Tämä artikkeli auttaa sinua tutkimaan yksityiskohtaisesti yhden diploidisen solun jakautumismuodon, nimittäin meioosijärjestelmän, prosessia. Siinä opit kuinka monesta vaiheesta tämä prosessi koostuu, mitä ominaisuuksia kullakin vaiheella on, missä vaiheessa kromosomikonjugaatio tapahtuu, mikä on crossing over ja mikä on kunkin jakautumisvaiheen tehokkuus.

Käsitteen "meioosi" merkitys

Tämä jakautumismuoto on pääasiassa ominaista lisääntymisjärjestelmän soluille, nimittäin munasarjoille ja siittiöille. Meioosin avulla diploidisesta emosolusta muodostuu neljä haploidista sukusolua, joissa on n sarja kromosomeja.

Prosessi koostuu kahdesta vaiheesta:

• Pelkistys, meioosi 1 - koostuu neljästä vaiheesta: profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi. Meioosin ensimmäinen jakautuminen päättyy kahden haploidisen solun muodostumiseen diploidisesta solusta.
• Yhtälövaihe, meioosi 2 , on menettelyllisesti samanlainen kuin mitoosi. Tälle vaiheelle on ominaista sisarkromosomien erottuminen ja niiden eroaminen eri napoihin.

Jokainen vaihe koostuu neljästä peräkkäisestä vaiheesta, jotka siirtyvät sujuvasti toisiinsa. Kahden jakautumisvaiheen välillä ei käytännössä ole interfaasia, joten toistuvaa DNA:n replikaatioprosessia ei tapahdu.

Riisi. 1. Kaavio meioosin ensimmäisestä jakautumisesta.

Jaon ensimmäisen vaiheen piirre on profaasi 1, joka koostuu viidestä erillisestä vaiheesta. Selitys kussakin niistä tapahtuvista prosesseista löytyy alla olevasta taulukosta. Profaasin 1 aikana kromosomit lyhenevät spiralisoitumisen vuoksi. Homologiset kromosomit ovat niin tiiviisti yhteydessä toisiinsa, että tapahtuu konjugaatioprosessi (kromosomien osien yhdistäminen ja yhdistäminen).

Tällä hetkellä jotkin ei-sisarkromosomien osat voivat vaihtaa keskenään, tätä prosessia kutsutaan ylittämiseksi.

Riisi. 2. Toisen meioottisen jaon kaavio.

Meioosin vaihetaulukko

Vaihe	Erikoisuudet
Profaasi 1	Koostuu viidestä vaiheesta: Leptoteeni(ohuet langat) - kromatiinirakeiden sijaan ilmestyy ohuita kromosomilankoja; Tsygoteeni(säikeiden yhdistelmä) - konjugaatioprosessi tapahtuu; Pachytena(paksut langat) - kromosomiosien ylittyminen on ominaista; Diplotena(kaksoislanka) - chiasmata ja kromatidit ovat näkyvissä; Diakineesi– kromosomit lyhenevät, sentromeerit hylkivät toisiaan, tumakalvot ja tuma hajoavat ja muodostuu kara.
Metafaasi 1	Kromosomit ovat linjassa karan ekvaattorilla, kun taas sentromeerien suuntaus napoja kohti on täysin satunnainen.
Anafaasi 1	Homologiset kromosomit siirtyvät eri napoihin, kun taas sisarkromosomit ovat edelleen yhteydessä sentromeeriin.
Telofaasi 1	Telofaasin loppua leimaa kromosomien despiralisaatio ja uuden ydinvaipan muodostuminen.
Profaasi 2	Uusi fissiokara palautuu, ydinkalvo liukenee.
Metafaasi 2	Kromosomit ovat linjassa karan ekvatoriaalisessa osassa.
Anafaasi 2	Sentromeerit jakautuvat ja kromatidit siirtyvät vastakkaisille navoille.
Telofaasi 2	Yhdestä haploidisesta ytimestä muodostuu kaksi haploidista joukkoa, joiden sisällä on yksi kromatidi.

Tämän jakautumisen tuloksena yhdestä diploidisesta solusta muodostuu neljä haploidisen sarjan omaavaa sukusolua. Geneettisesti jokaisella neljästä solusta on oma erityinen geneettinen sisältönsä.

TOP 4 artikkeliajotka lukevat tämän mukana

Riisi. 3. Gametogeneesin kaavio.

Ylitysprosessi ei ole tyypillistä meioosille 2, koska kromosomien välinen osien vaihto tapahtuu ensimmäisen jakautumisen profaasissa.

Mitä olemme oppineet?

Sukurauhasten solujakautuminen tapahtuu meioosin kautta, joka koostuu kahdesta jakautumisvaiheesta. Jokaisessa vaiheessa on neljä vaihetta: profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi. Ensimmäisen jakautumisvaiheen piirre on kahden solun muodostuminen haploidisella kromosomijoukolla. Toisen jaon tuloksena muodostuneiden sukusolujen lukumäärä on neljä.

Testi aiheesta

Raportin arviointi

Keskiarvoluokitus: 4.1. Saatujen arvioiden kokonaismäärä: 206.

Meioosi - eräänlainen mitoosi, jonka seurauksena diploidista (2p) somaattiset solut sukurauhaset tuottavat haploidisia sukusoluja (1n). Hedelmöityksen aikana sukusolujen ytimet fuusioituvat ja kromosomien diploidisarja palautuu. Siten meioosi varmistaa, että kromosomisarja ja DNA:n määrä pysyvät vakiona kullekin lajille.

Tuloksena meioosi I kromosomien määrä puolittuu ( vähennysosasto);

meioosissa II solujen haploidia säilyy (yhtälöjako). Meioosiin saapuvat solut sisältävät 2n2xp geneettistä tietoa.

