ידוע על אורגניזמים חיים שהם נושמים, ניזונים, מתרבים ומתים; זהו תפקידם הביולוגי. אבל למה כל זה קורה? בשל הלבנים - תאים שגם נושמים, ניזונים, מתים ומתרבים. אבל איך זה קורה?

על מבנה התאים

הבית עשוי מלבנים, בלוקים או בולי עץ. כמו כן, ניתן לחלק אורגניזם ליחידות יסוד - תאים. כל המגוון של היצורים החיים מורכב מהם; ההבדל טמון רק בכמותם ובסוגיהם. הם מרכיבים שרירים עֶצֶם, עור, הכל איברים פנימיים- הם כל כך שונים במטרה שלהם. אבל ללא קשר לפונקציות שתא מסוים מבצע, כולן בנויות בערך אותו הדבר. קודם כל, לכל "לבנה" יש מעטפת וציטופלזמה עם אברונים הממוקמים בה. לתאים מסוימים אין גרעין, הם נקראים פרוקריוטים, אבל כל האורגניזמים המפותחים יותר או פחות מורכבים מאוקריוטים, שיש להם גרעין שבו מאוחסן מידע גנטי.

האברונים הממוקמים בציטופלזמה הם מגוונים ומעניינים; הם פועלים פונקציות חשובות. תאים ממקור בעלי חיים כוללים את הרטיקולום האנדופלזמי, ריבוזומים, מיטוכונדריה, קומפלקס גולגי, צנטרולים, ליזוזומים ואלמנטים מוטוריים. בעזרתם מתרחשים כל התהליכים המבטיחים את תפקוד הגוף.

פעילות התא

כפי שכבר צוין, כל היצורים החיים אוכלים, נושמים, מתרבים ומתים. הצהרה זו נכונה הן לגבי אורגניזמים שלמים, כלומר אנשים, בעלי חיים, צמחים וכו', והן לגבי תאים. זה מדהים, אבל לכל "לבנה" יש חיים משלה. בשל האברונים שלו, הוא קולט ומעבד חומרי הזנה, חמצן, ומסיר כל מה שלא נחוץ מבחוץ. הציטופלזמה עצמה והרשת האנדופלזמית ממלאות תפקיד הובלה, המיטוכונדריה אחראיות גם על הנשימה, כמו גם על מתן אנרגיה. מתחם גולגי אחראי על הצטברות ופינוי של חומרי פסולת מהתאים. גם אברונים אחרים משתתפים תהליכים מורכבים. ובשלב מסוים הוא מתחיל להתחלק, כלומר מתרחש תהליך הרבייה. כדאי לשקול בפירוט רב יותר.

תהליך חלוקת התא

רבייה היא אחד משלבי ההתפתחות של אורגניזם חי. כך גם לגבי תאים. בשלב מסוים מעגל החייםהם נכנסים למצב שבו הם מוכנים להתרבות. הם פשוט מתחלקים לשניים, מתארכים, ואז יוצרים מחיצה. תהליך זה פשוט ונחקר כמעט לחלוטין באמצעות הדוגמה של חיידקים בצורת מוט.

הדברים קצת יותר מסובכים. הם מתרבים בשלושה דרכים שונותאשר נקראים אמיטוזיס, מיטוזה ומיוזה. לכל אחד מהמסלולים הללו יש מאפיינים משלו, הוא טבוע בסוג מסוים של תא. אמיטוזיס

נחשב לפשוט ביותר, הוא נקרא גם ביקוע בינארי ישיר. כאשר זה מתרחש, מולקולת ה-DNA מכפילה את עצמה. עם זאת, לא נוצר ציר ביקוע, ולכן שיטה זו היא החסכונית ביותר באנרגיה. אמיטוזיס מתרחשת באורגניזמים חד-תאיים, בעוד שרקמות של אורגניזמים רב-תאיים מתרבים באמצעות מנגנונים אחרים. עם זאת, לעיתים נצפה כאשר הפעילות המיטוטית מופחתת, למשל, ברקמות בוגרות.

לִפְעָמִים חלוקה ישירהמבודד כסוג של מיטוזה, אבל כמה מדענים רואים בזה מנגנון נפרד. תהליך זה מתרחש די נדיר אפילו בתאים ישנים. לאחר מכן, המיוזה והשלבים שלה, תהליך המיטוזה, כמו גם הדמיון והשוני של שיטות אלה ייחשבו. לעומת חלוקה פשוטההם מורכבים ומושלמים יותר. זה נכון במיוחד עבור חלוקת הפחתה, ולכן המאפיינים של שלבי המיוזה יהיו המפורטים ביותר.

תפקיד חשוב בחלוקת התאים ממלאים centrioles - אברונים מיוחדים, הממוקמים בדרך כלל ליד מתחם גולגי. כל מבנה כזה מורכב מ-27 מיקרוטובולים, המקובצים בקבוצות של שלושה. המבנה כולו בצורת גליל. Centrioles מעורבים ישירות ביצירת ציר חלוקת התא במהלך תהליך החלוקה העקיפה, עליו נדון בהמשך.

