Хромосомы или ДНК? Как перестать путать митоз и мейоз

Удвоение ДНК не означает немедленного удвоения числа хромосом. После репликации одна хромосома состоит из двух сестринских хроматид, связанных в области центромеры. Каждая хроматида содержит одну молекулу ДНК. Пока хроматиды не разделились, мы считаем их одной удвоенной хромосомой.

Для примера возьмём условную диплоидную клетку с набором $2n=4$. Это учебная модель, а не клетка человека: маленькое число удобнее изображать и пересчитывать.

Начало и подготовка к делению

До удвоения ДНК в модели четыре хромосомы и четыре молекулы ДНК. После удвоения хромосом по-прежнему четыре, а молекул ДНК восемь. Запись меняется с $2n2c$ на $2n4c$: первая часть отвечает за набор хромосом, вторая — за количество ДНК относительно гаплоидного набора.

Сначала назовите момент клеточного цикла, потом выполняйте подсчёт. Вопрос «сколько ДНК у диплоидной клетки?» без уточнения стадии не имеет одного универсального ответа.

Что сохраняет митоз

При обычном митотическом делении сестринские хроматиды расходятся. После завершения деления каждая дочерняя клетка получает четыре однохроматидные хромосомы и четыре молекулы ДНК. Для рассматриваемой модели это снова $2n2c$.

В анафазе, пока клетка ещё не разделилась, разошедшиеся хроматиды уже считают самостоятельными хромосомами. Поэтому нельзя без уточнения переносить ответ «для дочерней клетки» на всю делящуюся клетку. Читайте, что именно требуется посчитать: весь объект, один полюс или конечный продукт.

Почему мейоз уменьшает набор

В первом делении расходятся гомологичные хромосомы. После завершения мейоза I у каждой клетки нашей модели две хромосомы, но каждая ещё двуххроматидная: всего четыре молекулы ДНК, запись $n2c$.

Во втором делении расходятся сестринские хроматиды. После мейоза II каждый из четырёх продуктов имеет две хромосомы и две молекулы ДНК: $n1c$. Между первым и вторым делением нового удвоения ДНК нет. Общую последовательность можно проверить в главе OpenStax о мейозе.

Считайте две колонки

Заведите таблицу «стадия / хромосомы / молекулы ДНК». Для нашей модели строки после подготовки, после первого и после второго деления будут: 4/8, 2/4, 2/2. Во второй и третьей строках мы считаем одну клетку, а не сумму по всем продуктам.

Это уточнение важнее запоминания готовой таблицы. Например, четыре конечных продукта вместе содержат восемь молекул ДНК, но ответ для одного продукта — две. Ошибка здесь связана не с биологией, а с выбранным объектом подсчёта.

Самостоятельный перенос

Повторите расчёт для исходного $2n=6$: до удвоения 6/6, после удвоения 6/12, после мейоза I в одной клетке 3/6, после мейоза II — 3/3. Попробуйте объяснить каждый переход словами, не смотря в предыдущие строки.

Закрепить клеточные процессы можно в биологии ЕГЭ, а повторить основу перед более сложными задачами — в биологии ОГЭ. Если числа понятны, переходите к вопросу о том, какие клетки и на каком этапе могут отличаться генетически.