Онлайн Лекционен Курс по Ботаника

Делене на клетката

Клетките се размножават само чрез делене - процес при който съдържанието на майчината клетката се разделя между новополучените дъщерни клетки.

Известни са три начина на делене на клетката:

• просто делене
  
• митоза (сложно делене)
• мейоза (редукционно делене)

За да протече делене, четири основни събития трябва да настъпят в клеткaта:

1. Постъпване на сигнал, който да инициира началото на деленето - репродукционен сигнал. Може да идва от клетката или извън нея
2. Репликация (удвояване) на ДНК и други жизнено важни клетъчни компоненти.
3. Сегрегация на ДНК - раздалечаване и разпределяне на удвоената ДНК в двата края на майчината клетка.
4. Цитокинеза - разделяне на цитоплазмата на майчината клетка и обособяване на две нови клетки.

Тези процеси протичат по различен начин при прокариотите и еукариотите.

Прокариотните клетки се делят чрез просто делене

Простото делене представлява процес на разделяне на клетката на две еднакви или почти еднакви половини. При него клетката увеличава размерите си, удвоява генетичната си информация, след което се разделя на две дъщерни клетки.
При прокариотите деленето довежда до репродукция на целия едноклетъчен организъм.

Постъпване на репродукционен сигнал. Обикновено външни фактори (наличие на хранителни материали, подходяща температура) контролират клетъчното делене при прокариотите.

Репликация на ДНК. Геномът на прокариотите е представен от една циклична ДНК молекула. Върху нея има специфична зона, наричана репликационна точка, състояща се от повече от 22 различни протеина.

Тази репликационна точка е прикачена към плазмената мембрана и от нея започва копирането на ДНК молекулата. Новите "дъщерни" геноми се раздалечават един от друг още по време на репликацията, оставайки прикачени към плазмената мембрана с репликационните си точки.

ДНК сегрегация. Дъщерните геноми биват активно раздалечавани от процеса на репликация на ДНК молекулата и от продължаващото удължаване на майчината клетка. Първата зона от ДНК молекулата, която се удвоява, е репликационната точка. Двете нови репликационни точки се раздалечават и нова плазмена мембрана започва да се изгражда между тях. Когато процеса на репликация и удължаване завърши, в двата противоположни края на майчината клетка има две ДНК молекули, почти напълно разделени с нова плазмена мембрана. Залагането на плазмената мембрана между двата дъщерни генома осигурява във всяка нова клетка да попадне по един от тях.

Цитокинеза. След приключване на репликацията, клетката навлиза в кратък период на покой, след който, цитокинезата започва с леко вгъване на плазмената мембрана на клетката и формиране на пръстен от протеини. Този пръстен се свива и осигурява окончателното разделяне на двете нови клетки, чрез прищъпване на майчината. Накрая, всяка от новообразуваните клетки изгражда нова клетъчна стена, около плазмената си мембрана.

Еукариотните клетки се делят чрез митоза или мейоза

Клетъчното делене на еукариотните клетки, преминава през същите четири основни стъпки както при прокариотите. Но, както може да се очаква, поради това че еукариотните клетки имат много по-сложна структура, тези процеси също са много по-сложни.

За разлика от прокариотните клетки, еукариотните не започват да се делят винаги, когато външните условия са благоприятни. Сигналите за започване на делене на клетките при тях идват не толкова от условията на околната среда, колкото от нуждите на целия многоклетъчен организъм. Всъщност еукариотните клетки, които са част от многоклетъчен организъм, обикновено са специализирани и повечето от тях се делят доста рядко. При растенията например, повечето от деленията на клетките протичат в меристемните тъкани.

Еукариотните клетки имат много по-голям геном от прокариотните. Тяхната ДНК е организирана в линейни хромозоми, в които ДНК е компактизирана заедно с хистонови белтъци. Хромозомите са много по-комплексни структури в сравнение с единствената циклична ДНК молекула на прокариотите, което прави процесите на репликация и сегрегация при тях далеч по-сложни.

Цитокинезата при еукариотните клетки протича по различен начин при растителните и животинските клетки.

Двете ключови различия при деленето на прокариотните и еукариотните клетки са, че при еукариотите:

1. след приключване на процеса на репликация на генетичния материал, удвоените хромозоми остават свързани заедно като сестрински хроматиди; и
2. възникване на нов механизъм за точно разпределяне на хромозомите в новите ядра, наричан митоза.