Meioosin I profaasissa Kromatiinin spiralisoituminen tapahtuu asteittain kromosomien muodostumisen myötä. Homologiset kromosomit yhdistyvät muodostaakseen yleinen rakenne, joka koostuu kahdesta kromosomista (kaksiarvoisesta) ja neljästä kromatidista (tetradi).

Kahden homologisen kromosomin kosketusta koko pituudelta kutsutaan konjugaatio.

Sitten homologisten kromosomien väliin ilmaantuu hylkiviä voimia, ja kromosomit eroavat ensin sentromeereistä, pysyen yhteydessä käsivarsissa ja muodostavat decussaatioita (chiasmata). Kromatidien erot kasvavat vähitellen ja hiusristikko liikkuu niiden päitä kohti.

Konjugaatioprosessin aikana homologisten kromosomien joidenkin kromatidien välillä voi tapahtua alueiden vaihtoa - ylittämällä, mikä johtaa geneettisen materiaalin rekombinaatioon. Profaasin lopussa ydinvaippa ja nukleolit ​​liukenevat ja muodostuu akromaattinen kara. Geneettisen materiaalin sisältö pysyy samana (2n2хр).

1)Metavaiheessa Meioosissa I kromosomikaksiarvot sijaitsevat solun ekvatoriaalisessa tasossa. Tällä hetkellä niiden spiralisoituminen saavuttaa maksiminsa. Geneettisen materiaalin sisältö ei muutu (2n2xr).

2) Anafaasissa Meioosi I -homologiset kromosomit, jotka koostuvat kahdesta kromatidista, siirtyvät lopulta poispäin toisistaan ​​ja hajaantuvat solun napoihin. Tästä johtuen kustakin homologisesta kromosomiparista vain yksi pääsee tytärsoluun - kromosomien lukumäärä puolittuu (pieneneminen tapahtuu). Geneettisen materiaalin sisällöstä tulee 1n2xp jokaisessa navassa.

3) Telofaasissa Ytimet muodostuvat ja sytoplasma jakautuu - muodostuu kaksi tytärsolua. Tytärsolut sisältävät haploidisen joukon kromosomeja, jokainen kromosomi sisältää kaksi kromatidia (1n2хр).

Biologinen merkitys meioosi:

1) on gametogeneesin päävaihe;

2) varmistaa geneettisen tiedon siirtymisen organismista eliöön seksuaalisen lisääntymisen aikana;

3) tytärsolut eivät ole geneettisesti identtisiä äidin ja toistensa kanssa.

Siten meioosin seurauksena yhdestä diploidisesta emosolusta muodostuu 4 solua, joissa on haploidinen kromosomisarja. Lisäksi meioosin I profaasissa tapahtuu geneettisen materiaalin rekombinaatio (risteytyminen), ja anafaasissa I ja II kromosomit ja kromatidit siirtyvät satunnaisesti jompaankumpaan napaan. Nämä prosessit ovat syynä yhdistelmävaihtelulle.

18: Elävien organismien aseksuaalinen lisääntyminen:

Aseksuaalinen lisääntyminen koskee yhtä yksilöä solumekanismi on mitoosi.

Aseksuaaliset lisääntymismenetelmät:

1) Solunjakautuminen - ominaista vain yksisoluisille organismeille (sienille...)

1. Monotomia

2. Palintamy

3. Skitsogony

4. Anisotomia

2) Fragmentoituminen – perusta on regeneraatioprosessi, ts. kadonneiden elinten tai niiden osien palauttaminen. (mato)

3) orastava – ominaista bakteereille, sienille, koelenteraateille ja vaippaeläimille).

4) Itiöinti on itiöiden lisääntymistä. (bakteerit, korkeammat ja alemmat kasvit)
On riitoja: 1. Zoosporit (liikkuvat)

Meioosi (kreikasta meioosi- pelkistyminen) on erityinen eukaryoottisolujen jakautumisen tyyppi, jossa DNA:n yhden kaksinkertaistumisen jälkeen solu jaettu kahdesti , ja yhdestä diploidisesta solusta muodostuu 4 haploidia. Koostuu kahdesta peräkkäisestä divisioonasta (nimetty I ja II); jokainen niistä, kuten mitoosi, sisältää 4 vaihetta (profaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi) ja sytokineesi.

Meioosin vaiheet:

Prophase minä , se on monimutkainen, jaettu 5 vaiheeseen:

1. Leptonema (kreikasta leptos- ohut, nema– lanka) – kromosomit kiertyvät ja tulevat näkyviin ohuina lankoina. Jokainen homologinen kromosomi on jo replikoitunut 99,9-prosenttisesti ja koostuu kahdesta sisarkromatidista, jotka on liitetty toisiinsa sentromeerissä. Geneettisen materiaalin sisältö - 2 n 2 xp 4 c. Kromosomit proteiiniklustereiden avulla ( kiinnityslevyt ) on kiinnitetty molemmista päistä ydinvaipan sisäkalvoon. Ydinvaippa on säilynyt, ydin on näkyvissä.

2. Zygonema (kreikasta zygon – parillinen) – homologiset diploidikromosomit ryntäävät toisiaan kohti ja yhdistyvät ensin sentromeerialueella ja sitten koko pituudelta ( konjugaatio ). Muodostuvat bivalentteja (alkaen lat. bi - kaksinkertainen, valens– vahva), tai tetradit kromatidi. Bivalenttien lukumäärä vastaa haploidista kromosomijoukkoa, geneettisen materiaalin sisältö voidaan kirjoittaa muodossa 1 n 4 xp 8 c. Jokainen yhden bivalentin kromosomi tulee joko isältä tai äidiltä. Sukupuolikromosomit sijaitsee lähellä ydinkalvoa. Tätä aluetta kutsutaan sukuelinten rakkula.

