка в профазе I — 4c ≈ 13,2 пг. Сперматоцит II порядка (после мейоза I) — 2c ≈ 6,6 пг. Соматическая клетка в G₁ — 2c ≈ 6,6 пг, в G₂ — 4c ≈ 13,2 пг. Обратите внимание: у сперматоцита II порядка и у соматической клетки в G₁ одинаковое количество ДНК, но разный набор хромосом — n2c и 2n2c.

Как отличить нерасхождение в мейозе I и мейозе II по генам

Если родитель гетерозиготен по маркеру вблизи центромеры (A₁A₂), то при нерасхождении в мейозе I гамета n + 1 получает обе разные хромосомы (A₁A₂), а при нерасхождении в мейозе II — две копии одной (A₁A₁ или A₂A₂). Именно так генетики определили, что при синдроме Дауна около 90 % лишних 21-х хромосом — материнского происхождения, и большинство ошибок происходит в мейозе I. Для маркеров, далёких от центромеры, нужно учитывать кроссинговер.

Почему банан бесплоден

Культурный банан — триплоид, 3n = 33, n = 11. Предположим, что в анафазе I по каждому типу хромосом к одному полюсу уходят две копии, к другому — одна, случайно и независимо для разных типов. Какова вероятность, что гамета получит сбалансированный набор — ровно по одной копии всех 11 хромосом (n) или ровно по две (2n)?

Решение. Для каждого типа хромосомы гамета получает одну копию с вероятностью 1/2 и две копии с вероятностью 1/2. Вероятность получить по одной копии всех 11 хромосом: (1/2)¹¹ = 1/2048; по две копии всех: тоже 1/2048. Сбалансированная гамета: 2/2048 ≈ 0,1 %. Остальные 99,9 % гамет несбалансированы (анеуплоидны) и нежизнеспособны. Поэтому семена у бананов почти никогда не образуются, и их размножают вегетативно (подробнее — в статье «Бесполое размножение»).

Сколько пыльцевых зёрен и зародышевых мешков

В пыльнике было 500 материнских клеток пыльцы, а в завязи — 6 семязачатков, в каждом по одной материнской клетке мегаспор. Сколько образуется пыльцевых зёрен и зародышевых мешков, если мейоз прошёл без ошибок? Ответ: каждая материнская клетка пыльцы даёт мейозом четыре микроспоры, каждая микроспора — пыльцевое зерно: 500 × 4 = 2000 пыльцевых зёрен. В семязачатке из четырёх мегаспор выживает одна и развивается в зародышевый мешок: 6 семязачатков — 6 зародышевых мешков. Различие в «расходе» продуктов мейоза похоже на различие сперматогенеза (четыре сперматозоида) и оогенеза (одна яйцеклетка).

Ошибки на разных этапах жизни

Анализ тысяч яйцеклеток показал, что частота ошибок в их хромосомном наборе зависит от возраста матери не монотонно: она несколько выше у самых молодых женщин, минимальна около 20–30 лет и резко растёт после 35 лет [11]. При этом у молодых женщин ошибки чаще связаны с неправильным расхождением сестринских хроматид, а у старших — с ослаблением связей между гомологами. Как это можно объяснить? Ответ: в начале репродуктивного периода не все механизмы контроля мейоза ещё «отлажены», а с возрастом накапливается повреждение когезинов, удерживающих хромосомы вместе, что приводит прежде всего к преждевременному разделению гомологов и хроматид; поэтому кривая ошибок имеет U-образную форму с подъёмом после 35 лет.

Колхицин и мейоз

Колхицин разрушает микротрубочки веретена деления. Что произойдёт, если обработать им клетки пыльника перед мейозом I? Какие гаметы будут образовываться, и как это используют в селекции? Ответ: без веретена хромосомы не расходятся к полюсам, и после «деления» в одном ядре окажутся все хромосомы — набор останется 2n. Из таких клеток образуются диплоидные (нередуцированные) микроспоры и пыльцевые зёрна. При оплодотворении нормальной яйцеклетки (n) нередуцированным спермием (2n) получается триплоид (3n), а при слиянии двух нередуцированных гамет — тетраплоид (4n). Так селекционеры получают полиплоидные сорта — например, триплоидные бессемянные арбузы: тетраплоидную форму, полученную колхицином, скрещивают с обычной диплоидной.

22. Задания с разбором

Задание 1

Установите последовательность процессов мейоза: А) расхождение сестринских хроматид; Б) конъюгация гомологичных хромосом; В) расположение бивалентов на экваторе; Г) расхождение гомологичных хромосом; Д) образование четырёх гаплоидных клеток; Е) расположение двухроматидных хромосом на экваторе в гаплоидной клетке.

Задание 2

Установите соответствие между процессами и фазами мейоза. Процессы: А) кроссинговер; Б) расхождение гомологичных хромосом; В) биваленты на экваторе; Г) расхождение сестринских хроматид; Д) образование ядер с набором nc. Фазы: 1) профаза I; 2) метафаза I; 3) анафаза I; 4) анафаза II; 5) телофаза II.

Задание 3

Выберите три верных ответа. В профазе I мейоза: 1) происходит конъюгация гомологичных хромосом; 2) происходит репликация ДНК; 3) образуются биваленты; 4) происходит кроссинговер; 5) расходятся сестринские хроматиды; 6) клетка имеет набор n2c.

Задание 4

Найдите ошибки в тексте. (1) Мейоз состоит из двух делений. (2) Перед каждым делением мейоза происходит репликация ДНК. (3) В анафазе I к полюсам расходятся гомологичные хромосомы. (4) После мейоза I образуются диплоидные клетки. (5) В результате мейоза образуются четыре гаплоидные клетки.