Деленето на еукариотните клетки чрез митоза включва познатите четири етапа:

• Постъпване на репродукционен сигнал
• Репликация на хромозомите в ядрото
• Сегрегация на дъщерните хромозоми в две нови ядра (митоза)
• Разделяне на цитоплазмата (цитокинеза)

Вторият механизъм на делене на еукариотните клетки се нарича мейоза

Наблюдава при клетки, които формират гаметите участващи при половото размножаване на организмите. Докато при митозата получените две дъщерни клетки са генетически идентични с майчината и една с друга, при мейозата те не са. Мейозата предизвиква рекомбиниране на наследствените белези и редуциране наполовина на хромозомния набор в получените четири нови дъщерни клети. Тя играе ключова роля при половото размножаване на организмите.

Митоза

Митозата е най-разпространения начин на делене на еукариотните клетки и е характерна за соматичните (телесните) клетки. При многоклетъчните организми тя:

• осигурява нарастването на организмите (заедно е увеличаването на размера на клетките),
• заменя остарелите и износени тъкани,
• регенерира наранените тъкани

Митозата представлява процес, за точно разпределяне на генетичния материал, така че двете нови дъщерни ядра получават същия хромозомен брой, като майчината клетка.

Получените след митотично делене две нови клетки, са еднакви по структура и функция на майчината, понеже всяка от тях получава точно копие на генетичната й информация и около половината от цитоплазмата й.

Клетъчното делене се състои от два застъпващи се, последователни стадия: митоза и цитокинеза.
По време на митозата (деленето на ядрото), пълен набор от предварително удвоените хромозоми, се разпределя в две нови ядра, които се разполагат в противоположните краища на майчината клетка.
По време на цитокинезата цитоплазмата на майчината клетка се разделя и се формират две нови дъщерни клетки. Обикновено митозата и цитокинезата се обозначават като М период в клетъчния цикъл.

Независимо, че митозата и цитокинезата са двата стадия, обикновено асоциирани с деленето на клетките, те всъщност представляват завършек на последователност от регулярни, повтарящи се процеси, известни като клетъчен цикъл. Обикновено клетъчния цикъл се подразделя на интерфаза и митоза.

Интерфазата предхожда митозата

Интерфазата е период на интензивна клетъчна дейност, в който протичат подготвителни процеси за клетъчното делене и заема около 90% от времето на клетъчния цикъл. През интерфазата клетките удвояват своята ДНК и синтезират протеините асоциирани с нея. Още се осигуряват достатъчно органели и други цитоплазмени материали необходими за дъщерните клетки, както и всички материали нужни за протичане на митозата и цитокинезата.
Интерфазата протича в три последователни периода обозначени като:

1. G₁ - предсинтетичен период,
2. S - синтетичен период,
3. G₂ - следсинтетичен период

Прeдсинтетичен период - G₁. Той предхожда синтетичния период и се характеризира с повишена биохимична активност. Клетките нарастват и синтезират повече ензими, рибозоми, органели, мембранни системи и други цитоплазмени молекули и структури. В G₁ хромозомите не са удвоени и са разположени в нуклеоплазмата, като хроматинови нишки. Продължителността на клетъчния цикъл се определя в значителна степен от продължителността на предсинтетичния период. Клетките на интензивно делящите се тъкани преминават относително бързо през G₁, докато клетките на останалите тъкани могат да останат в G₁ седмици или дори години. Когато клетките влизат в продължителни периоди, в които не се делят, казваме че се намират в период G₀. Специални вътрешни и външни сигнали са необходими за да изведат клетката от G₀ и тя да навлезе в G₁.

Синтетичен период - S. В него протича ключовия процес на репликация на ДНК, успоредно със синтеза на хистоновите белтъци асоциирани с нея. В края на синтетичния период хромозомите вече са удвоени и всяка от тях е изградена от две сестрински хроматиди, свързани заедно почти по цялата си дължина с протеин наричан адхезин. Те остават свързани по този начин до средата на профазата, когато по-голяма част от адхезина се разрушава, с изключение на този от малка стеснена зона, известна като центромера. Тогава сестринските хроматиди остават свързани само в зоната на центромерата. През S периода хромозомите са в състояние на хроматинови нишки в нуклеоплазмата.