Homologisten kromosomien välillä kussakin bivalentissa, erikoistunut synaptonemaaliset kompleksit (kreikasta synapsi– sidos, yhteys), jotka ovat proteiinirakenteita. Suurella suurennuksella kompleksissa näkyy kaksi rinnakkaista proteiinilankaa, kumpikin 10 nm paksu, ja niitä yhdistää ohuet, noin 7 nm:n poikittaiset raidat, joiden molemmilla puolilla on kromosomeja monien silmukoiden muodossa.

Kompleksin keskustassa on aksiaalinen elementti paksuus 20-40 nm. Synaptonemaalista kompleksia verrataan köysitikkaat , jonka sivut muodostuvat homologisista kromosomeista. Tarkempi vertailu - vetoketju .

Tsygoneeman loppuun mennessä jokainen homologinen kromosomipari on kytketty toisiinsa synaptonemaalisten kompleksien avulla. Vain sukupuolikromosomit X ja Y eivät konjugoidu täysin, koska ne eivät ole täysin homologisia.

3. B pachyneme (kreikasta pahys– paksu) kaksiarvoiset aineet lyhentävät ja paksunevat. Äidin ja isän alkuperää olevien kromatidien välillä on yhteyksiä useissa paikoissa - chiasmata (kreikasta.c hiazma- risti). Jokaisen chiasmin alueella on mukana proteiinikompleksi rekombinaatio (d~ 90 nm), ja homologisten kromosomien vastaavien osien vaihto tapahtuu - isältä äidille ja päinvastoin. Tätä prosessia kutsutaan crossover (englannista Kanssarossing- yli– risteys). Esimerkiksi kussakin ihmisen bivalentissa ylitys tapahtuu kahdella tai kolmella alueella.

4. B diplonema (kreikasta diploos– kaksois) synaptonemaaliset kompleksit hajoavat ja jokaisen bivalentin homologiset kromosomit siirtyä pois toisistaan, mutta niiden välinen yhteys säilyy chiasmata-vyöhykkeillä.

5. Diakineesi (kreikasta diakineiini- kulkea läpi). Diakineesissa kromosomien kondensaatio on valmis, ne erotetaan ydinkalvosta, mutta homologiset kromosomit pysyvät edelleen kytkettyinä toisiinsa terminaalisilla osilla ja kunkin kromosomin sisarkromatidit sentromeereillä. Bivalentit saavat oudon muodon renkaat, ristit, kahdeksat jne. Tällä hetkellä ydinkalvo ja nukleolit ​​tuhoutuvat. Replikoidut sentriolit ohjataan napoihin, ja karan säikeet kiinnittyvät kromosomien sentromeereihin.

Yleensä meioottinen profaasi on hyvin pitkä. Kun siittiöt kehittyvät, se voi kestää useita päiviä, ja kun munasolut kehittyvät, se voi kestää useita vuosia.

Metafaasi minä muistuttaa samanlaista mitoosivaihetta. Kromosomit on asennettu ekvatoriaaliseen tasoon muodostaen metafaasilevyn. Toisin kuin mitoosi, karan mikrotubulukset ovat kiinnittyneet kunkin kromosomin sentromeeriin vain toisella puolella (napapuolella), ja homologisten kromosomien sentromeerit sijaitsevat päiväntasaajan molemmilla puolilla. Kromosomien välinen yhteys chiasmatan avulla säilyy edelleen.

SISÄÄN anafaasi minä chiasmata hajoaa, homologiset kromosomit eroavat toisistaan ​​ja hajaantuvat napoihin. Sentromeerit näistä kromosomeista, toisin kuin mitoosin anafaasi, ei kopioida, mikä tarkoittaa, että sisarkromatidit eivät erotu. Kromosomierottelu on satunnainen luonne. Geneettisen tiedon sisältö muuttuu 1 n 2 xp 4 c solun jokaisessa navassa ja solussa kokonaisuudessaan - 2(1 n 2 xp 4 c) .

SISÄÄN telofaasi minä , kuten mitoosissa, muodostuu, muodostuu ja syvenee ydinkalvoja ja nukleoleja halkeamisvao. Sitten se tapahtuu sytokineesi . Toisin kuin mitoosissa, kromosomien hajoamista ei tapahdu.

Meioosin I seurauksena muodostuu 2 tytärsolua, jotka sisältävät haploidisen kromosomisarjan; Jokaisessa kromosomissa on 2 geneettisesti erilaista (rekombinanttia) kromatidia: 1 n 2 xp 4 c. Siksi meioosin seurauksena I tapahtuu vähentäminen (puolittaa) kromosomien lukumäärän, mistä tulee ensimmäisen jaon nimi - vähentäminen .

Meioosin päätyttyä aloitan lyhyt aika -interkineesi , jonka aikana DNA:n replikaatiota ja kromatidin monistumista ei tapahdu.

Prophase II ei kestä kauan, eikä kromosomikonjugaatiota tapahdu.

SISÄÄN metafaasi II kromosomit asettuvat ekvatoriaaliseen tasoon.

SISÄÄN anafaasi II Sentromeerialueen DNA replikoituu, kuten tapahtuu mitoosin anafaasissa, kromatidit liikkuvat kohti napoja.

Jälkeen telofaasit II Ja sytokineesi II muodostuu tytärsoluja, jotka sisältävät geneettistä materiaalia jokaisessa - 1 n 1 xp 2 c. Yleensä toista divisioonaa kutsutaan yhtälö (tasoitus).