Задание 5

В соматических клетках дрозофилы 8 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в метафазе I и в метафазе II мейоза. Объясните.

Задание 6

Установите соответствие между признаками и делениями. Признаки: А) происходит конъюгация гомологов; Б) образуются две диплоидные клетки; В) образуются четыре гаплоидные клетки; Г) в анафазе расходятся сестринские хроматиды (единственная анафаза); Д) происходит при образовании спор растений; Е) обеспечивает рост организма. Деления: 1) митоз; 2) мейоз.

Задание 7

Сколько бивалентов образуется в профазе I мейоза у человека? у ржи (2n = 14)? Ответ поясните.

Задание 8

Выберите три верных ответа. В анафазе II мейоза: 1) к полюсам расходятся однохроматидные хромосомы; 2) к полюсам расходятся гомологичные хромосомы; 3) делятся центромеры; 4) набор клетки 2n2c; 5) набор клетки 2n4c; 6) происходит кроссинговер.

Задание 9

Хромосомный набор клеток лука — 16. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетке пыльника в профазе I и в каждой клетке в конце телофазы II. Объясните.

Задание 10

Установите последовательность подстадий профазы I: А) пахитена; Б) диакинез; В) лептотена; Г) диплотена; Д) зиготена.

Задание 11

Чем метафаза I мейоза отличается от метафазы митоза?

Задание 12

Выберите три верных ответа. Мейоз происходит при: 1) образовании сперматозоидов у человека; 2) росте корня растения; 3) образовании спор папоротника; 4) образовании яйцеклеток у лягушки; 5) почковании гидры; 6) заживлении раны.

Задание 13

Какие гаметы образуются, если в анафазе I мейоза не разошлась одна пара гомологичных хромосом? Какое значение это может иметь для потомства?

Задание 14

Установите соответствие между фазами мейоза и наборами хромосом и ДНК в клетке. Фазы: А) метафаза I; Б) метафаза II; В) анафаза II; Г) телофаза II (каждая клетка); Д) анафаза I. Наборы: 1) 2n4c; 2) n2c; 3) 2n2c; 4) nc.

Задание 15

Почему мейоз I называют редукционным, а мейоз II — эквационным?

Задание 16

Выберите три верных ответа. Бивалент: 1) состоит из двух гомологичных хромосом; 2) состоит из двух хроматид; 3) содержит четыре хроматиды; 4) образуется в профазе II; 5) образуется при конъюгации; 6) образуется в метафазе митоза.

Задание 17

В клетке тутового шелкопряда в метафазе II мейоза 28 хромосом. Сколько хромосом в соматических клетках? Сколько молекул ДНК в клетке в профазе I?

Задание 18

Почему частота рождения детей с синдромом Дауна возрастает с возрастом матери?

Задание 19 (олимпиадное)

У мутантных дрожжей не образуется синаптонемный комплекс. В мейозе у них почти нет кроссинговера, а хромосомы часто распределяются неправильно; споры в основном погибают. 1) Как связаны синаптонемный комплекс и кроссинговер? 2) Почему отсутствие кроссинговера нарушает расхождение хромосом? 3) Почему у самцов дрозофилы, у которых кроссинговера нет, мейоз всё-таки проходит правильно?

Задание 20 (олимпиадное)

У человека с нормальным кариотипом из сперматоцита I порядка в результате мейоза образовались четыре сперматиды. В одной из них оказалось 24 хромосомы, в другой — 22, а в двух оставшихся — по 23. 1) В каком делении мейоза произошла ошибка? 2) Сколько хромосом было бы в каждой сперматиде, если бы ошибка произошла в другом делении? 3) Какие кариотипы могут иметь дети, если оплодотворение произойдёт сперматидой с 24 хромосомами, лишней из которых окажется Y-хромосома, или сперматидой с 22 хромосомами без половой хромосомы?

Литература

1. Sutton W. S. The chromosomes in heredity // Biological Bulletin. 1903. Vol. 4. P. 231–250.
2. Farmer J. B., Moore J. E. S. On the maiotic phase (reduction divisions) in animals and plants // Quarterly Journal of Microscopical Science. 1905. Vol. 48. P. 489–557.
3. McClintock B. Chromosome morphology in Zea mays // Science. 1929. Vol. 69. P. 629.
4. Moses M. J. Chromosomal structures in crayfish spermatocytes // Journal of Biophysical and Biochemical Cytology. 1956. Vol. 2. P. 215–218.
5. Hassold T., Hunt P. To err (meiotically) is human: the genesis of human aneuploidy // Nature Reviews Genetics. 2001. Vol. 2. P. 280–291.
6. Kitajima T. S., Kawashima S. A., Watanabe Y. The conserved kinetochore protein shugoshin protects centromeric cohesion during meiosis // Nature. 2004. Vol. 427. P. 510–517.
7. Holubcová Z., Blayney M., Elder K., Schuh M. Error-prone chromosome-mediated spindle assembly favors chromosome segregation defects in human oocytes // Science. 2015. Vol. 348. P. 1143–1147.
8. Nagaoka S. I., Hassold T. J., Hunt P. A. Human aneuploidy: mechanisms and new insights into an age-old problem // Nature Reviews Genetics. 2012. Vol. 13. P. 493–504.
9. Lindholm A. K., Dyer K. A., Firman R. C. et al. The ecology and evolutionary dynamics of meiotic drive // Trends in Ecology & Evolution. 2016. Vol. 31. P. 315–326.
10. ФИПИ. Кодификатор проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы и элементов содержания для проведения ЕГЭ по биологии, 2027 г. М.: ФИПИ, 2026.
11. Gruhn J. R., Zielinska A. P., Shukla V. et al. Chromosome errors in human eggs shape natural fertility over reproductive life span // Science. 2019. Vol. 365. P. 1466–1469.