Следсинтетичен период - G₂. В следсинтетичния период основно се извършва проверка, дали репликацията на хромозомите е завършена и дали всякакви грешки в копирането на ДНК са коригирани. Още се синтезират протеините на делителното вретено, натрупва се енергия необходима за предвижването на хромозомите, завършва удвояването на центриолите (при клетките които ги имат - клетките на растенията и гъбите нямат такива), увеличава се броя на органелите. Независимо, че в края на G₂ удвоените хромозоми започват да се кондензират, наблюдавани през светлинен микроскоп, те все още са едва забележими хроматинови нишки.

Митоза и цитокинеза

Митозата започва след завършване на интерфазата. Тя е непрекъснат процес, който традиционно е разделен на четири фази - профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Тези четири фази обединяват процес, посредством който удвоеният генетичен материал, се разпределя по равно между двете дъщерни ядра. Митозата е последвана от цитокинезата, през която се разделя цитоплазмата на майчината клетка и се обособяват две дъщерни клетки.

През профазата хромозомите се скъсяват и надебеляват

Тя е най-дългата фаза на митозата. За начало на профазата се приема момента в който започналите да се спирализират и кондензират през G₂ хромозоми, станат ясно видими на светлинен микроскоп, като тънки, дълги нишки, разпръснати в ядрото.

През профазата:

• Хроматиновите нишки спирализират и кондензират в добре оформени хромозоми. Повечето адхезин, протеин който държи удвоената през синтетичния период ДНК заедно, бива разрушен и двете сестрински хроматиди стават видими.
  Те все още остават прикрепени заедно с малко количество адхезин в областта на центомерите си. Центромерата е стеснен участък в хромозомата, със специфична ДНК секвенция, в който двете хроматиди са прикрепени една за друга. Всяка хроматида има своя собствена центромера.
  В края на профазата, ясно се наблюдава, че всяка хромозома се състои от две сестрински хроматиди, разположени почти успоредно една на друга и заловени заедно с центромерите си.
• В късна профаза в зоната на центромерите се формират кинетохорите - по един за всяка хроматида. Кинетохорите са протеинови комплекси с дисковидна форма, тясно асоциирани с центромерите, разположени от двете страни на хромозомата и служат за прикачване на нишките на делителното вретено
• Центрозомите, които по време на интерфазата се удвояват и стоят заедно близко до повърхността на ядрото, през профазата се разделят и се предвижват в противоположни посоки. В процеса на придвижването си те формират делителното вретено. Посоката, в която се ориентират и разполагат центрозомите, определя плоскостта в която ще се дели клетката. При растителнике клетки, които нямат центрозоми, микротръбичкови организационни центрове, разположени в противоположните краища на клетките, изпълняват ролята на митотични центрове и формират делителното вретено.
• В края на профазата изчезва ядърцето и малко след това бързо се разпада ядрената обвивка, което маркира края на профазата и началото на метафазата.

Делителното вретено се състои от високо организирани кинетохорни и полярни микротръбички

Делителното вретено е изградено от нишки на делителното вретено, които представляват снопчета от микротръбички, излизащи от двата му полюса и нарастващи към центъра му. Микротръбичките достигат до центъра на делителното вретено и са ориентирани с единия си край към полюсите (минус край), а с другия към центъра (плюс край).
Микротръбичките са два вида - кинетохорни и полярни.
Кинетохорните микротръбички се прикрепят за кинетохорите на хроматидите, така че двете хроматиди на всяка хромозома да бъдат прикачени към срещуположните полюси на делителното вретено.
Полярните микротръбички са с различна дължина. Някои от тях са относително къси, но други са достатъчно дълги за да преминат централната плоскост на делителното вретено и да се застъпват с дългите полярни тръбички от противоположния полюс.
С микротръбичките има асоциирани и актинови филаменти, които формират еластична "рамка" около делителното вретено, докато трае митозата.

През метафазата хромозомите се подреждат в екваториалната плоскост на делителното вретено

Метафазата започва с придвижването и разполагането на делителното вретено в зоната заемана преди от ядрото. При това придвижване кинетохорите на хромозомите "прихващат" и се прикрепват към някои от микротръбичките на делителното вретено, така че сестринските хроматиди на всяка хромозома да бъдат прикачени към срещуположните полюси на делителното вретено. Кинетохорните микротръбички подреждат хромозомите в кръг в екваториалната плоскост на делителното вретено и образуват т.н. метафазна пластинка. В метафазата хромозомите са максимално кондензирани и тя е най-подходящия момент за отчитане на броя, формата и размерите на хромозомите.