Joten kahden peräkkäisen meioottisen jakautumisen seurauksena muodostuu 4 solua, joista jokainen kantaa haploidisen kromosomisarjan.

Solujen jakautuminen meioosin kautta tapahtuu kahdessa päävaiheessa: meioosi I ja meioosi II. Meioottisen prosessin lopussa muodostuu neljä. Ennen kuin jakautuva solu siirtyy meioosiin, se käy läpi ajanjakson, jota kutsutaan interfaasiksi.

Interfaasi

• Vaihe G1: solun kehitysvaihe ennen DNA-synteesiä. Tässä vaiheessa jakautumiseen valmistautuvan solun massa kasvaa.
• S-vaihe: ajanjakso, jonka aikana DNA syntetisoidaan. Useimmissa soluissa tämä vaihe kestää lyhyen ajan.
• Vaihe G2: DNA-synteesin jälkeinen ajanjakso, mutta ennen profaasin alkamista. Solu jatkaa lisäproteiinien syntetisoimista ja koon kasvattamista.

Interfaasin viimeisessä vaiheessa solussa on vielä nukleoleja. ydinkalvon ympäröimä ja solujen kromosomit monistettu, mutta muodossa . Kaksi paria, jotka muodostuvat yhden parin replikaatiosta, sijaitsevat ytimen ulkopuolella. Interfaasin lopussa solu siirtyy meioosin ensimmäiseen vaiheeseen.

Meioosi I:

Profaasi I

Meioosin I-vaiheessa tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Kromosomit tiivistyvät ja kiinnittyvät ydinvaippaan.
• Synapsis tapahtuu (homologisten kromosomien pareittainen yhdistäminen) ja muodostuu tetradi. Jokainen tetradi koostuu neljästä kromatidista.
• Geneettinen rekombinaatio voi tapahtua.
• Kromosomit tiivistyvät ja irtoavat ydinkalvosta.
• Vastaavasti sentriolit siirtyvät poispäin toisistaan ​​ja ydinvaippa ja nukleolit ​​tuhoutuvat.
• Kromosomit alkavat siirtyä metafaasilevylle (ekvatoriaaliselle levylle).

Profaasin I lopussa solu siirtyy metafaasiin I.

Metafaasi I

Meioosin metafaasissa I tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Tetradit ovat kohdakkain metafaasilevyllä.
• Homologiset kromosomit ovat suunnattu solun vastakkaisiin napoihin.

Metafaasin I lopussa solu siirtyy anafaasiin I.

Anafaasi I

Meioosin anafaasissa I tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Kromosomit siirtyvät solun vastakkaisiin päihin. Samoin kuin mitoosi, kinetokorit ovat vuorovaikutuksessa mikrotubulusten kanssa siirtääkseen kromosomeja solun napoihin.
• Toisin kuin mitoosi, ne pysyvät yhdessä siirryttyään vastakkaisiin napoihin.

Anafaasi I:n lopussa solu siirtyy telofaasiin I.

Telofaasi I

Meioosin telofaasissa I tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Karan kuidut jatkavat homologisten kromosomien siirtämistä napoihin.
• Kun liike on valmis, solun jokaisessa napassa on haploidi määrä kromosomeja.
• Useimmissa tapauksissa sytokineesi (jakautuminen) tapahtuu samanaikaisesti telofaasi I:n kanssa.
• Telofaasin I ja sytokineesin lopussa muodostuu kaksi tytärsolua, joissa kummassakin on puolet alkuperäisen emosolun kromosomien määrästä.
• Solutyypistä riippuen voi esiintyä erilaisia ​​prosesseja valmistautuessaan meioosiin II. Geneettistä materiaalia ei kuitenkaan kopioida uudelleen.

Telofaasin I lopussa solu siirtyy profaasiin II.

Meioosi II:

Profaasi II

Meioosin II vaiheessa tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Ydin ja ytimet tuhoutuvat, kun fissiokara ilmestyy.
• Kromosomit eivät enää replikoidu tässä vaiheessa.
• Kromosomit alkavat siirtyä metafaasilevylle II (solujen päiväntasaajalle).

Profaasin II lopussa solut siirtyvät metafaasiin II.

Metafaasi II

Meioosin metafaasissa II tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Kromosomit asettuvat metafaasilevylle II solujen keskelle.
• Sisarkromatidien kinetokorisäikeet eroavat vastakkaisille navoille.

Metafaasin II lopussa solut siirtyvät anafaasiin II.

Anafaasi II

Meioosin anafaasissa II tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Sisarkromatidit erottuvat ja alkavat siirtyä solun vastakkaisiin päihin (napoihin). Karan kuidut, jotka eivät ole yhteydessä kromatideihin, pidentävät ja pidentävät soluja.
• Kun parilliset sisarkromatidit on erotettu toisistaan, kutakin pidetään täydellisenä kromosomina, jota kutsutaan kromosomiksi.
• Valmistautuessaan meioosin seuraavaan vaiheeseen, kaksi solunapaa siirtyvät myös pois toisistaan ​​anafaasi II:n aikana. Anafaasi II:n lopussa jokainen napa sisältää täydellisen kokoelman kromosomeja.

Anafaasi II:n jälkeen solut siirtyvät telofaasiin II.

Telofaasi II

Meioosin II telofaasissa tapahtuu seuraavia muutoksia:

• Erilliset ytimet muodostuvat vastakkaisille navoille.
• Sytokineesi tapahtuu (sytoplasman jakautuminen ja uusien solujen muodostuminen).
• Meioosi II:n lopussa muodostuu neljä tytärsolua. Jokaisessa solussa on puolet alkuperäisen emosolun kromosomien määrästä.