През анафазата сестринските хроматиди се разделят и вече като дъщерни хромозоми се придвижват към двата полюса на делителното вретено

Анафазата е най-кратката фаза на митозата. Тя започва с едновременното разделяне на сестринските хроматиди, които от този момент започват да се наричат дъщерни хромозоми (понеже всяка има своя собствена центромера). Разделени една от друга, дъщерните хромозоми биват придвижвани към противоположните полюси на делителното вретено. В края на анафазата, два идентични хромозомни набора са придвижени в противоположните полюси на делителното вретено.
При раздалечаването на дъщерните хромозоми се наблюдава скъсяване на кинетохорните микротръбички.
Смята се, че придвижването на дъщерните хромозоми се извършва:
(1) от моторни протеини (динеин, кинезин), изграждащи кинетохорите, които използват АТФ, за да придвижват хромозомите по дължината на микротръбичките, в посока към полюсите. Едновременно с това, кинетохорните микротръбички се скъсяват, в резултат на дезинтегрирането им и загубата на тубулинови субединици в зоната на кинетохорите.
(2) от скъсяване на кинетохорните тръбички чрез дезинтегриране и в полюсните им краища, което резултира в изтегляне на хромозомите към полюсите
Моторните протеини осъществяват около 75% от придвижването, а скъсяването на кинетохорните микротръбички в зоната на полюсите - 25%.
(3) Допълнително, раздалечаването на полюсите на делителното вретено, също допринася за изтеглянето на хромозомите в срещуположните краища на майчината клетка. То е осъществимо поради способността на застъпващите се полярни микротръбички да се приплъзват една спрямо друга.

През телофазата хромозомите се деспирализират и удължават и в двата края на майчината клетка се оформят двете нови ядра

През телофазата, разделянето на двата идентични набора от хромозоми приключва, с образуването на ядрена обвивка около всеки от тях и оформянето на две нови ядра. Делителното вретено се дезинтегрира и изчезва. Хромозомите започват да се деспирализират, удължават и преминават в състояние на хроматинови нишки. В новообразуваните ядра се появяват ядърцата. Телофазата завършва с образуването на две нови ядра разположени в два противоположни края на майчината клетка.
Двете дъщерни ядра, получени в резултат на митозата, са идентични едно с друго, както и с ядрото на майчината клетка, която ги е образувала. Това е важно, защото ядрото е командния център на клетката и контролира жизнената й дейност.

Цитокинеза: разделяне на цитоплазмата

За да приключи деленето на клетката е необходимо да се раздели и цитоплазмата на майчината клетка и двете нови ядра да бъдат изолирани в две отделни клетки. Това се получава чрез цитокинезата. Тя започва преди телофазата да е завършила и протича по различен начин при растителните и животинските клетки.

Цитокинезата при растителните клетки протича чрез залагане на средна пластинка

При растенията, в екваториалната зона на клетката (където е била метафазнатa пластинка) се формира средна пластинка (средна ламела). Тя е изградена основно от пектинови вещества. Залага се постепенно, в посока от центъра към периферията, посредством сливането на секреторни мехурчета, носещи пектините. Тези секреторни мехурчета, образувани от апарата на Голджи, се придвижват и ориентират от фрагмопласта - система от микротръбички, залагаща се между двете нови ядра, след разпадането на делителното вретено. Когато средната пластинка достигне страничните стени на майчината клетка, двете нови клетки биват окончателно разделени. От двете страни на средната ламела се образува плазмена мембрана за всяка от двете дъщерни клетки.
Междувременно се формират и плазмодезмите, като тубуларни сегменти на гладката ендоплазмена мрежа на майчината клетка остават непрекъснати при залагането на средната ламела.

Всяка от новообразуваните клетки, образува своя собствена първична клетъчна стена по протежение на целия си протопласт. Първичната клетъчната стена, останала от майчината клетка, се разтяга и разкъсва при нарастването на дъщерните клетки.

Цитокинезата при животинските клетки протича чрез прищъпване

При животинските клетки и при всички останали еукариотни клетки, които нямат клетъчна обвивка, в екваториалната зона на майчината клетка се формира пръстен от актинови филаменти. Този пръстен се свива и чрез прищъпване разделя майчината клетка на две нови клетки.

Сложно устроените многоклетъчни организми (цветни растения, животни, хора) водят началото си от една единствена клетка, получена след оплождане, наричана зигота. Тя е резултат от сливането на две хаплоидни полови клетки (яйцеклетка и спермий/ сперматозоид), наричани гамети и носи един набор хромозоми от майчиния организъм и един от бащиния. Формирането на многоклетъчния организъм от една единствена клетка се нарича развитие на организма и се базира на делене и специализация на клетките.
Половото размножаване е една от главните характеристики на еукариотите като група и не се наблюдава при прокариотите. Макар че при някои еукариотни организми отсъства полово размножаване, данните сочат, че те са изгубили тази си способност по пътя на еволюцията.

Половото размножаване включва регулярно редуване на мейоза и оплождане

Мейозата е процес на делене на ядрото, при който хромозомният набор се редуцира от диплоиден (2n) на хаплоиден (n). По време на мейозата, диплоидното ядро на изходната клетка преминава през две последователни деления, първото от които е редукционно. Тези деления резултират в образуването на четири нови клетки, притежаващи намален наполовина хромозомен брой. При растенията мейоза протича при образуването на микроспорите и мегаспорите в цветовете, шишарките или други подобни структури. При животните мейоза протича при образуването на гаметите (яйцеклетки и сперматозоиди).
Оплождането е процес в който две хаплоидни гамети, се сливат и образуват диплоидна зигота. Основна характеристика на половото размножаване е, че новият организъм притежава хромозоми и от двата родителя.

По този начин мейозата контрабалансира ефекта на оплождането, осигурявайки броят на хромозомите да остава постоянен от поколение на поколение.

Размножаване, което включва редуване на мейоза и оплождане се нарича полово размножаване. Жизнените цикли на развитие на всички полово размножаващи се организми включват редуване на диплоидни и хаплоидни хромозомни числа. Различни жизнени цикли се наблюдават в зависимост от времето на протичане на мейозата, след образуване на зиготата.

• При хаплонтните организми (гъби, протисти), зиготата е единствената диплоидна клетка в жизнения цикъл на организма; възрастните организми са хаплоидни. Зиготата се дели чрез мейоза и образува хаплоидни клетки - спори. Тези спори се делят чрез митоза и формират възрастните организми (едноклетъчни или многоклетъчни). Възрастните хаплоидни организми образуват гамети чрез митоза, които се сливат и дават диплоидна зигота.
• При повечето растения се наблюдава редуване на поколенията. При тях мейозта не води да образуване на гамети, а до образуването на спори. Тези спори се делят чрез митоза и формират хаплоидно поколение наречено гаметофит. Върху гаметофита, чрез митоза се формират гаметите. Те се сливат и образуват диплоидна зигота, която се дели чрез митоза и дава диплоидно поколение, наречено спорофит.
• Диплонтните организми (животни и някои растения) са диплоидни и гаметите са единствените хаплоидни клетки в жизнения им цикъл. Гаметите се образуват след мейоза, сливат се и дават началото на зигота.

Всяка диплоидна клетка има по две копия от всяка хромозома, известни като хомоложни хромозоми. Двете хомоложни хромозоми си приличат по размер, форма, мястото на центромерата и вида на генетичната информация която носят, като едната идва от бащината гамета, а втората - от майчината гамета. Например, при човека всяка соматична клетка има 23 двойки хомоложни хромозоми, даващи общия брой от 46 хромозоми.

Мейоза протича само при специализирани диплоидни клетки и то единствено в определен период от жизнения цикъл на съответния организъм. Чрез мейоза и цитокинеза от диплоидната майчината клетка се получават четири хаплоидни клетки - наричани или гамети или мейоспори.
Гамета е клетка, която се слива с друга гамета и дава началото на зигота, а тя от своя страна на нов организъм.
Спора е клетка, която може да даде началото на нов организъм, без да се слива с друга клетка.

При мейозата ядрото на диплоидната клетка преминава през две последователни деления известни като Мейоза I и Мейоза II, предшествани от само една репликация на ДНК.

Мейозата е непрекъснат процес, но за по-лесно изучаване се разделя на два етапа, наричани мейоза I и мейоза II. Както при митозата всеки един от тях се подразделя на профаза, метафаза, анафаза и телофаза. При мейозата обаче профаза I е много по-продължителна и сложна.