Meioosin seuraus

Meioosin lopputuloksena on neljän tytärsolun tuotanto. Näillä soluilla on puolet niin monta kromosomea kuin vanhemmalla. Meioosin aikana muodostuu vain seksuaalisia osia. Toiset jakautuvat mitoosin kautta. Kun sukupuolet yhdistyvät hedelmöittymisen aikana, heistä tulee . Diploidisoluilla on täysi joukko homologisia kromosomeja.

Alla solusykli ymmärtää tapahtumasarjan solun muodostumisesta (mukaan lukien itse jakautumisesta) sen jakautumiseen tai kuolemaan. Aikaväliä jaosta jakoon kutsutaan välivaihe, joka puolestaan ​​on jaettu kolmeen jaksoon - G1 (esynteettinen), S (synteettinen) ja G2 (postsynteettinen). G1 on kasvujakso, ajallisesti pisin ja sisältää G0-jakson, jolloin kasvanut solu on joko levossa tai erilaistuu, muuttuu esimerkiksi maksasoluksi ja toimii maksasoluna ja sitten kuolee. Diploidisen solun kromosomien ja DNA:n joukko tänä aikana on 2n2c, missä n on kromosomien lukumäärä, c on DNA-molekyylien lukumäärä. S-jaksolla tapahtuu interfaasin päätapahtuma - DNA:n replikaatio ja kromosomi- ja DNA-sarja muuttuu 2n4c:ksi, joten DNA-molekyylien määrä on kaksinkertaistunut. G2:ssa solu syntetisoi aktiivisesti tarvittavia entsyymejä, organellien lukumäärä kasvaa, kromosomi- ja DNA-sarja ei muutu - 2n4c. Useimmat kirjoittajat kieltävät tällä hetkellä mahdollisuuden, että solu poistuisi G2-jaksosta G0-jaksoon.

Mitoosisykliä havaitaan soluissa, jotka jakautuvat jatkuvasti ja joilla ei ole G0-jaksoa. Esimerkki tällaisista soluista ovat monet epiteelin tyvikerroksen solut, hematopoieettiset kantasolut. Mitoosisykli kestää noin 24 tuntia, nopeasti jakautuvien ihmissolujen vaiheiden likimääräinen kesto on seuraava: G1-jakso - 9 tuntia, S-jakso - 10 tuntia, G2-jakso - 4,5 tuntia, mitoosi - 0,5 tuntia.

Mitoosi- eukaryoottisolujen pääasiallinen jakautumismenetelmä, jossa tytärsolut säilyttävät alkuperäisen emosolun kromosomisarjan.

Mitoosi on jatkuva prosessi, jossa on neljä vaihetta: profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi.

Prophase (2n4c) – ydinkalvo tuhoutuu fragmenteiksi, sentriolit hajoavat solun eri napoille, muodostuu karafilamentteja, tumasolut "katoavat" ja bikromatidikromosomit tiivistyvät. Tämä on mitoosin pisin vaihe.

Metafaasi (2n4c) – maksimaalisesti kondensoituneiden bikromatidikromosomien kohdistaminen solun ekvatoriaaliseen tasoon (muodostuu metafaasilevy), karafilamenttien kiinnittäminen toisessa päässä sentrioleihin, toisessa kromosomien sentromeereihin.

Anafaasi (4n4c) - kahden kromatidikromosomien jakautuminen kromatideiksi ja näiden sisarkromatidien hajoaminen solun vastakkaisiin napoihin (tässä tapauksessa kromatideista tulee itsenäisiä yksikromatidisia kromosomeja).

Telofaasi (2n2c kussakin tytärsolussa) - kromosomien dekondensaatio, ydinkalvojen muodostuminen kunkin kromosomiryhmän ympärille, karan lankojen hajoaminen, ytimen ilmestyminen, sytoplasman jakautuminen (sytotomia). Sytotomia eläinsoluissa tapahtuu katkaisuurasta, kasvisoluissa - solulevystä johtuen.

	Riisi. . Mitoosin vaiheet

Mitoosin biologinen merkitys. Tämän jakautumismenetelmän tuloksena muodostuneet tytärsolut ovat geneettisesti identtisiä äidin kanssa. Mitoosi varmistaa pysyvyyden kromosomisarja useiden solusukupolvien aikana. Se on sellaisten prosessien taustalla, kuten kasvu, uusiutuminen, suvuton lisääntyminen jne.

Toista meioottista jakoa (meioosi 2) kutsutaan yhtälöksi.

Profaasi 2 (1n2c). Lyhyesti sanottuna, profaasi 1, kromatiini on kondensoitunut, konjugaatiota ja risteytymistä ei ole, tapahtuu profaasille tavanomaisia ​​prosesseja - ydinkalvojen hajoaminen fragmenteiksi, sentriolien hajoaminen solun eri napoihin, karafilamenttien muodostuminen.

Metafaasi 2 (1n2c). Bikromatidikromosomit asettuvat solun ekvatoriaaliseen tasoon ja muodostuu metafaasilevy.

Edellytyksiä luodaan geneettisen materiaalin kolmannelle rekombinaatiolle - monet kromatidit ovat mosaiikkia ja niiden sijainti päiväntasaajalla määrittää, mihin napaan ne siirtyvät tulevaisuudessa. Karan filamentit ovat kiinnittyneet kromatidien sentromeereihin.

Anafaasi 2 (2n2с). Kaksikromatidiset kromosomit jakautuvat kromatideiksi ja nämä sisarkromatidit eroavat solun vastakkaisista napoista (tässä tapauksessa kromatideista tulee itsenäisiä yksikromatidisia kromosomeja), ja tapahtuu kolmas geneettisen materiaalin rekombinaatio.