Първото мейотично делене редуцира хромозомния брой

Мейоза I започва след приключване на интерфазата. Хромозомите са удвоени и всяка се състои от две идентични сестрински хроматиди, свързани с центромера.

Профаза I

В нея хомоложните хромозоми се асоциират тясно в биваленти посредством синапсис, разменят си сегменти чрез кросинговър, след което се раздалечават оставайки свързани само в отделни точки, наречени хиазми.

Профаза I започва със спирализиране и кондензиране на хромозомите, които стават видими на светлинен микроскоп като дълги, тънки нишки. Всяка хромозома е удвоена през синтетичния период на интерфазата и се състои от две идентични, свързани заедно, сестрински хроматиди. На този ранен етап на профаза I сестринските хроматиди не са отделени една от друга и удвоените хромозоми изглеждат като единични, а не двойни нишки.

Преди отделните хроматиди да станат видими, хомоложните хромозоми се придвижват една към друга и образуват двойки - известни като биваленти. Формирането на бивалентите е много прецизен процес, при който зоните с еднаква ДНК секвенция в хомоложните хромозоми се разполагат една до друга. Процеса на формиране на двойките хомоложни хромозоми се нарича синапсис и започва от една или няколко точки по дължината на хромозомите и протича по модел на затваряне на цип.
В бивалентите хомоложните хромозоми са разположени плътно една до друга и са устойчиво свързани заедно, посредством субмикроскопична структура наречена синаптонемален комплекс. Той е изграден от протеини и прилича на стълба.
Веднъж формирани, бивалентите продължават силно да се спирализират, кондензират и скъсяват. В този период (когато бивалентите са максимално спирализирани, скъсени и свързани посредством синаптонемалния комплекс) става размяна на сегменти между хроматидите - процес известен като кросинговер. Кросинговерът причинява рекомбинация на наследствените белези и повишава варирането на признаците.

След кросинговера сестринските хроматиди на хомоложните хромозоми вече не са идентични.

Към края профаза I синаптонемалния комплекс се дезинтегрира и хомоложните хромозоми започват да се разделят и отблъскват една от друга, като остават свързани заедно само в определени точки (местата на рекомбинация), известни като хиазми. Една или повече хиазми могат да се появят върху всяко рамо на хромозомата или може да има само една хиазма за целия бивалент. Задължително обаче ще има поне една хиазма, която да държи двете хомоложни хромозоми заедно.
Профаза I завършва с изчезване на ядърцето и разпадане на ядрената обвивка.

Метафаза I

Започва с появата на делителното вретено. Хиазмите държат хомоложните хромозоми заедно, така че само едната страна на центомерата на всяка хомоложна хромозома е обърната навън и достъпна за прикачване към кинетохорните микротръбички. В резултат на това микротръбичките могат да се прикрепят само към външната страна на кинетохорите. Всяка хомоложна хромозома от съответния бивалент, се прикрепя към микротръбички излизащи от противоположни полюси на делителното вретено. Метафаза I завършва с подреждане на бивалентите в екваториалната плоскост на делителното вретено, като е въпрос на шанс коя от хомоложните хромозоми в бивалента към кой полюс на делителното вретено ще се ориентира.

Анафаза I

Нишките на делителното вретено започват да се скъсяват, разкъсват хиазмите, хомоложните хромозоми от бивалентите се разделят и започнат да се придвижват към противоположните полюси на делителното вретено. Така във всеки от двата полюса на делителното вретено се изтеглят половината от хомоложните хромозоми. Всяка хомоложна хромозома се състои от две хроматиди, свързани заедно с центромерите си. В края на анафазата хромозомите са разделени наполовина и във всеки от полюсите на делителното вретено има по един пълен хаплоиден хромозомен набор. Понеже хомоложните хромозоми се разполагат на случаен принцип в метафазната пластинка, всеки полюс на делителното вретено може да получи или бащина или майчина хомоложна хромозома.

Телофаза I

Някои организми имат телофаза I, която протича с образуване на ядрена обвивка. В този случай, след появата на ядрената обвивка хромозомите деспирализират и се удължават, делителното вретено се разрушава, появява се ядърцето и телофазата постепенно преминава в интерфаза, наричана интеркинеза. През нея не се извършва репликация на хромозомите, защото те вече са удвоени и се състоят от две хроматиди.
При други организми, хромозомите преминават повече или по-малко директно към профаза на второто мейотично делене.

Второто мейотично делене разделя сестринските хроматиди на всяка хромозома

Мейоза II прилича на типично митотично делене, с тази разлика, че не се предшества от репликация ДНК.

Профаза II

В профаза II хромозомите спирализират отново. В края на профаза II ядрените обвивки на двете ядра се разпадат, изчезват ядърцата (ако са се образували такава през телофаза I) и започва формирането на две делителни вретена. Те могат да бъдат разположени в една плоскост или под различен ъгъл едно спрямо друго

Метафаза II

Нишките делителното вретено се прикрепят към кинетохорите на всяка от двете сестрински хроматиди, така че всяка да е прикачена към срещуположен полюс на делителното вретено. Хромозомите се подреждат в екваториалната плоскост на делителните вретена и формират метафазни пластинки.

Анафаза II

Нишките на делителното вретено се скъсяват, центромерите се разделят и сестринските хроматиди (наричани вече хромозоми) се придвижват в противоположните полюси на делителното вретено.

Телофаза II

Формират се ядрени обвивки и се обособяват новите четири ядра. Появяват се ядърцата, хромозомите деспирализират и преминават в невидими хроматинови нишки. Образуват се клетъчни стени и се обособяват четири нови клетки.

Мейозата води до генетично разнообразие

Крайният резултат от мейозата са четири клетки с хаплоиден хромозомен набор. Всички те са генетично различни една от друга в резултат на:

• размяната на сегменти между хомоложните хромозоми при кросинговъра, предизвикваща рекомбиниране на гените, и
• произволното ориентиране на бивалентите в метафаза I, така че е въпрос на случайност, коя от хомоложните хромозоми в кой полюс на делителното вретено ще се озове. Например при човека, при наличните 23 двойки хомоложни хромозоми, възможните комбинации при ориентирането им към полюсите са 8 388 608 (формулата е 2 на степен n, в случая 2 на степен 23).

Получените хаплоидни клетки могат да се развият директно в гамети, както е при животните, или в спори, както е при растенията, гъбите и много протисти.

Има три основни разлики между мейозата и митозата

1. Независимо че при мейозата протичат две последователни деления на ядрото, те са предшествани само от една репликация на ДНК. Удвояването на ДНК протича преди започване на митозата и мейоза I, но не и преди започване на мейоза II.
2. Всяко от четирите ядра получени при мейозата е хаплоидно, т.е съдържа само един хромозомен набор от тези на диплоидната майчина клетка. При митозата двете новополучени ядра имат идентичен диплоиден хромозомен брой като майчината клетка.
3. Всяко от четирите ядра получени при мейозата има различна генетична информация от останалите и от изходната клетка, докато ядрата получени чрез митоза имат идентична генетична информация.

Грешки при мейозата

• Хомоложните хромозоми могат да не се разделят в мейоза I, или
• Сестринските хроматиди могат да не се разделят в мейоза II

Резултат:
получават се анеуплоидни клетки – клетки, които имат екстра копие на дадена хромозома или недостиг на дадена хромозома.

Анеуплоидията води до генетични увреждания

Например, ако при формирането на човешка яйцеклетка, двете хомоложни хромозоми на хромозома 21 не се разделят и отидат в единия полюс на делителното вретено, две от получените яйцеклетки ще имат по две хромозоми №21, а другите две няма да имат изобщо хромозома 21.
При оплождане на анеуплоидна яйцеклетка от нормален сперматозоид получената зигота:
→ или ще има три копия на хромозома 21 (тризоми) -  (ражда се дете с Даун синдром),
→ или ще има само едно копие на хромозома 21 (монозоми)

Тризомите и съответните монозоми са изненадващо чести в човешките зиготи

• 10 до 30 % от всички зачевания показват анеуплоидия.
  Повечето от зародишите развиващи се от такива зиготи не оцеляват до раждане, а родените деца от такива зиготи не доживяват до 1 година.
  
  
• Тризомите и монозомите за повечето хромозоми (с изключение на хромозома 21) са смъртоносни за зародиша.

• 1/5 от всички регистрирани бременности са спонтанно абортирани, заради такива тризоми и монозоми през първите 2 месеца на бременността.
  Действителният процент на спонтанно прекъснатите бременности всъщност е значително по-висок, защото ранните бременности остават нерегистрирани изобщо.