Telofaasi 2 (1n1c jokaisessa solussa). Kromosomit dekondensoituvat, muodostuu tumakalvoja, karan filamentit tuhoutuvat, nukleolit ​​ilmestyvät ja sytoplasma jakautuu (sytotomia) muodostaen lopulta neljä haploidista solua.

Meioosin biologinen merkitys.

Meioosi on gametogeneesin keskeinen tapahtuma eläimillä ja sporogeneesin kasveilla. Sen avulla kromosomijoukon pysyvyys säilyy - sukusolujen fuusion jälkeen sen kaksinkertaistuminen ei tapahdu. Meioosin ansiosta muodostuu geneettisesti erilaisia ​​soluja, koska Meioosiprosessin aikana geneettisen materiaalin rekombinaatio tapahtuu kolme kertaa: johtuen risteytymisestä (profaasi 1), homologisten kromosomien satunnaisesta, itsenäisestä poikkeamisesta (anafaasi 1) ja satunnaisesta kromatidihajoamisesta (anafaasi 2).

Amitoosi – suora jako faasien välinen ydin supistumisen kautta ilman kromosomin spiralisoitumista, ilman karan muodostumista. Tytärsoluilla on erilaista geneettistä materiaalia. Voi rajoittua vain tuman jakautumiseen, mikä johtaa kaksi- ja monitumaisten solujen muodostumiseen. Kuvattu ikääntyville, patologisesti muuttuneille ja tuhoon tuomituille soluille. Amitoosin jälkeen solu ei pysty palaamaan normaaliin mitoosisykliin. Normaalisti sitä havaitaan pitkälle erikoistuneissa kudoksissa, soluissa, joiden ei enää tarvitse jakautua - epiteelissä, maksassa.

Gametogeneesi. Sukurauhaset muodostuvat sukurauhasissa - sukupuolirauhaset. Sukusolujen kehitysprosessia kutsutaan gametogeneesi. Siittiöiden muodostumisprosessia kutsutaan spermatogeneesi, ja munasolujen muodostuminen on oogeneesi (oogeneesi). Sukusolujen esiasteet - gametosyytit muodostuvat päälle alkuvaiheessa alkion kehitys sukurauhasten ulkopuolella ja sitten siirtyä niihin. Sukurauhasissa on kolme erilaista aluetta (tai vyöhykettä) - lisääntymisvyöhyke, kasvuvyöhyke ja sukusolujen kypsymisalue. Näillä alueilla esiintyy gametosyyttien lisääntymisen, kasvun ja kypsymisen vaiheita. Spermatogeneesissä on vielä yksi vaihe - muodostumisvaihe.

Lisääntymisvaihe. Diploidisolut tällä sukurauhasten alueella (gonadit) jakautuvat toistuvasti mitoosilla. Sukurauhasten solujen määrä kasvaa. Niitä kutsutaan oogonia Ja spermatogonia.

Kasvuvaihe. Tässä vaiheessa spermatogonia ja oogonia kasvavat ja DNA:n replikaatio tapahtuu. Tuloksena olevia soluja kutsutaan 1. asteen munasolut ja 1. kertaluvun spermatosyytit joukolla kromosomeja ja DNA:ta 2n4s.

Kypsytysvaihe. Tämän vaiheen olemus on meioosi. Ensimmäisen asteen gametosyytit siirtyvät ensimmäiseen meioottiseen jakautumiseen. Tämän seurauksena muodostuu toisen asteen (n2c) gametosyytit, jotka siirtyvät toiseen meioottiseen jakautumiseen, ja muodostuu soluja, joissa on haploidinen kromosomisarja (nc) - munat ja pyöreät siittiöt. Spermatogeneesi sisältää myös muodostumisvaihe, jonka aikana siittiöt muuttuvat siittiöiksi.

Spermatogeneesi. Murrosiän aikana kivesten siementiehyissä olevat diploidisolut jakautuvat mitoottisesti, mikä johtaa monien muiden solujen muodostumiseen. pienet solut, nimeltään spermatogonia. Jotkut tuloksena olevista soluista voivat toistua mitoottiset jakautumiset, mikä johtaa samojen spermatogoniasolujen muodostumiseen. Toinen osa lopettaa jakautumisen ja kasvaa, siirtyen spermatogeneesin seuraavaan vaiheeseen - kasvuvaiheeseen.

Sertoli-solut tarjoavat mekaanista suojaa, tukea ja ravintoa kehittyville sukusoluille. Spermatogonioita, joiden koko on kasvanut, kutsutaan 1. asteen spermatosyytit. Kasvuvaihe vastaa meioosin interfaasia 1, ts. Tämän prosessin aikana solut valmistetaan meioosiin. Kasvuvaiheen päätapahtumat ovat DNA:n replikaatio ja kerääntyminen ravinteita.

1. luokan siittiöt ( 2n4s) menevät meioosin ensimmäiseen (pelkistys) jakautumiseen, jonka jälkeen muodostuu toisen asteen siittiöitä ( n2c). Toisen kertaluvun spermatosyytit siirtyvät meioosin toiseen (yhtälölliseen) jakoon ja muodostuu pyöreitä siittiöitä ( nc). Yhdestä ensimmäisen asteen siittiösolusta syntyy neljä haploidista siittiösolua. Muodostumisvaiheelle on ominaista se, että alun perin pallomaiset siittiöt käyvät läpi sarjan monimutkaisia ​​muutoksia, joiden seurauksena siittiöitä muodostuu.

Ihmisellä spermatogeneesi alkaa murrosiässä, siittiöiden muodostumisaika on kolme kuukautta, ts. siittiöt uusitaan kolmen kuukauden välein. Spermatogeneesi tapahtuu jatkuvasti ja synkronisesti miljoonissa soluissa.

Siittiöiden rakenne. Nisäkkään siittiö on pitkän langan muotoinen.

Ihmisen siittiön pituus on 50-60 mikronia. Siittiöiden rakenne voidaan jakaa "päähän", "kaulan", väliosaan ja häntään. Pää sisältää ytimen ja acrosome. Ydin sisältää haploidisen joukon kromosomeja. Akrosomi (muunnettu Golgi-kompleksi) on organelli, joka sisältää entsyymejä, joita käytetään munan kalvojen liuottamiseen. Kaulassa on kaksi sentriolia ja väliosassa mitokondrioita. Häntä edustaa yksi, joissakin lajeissa kaksi tai useampia lippuja. Siima on liikeelinrakenne, ja se on rakenteeltaan samanlainen kuin alkueläinten siimat ja värekarvot. Siipien liikkumiseen käytetään ATP:n makroergisten sidosten energiaa; ATP:n synteesi tapahtuu mitokondrioissa. A. Leeuwenhoek löysi siittiön vuonna 1677.

Oogeneesi.

Toisin kuin siittiöiden muodostuminen, joka tapahtuu vasta murrosiän saavuttamisen jälkeen, munien muodostumisprosessi ihmisillä alkaa alkiokaudella ja etenee ajoittain. Alkiossa lisääntymis- ja kasvuvaiheet toteutuvat täysin ja kypsymisvaihe alkaa. Kun tyttö syntyy, hänen munasarjansa sisältävät satoja tuhansia ensimmäisen asteen munasoluja, jotka ovat pysähtyneet, "jäätyneet" meioosin 1. vaiheen diploteenivaiheessa.

Murrosiän aikana meioosi palaa: suunnilleen joka kuukausi sukupuolihormonien vaikutuksen alaisena yksi 1. asteen munasoluista (harvemmin kaksi) saavuttaa meioosin metafaasi 2 ja ovulaatio tässä vaiheessa. Meioosi voi edetä loppuun vain hedelmöittymisen, siittiöiden tunkeutumisen ehdolla; jos hedelmöitystä ei tapahdu, 2. asteen munasolu kuolee ja erittyy kehosta.

Oogeneesi tapahtuu munasarjoissa ja on jaettu kolmeen vaiheeseen - lisääntymiseen, kasvuun ja kypsymiseen. Lisääntymisvaiheen aikana diploidi oogonia jakautuu toistuvasti mitoosilla. Kasvuvaihe vastaa meioosin interfaasia 1, ts. Sen aikana solut valmistautuvat meioosiin; solujen koko kasvaa merkittävästi ravinteiden kertymisen vuoksi. Kasvuvaiheen päätapahtuma on DNA:n replikaatio. Kypsymisvaiheen aikana solut jakautuvat meioosin kautta. Ensimmäisen meioottisen jakautumisen aikana niitä kutsutaan ensimmäisen asteen munasoluiksi. Ensimmäisen meioottisen jakautumisen seurauksena syntyy kaksi tytärsolua: pienet, ns ensimmäinen napakappale ja suurempi - 2. asteen munasolu.

Meioosin toinen jakautuminen saavuttaa metafaasin 2, tässä vaiheessa tapahtuu ovulaatio - munasolu lähtee munasarjasta ja menee munanjohtimiin.

Jos siittiö tunkeutuu munasolun läpi, toinen meioottinen jakautuminen etenee loppuun munasolun ja toisen napakappaleen muodostuksella ja ensimmäinen polaarinen kappale kolmannen ja neljännen polaarisen kappaleen muodostumisella. Siten meioosin seurauksena yhdestä 1. kertaluvun munasolusta muodostuu yksi munasolu ja kolme polaarista kappaletta.

Munien rakenne. Munien muoto on yleensä pyöreä. Munien koot vaihtelevat suuresti - useista kymmenistä mikrometreistä useisiin senttimetreihin (ihmisen muna on noin 120 mikronia). Munien rakenteellisia ominaisuuksia ovat: plasmakalvon päällä olevien kalvojen läsnäolo; ja muiden läsnäolo sytoplasmassa

tai vähemmän Suuri määrä vararavinteita. Useimmissa eläimissä munissa on lisäkalvoja, jotka sijaitsevat sytoplasmisen kalvon päällä. Alkuperästä riippuen on: primaariset, sekundaariset ja tertiaariset kuoret. Primaariset kalvot muodostuvat munasolun ja mahdollisesti follikulaaristen solujen erittämistä aineista. Muodostuu kerros kosketuksiin munan sytoplasmisen kalvon kanssa. Se suorittaa suojaavan toiminnon, varmistaa siittiöiden tunkeutumisen lajispesifisyyden, eli ei salli muiden lajien siittiöiden tunkeutua munasoluun. Nisäkkäillä tätä kalvoa kutsutaan kiiltävä. Toissijaiset kuoret muodostuvat eritteistä follikulaariset solut munasarja. Kaikissa munissa niitä ei ole. Hyönteismunien toissijainen kuori sisältää kanavan - mikropyyn, jonka kautta siittiöt tunkeutuvat munaan. Tertiaariset kuoret muodostuvat munanjohtimien erityisten rauhasten toiminnan vuoksi. Esimerkiksi erityisten rauhasten eritteistä muodostuu linnuissa ja matelijoissa proteiinia, subshell-pergamentti-, kuori- ja suprakuorikalvoja.

Toissijaiset ja tertiaariset kalvot muodostuvat pääsääntöisesti eläinten munissa, joiden alkiot kehittyvät ulkoinen ympäristö. Koska nisäkkäät kehittyvät kohdunsisäisesti, niiden munasoluilla on vain ensisijainen, loistava kuori, jonka päällä sijaitsee säteilevä kruunu- follikulaarinen kerros, joka toimittaa ravinteita munalle.

Muniin kerääntyy ravintoainevarasto, jota kutsutaan keltuaiseksi. Se sisältää rasvoja, hiilihydraatteja, RNA:ta, mineraaleja, proteiineja, joista suurin osa on lipoproteiineja ja glykoproteiineja. Keltuainen sisältyy sytoplasmaan yleensä keltuaisrakeiden muodossa. Munaan kertyneen ravintoaineen määrä riippuu olosuhteista, joissa alkio kehittyy. Joten jos munan kehitys tapahtuu äidin kehon ulkopuolella ja johtaa suurten eläinten muodostumiseen, keltuainen voi muodostaa yli 95% munan tilavuudesta. Äidin kehon sisällä kehittyvät nisäkkään munat sisältävät pienen määrän keltuaista - alle 5%, koska alkiot saavat kehitykseen tarvittavat ravintoaineet äidiltä.

Sisältyvän keltuaisen määrästä riippuen erotetaan seuraavat munatyypit: alesitaalinen(eivät sisällä keltuaista tai pieniä määriä keltuaissulkeumia - nisäkkäät, litteät madot); isositaalinen(tasaisesti jakautuneen keltuaisen kanssa – lansetti, merisiili); kohtalaisen telolesitaalinen(epätasaisesti jakautuneen keltuaisen kanssa – kalat, sammakkoeläimet); jyrkästi telolesitaalinen(keltuainen ottaa suurin osa, ja vain pieni alue sytoplasmaa eläinnavalla on vapaa siitä - linnut).

Ravinteiden kertymisen vuoksi munat kehittävät napaisuutta. Vastakkaisia ​​napoja kutsutaan kasvullinen Ja eläimellinen. Polarisaatio ilmenee siinä, että ytimen sijainti solussa muuttuu (se siirtyy kohti eläinnapaa) sekä sytoplasmisten sulkeumien jakautumisessa (monissa munissa keltuaisen määrä kasvaa eläimestä vegetatiiviseen napaan ).

K. M. Baer löysi ihmisen munan vuonna 1827.

Lannoitus. Hedelmöitys on sukusolujen fuusioprosessi, joka johtaa tsygootin muodostumiseen. Itse hedelmöitysprosessi alkaa siittiön ja munasolun välisestä kosketuksesta. Tällaisen yhteydenoton hetkellä plasmakalvo Akrosomin uloskasvu ja viereinen akrosomaalisen vesikkelin kalvon osa liukenevat, hyaluronidaasientsyymi ja muut akrosomin sisältämät biologisesti aktiiviset aineet vapautuvat ja liuottavat osan munakalvosta. Useimmiten siittiö vetäytyy kokonaan munaan; joskus siima jää ulos ja heitetään pois. Siitä hetkestä lähtien, kun siittiö tunkeutuu munasoluun, sukusolut lakkaavat olemasta, koska ne muodostavat yhden solun - tsygootin. Siittiön ydin turpoaa, sen kromatiini löystyy, tuman kalvo liukenee ja muuttuu miehen esitumaan. Tämä tapahtuu samanaikaisesti munasolun ytimen toisen meioottisen jakautumisen valmistumisen kanssa, joka jatkui hedelmöittymisen vuoksi. Vähitellen munan ydin muuttuu naisen esiytimeksi. Protumat siirtyvät munan keskelle, tapahtuu DNA:n replikaatio, ja niiden fuusion jälkeen tsygootin kromosomi- ja DNA-sarja muuttuu 2n4c. Esitumien liitto edustaa itse hedelmöittymistä. Siten hedelmöitys päättyy tsygootin muodostumiseen, jossa on diploidinen ydin.

Seksuaaliseen lisääntymiseen osallistuvien yksilöiden lukumäärän mukaan ne erotetaan: ristihedelmöitys - hedelmöitys, jossa sukusolut muodostuivat erilaisia ​​organismeja; itsehedelmöitys - hedelmöitys, jossa saman organismin muodostamat sukusolut (heisimadot) sulautuvat yhteen.

Parthenogeneesi– neitseellinen lisääntyminen, yksi seksuaalisen lisääntymisen muodoista, jossa hedelmöittymistä ei tapahdu ja hedelmöittämättömästä munasolusta kehittyy uusi organismi. Sitä esiintyy useissa kasvilajeissa, selkärangattomissa ja selkärankaisissa, paitsi nisäkkäissä, joissa partenogeneettiset alkiot kuolevat alkion synnyn alkuvaiheessa. Partenogeneesi voi olla keinotekoista tai luonnollista.

Keinotekoisen partenogeneesin aiheuttaa ihminen aktivoimalla munasolua vaikuttamalla siihen erilaisia ​​aineita, mekaaninen ärsytys, kohonnut lämpötila jne.

Luonnollisen partenogeneesin aikana munasolu alkaa halkeilla ja kehittyä alkioksi ilman siittiön osallistumista vain sisäisen tai ulkoisista syistä. klo pysyvä (velvoittaa) partenogeneesissä munat kehittyvät vain partenogeneettisesti, esimerkiksi valkoihoisilla kiviliskoilla. Kaikki tämän lajin eläimet ovat vain naaraita. valinnainen Partenogeneesissä alkiot kehittyvät sekä partenogeneettisesti että seksuaalisesti. Klassinen esimerkki on, että mehiläisillä kuningattaren siittiö on suunniteltu niin, että se voi munia hedelmöittyneitä ja hedelmöittämättömiä munia, ja hedelmöittämättömistä kehittyy droonit. Hedelmöitetyistä munista kehittyy työmehiläisten toukkia - alikehittyneitä naaraita - tai kuningattareiksi - riippuen toukkien ravinnon luonteesta. klo syklinen