מיטוזה

תוחלת החיים של התאים משתנה. חלקם חיים מספר ימים, וחלקם יכולים להיות מסווגים כארוכים, מכיוון שהשינוי המוחלט שלהם מתרחש לעתים רחוקות מאוד. וכמעט כל התאים הללו מתרבים באמצעות מיטוזה. על רובם עוברות בממוצע 10-24 שעות בין תקופות החלוקה. מיטוזה עצמה לוקחת פרק זמן קצר - בבעלי חיים בערך 0.5-1

שעה, ולצמחים בערך 2-3. מנגנון זה מבטיח את גדילת אוכלוסיית התאים ורבייה של יחידות זהות בתכולתן הגנטי. כך נשמרת המשכיות הדורות ברמה היסודית. במקרה זה, מספר הכרומוזומים נשאר ללא שינוי. מנגנון זה הוא סוג הרבייה הנפוץ ביותר של תאים אוקריוטיים.

המשמעות של חלוקה מסוג זה היא רבה - תהליך זה מסייע לרקמות לצמוח ולהתחדש, שבגללו מתרחשת התפתחות האורגניזם כולו. בנוסף, המיטוזה היא שעומדת בבסיס הרבייה הא-מינית. ופונקציה נוספת היא תנועת תאים והחלפת תאים שכבר מיושנים. לכן, אין זה נכון להניח שבגלל ששלבי המיוזה מורכבים יותר, תפקידה גבוה בהרבה. שני התהליכים הללו ממלאים תפקידים שונים והם חשובים ובלתי ניתנים להחלפה בדרכם.

מיטוזה מורכבת ממספר שלבים הנבדלים בתכונותיהם המורפולוגיות. המצב שבו התא מוכן לחלוקה עקיפה נקרא interphase, והתהליך עצמו מחולק ל-5 שלבים נוספים, שצריך להתייחס אליהם ביתר פירוט.

שלבים של מיטוזה

תוך כדי שלב, התא מתכונן להתחלק: DNA וחלבונים מסונתזים. שלב זה מחולק לעוד כמה, שבמהלכם מתרחשת צמיחת המבנה כולו והכפלת הכרומוזומים. התא נשאר במצב זה עד 90% ממחזור חייו כולו.

10% הנותרים תפוסים על ידי החלוקה עצמה, המחולקת ל-5 שלבים. במהלך מיטוזה של תאי צמחים משתחרר גם קדם-פרופאז, אשר נעדר בכל שאר המקרים. נוצרים מבנים חדשים, הגרעין נע למרכז. נוצר סרט preprophase, המסמן את האתר הצפוי לחלוקה עתידית.

בכל שאר התאים, תהליך המיטוזה מתנהל באופן הבא:

שולחן 1

שם במה	מאפיין
פרופאזה	הגרעין גדל בגודלו, הכרומוזומים שבו ספירליים, הופכים גלויים במיקרוסקופ. ציר ביקוע נוצר בציטופלזמה. הגרעין מתפרק לעתים קרובות, אבל זה לא תמיד קורה. התוכן של החומר הגנטי בתא נשאר ללא שינוי.
פרומטפאזה	הממברנה הגרעינית מתפרקת. כרומוזומים מתחילים תנועה פעילה אך אקראית. בסופו של דבר, כולם מגיעים למישור של לוח המטאפאזה. שלב זה נמשך עד 20 דקות.
מטאפאזה	הכרומוזומים מיושרים לאורך המישור המשווני של הציר במרחקים שווים בערך משני הקטבים. מספר המיקרוטובולים השומרים על המבנה כולו במצב יציב מגיע למקסימום. כרומטידות אחיות דוחות זו את זו, ושומרות על קשר רק בצנטרומר.
אנפאזה	השלב הקצר ביותר. הכרומטידות נפרדות ודוחות זו את זו לכיוון הקטבים הקרובים ביותר. תהליך זה מבודד לעיתים בנפרד ונקרא אנפאזה A. לאחר מכן, קטבי החלוקה עצמם מתפצלים. בתאים של פרוטוזואה מסוימות, הציר גדל עד פי 15. ותת-שלב זה נקרא אנפאזה B. משך ורצף התהליכים בשלב זה משתנים.
טלופאז	לאחר סיום ההתפצלות לקטבים מנוגדים, הכרומטידות נעצרות. כרומוזומים מתעבים, כלומר הם גדלים בגודלם. שחזור של הממברנות הגרעיניות של תאי הבת העתידיים מתחיל. מיקרוטובולים בציר נעלמים. נוצרים גרעינים וסינתזת RNA מתחדשת.

לאחר השלמת חלוקת המידע הגנטי, מתרחשת ציטוקינזיס או ציטוטומיה. מונח זה מתייחס להיווצרות גופי תאי בת מגוף האם. במקרה זה, האברונים, ככלל, מחולקים לשניים, אם כי חריגים אפשריים; נוצר מחיצה. ציטוקינזיס אינו מופרד לשלב נפרד; ככלל, הוא נחשב במסגרת הטלופאז.

אז, ברוב המקרים תהליכים מענייניםמעורבים כרומוזומים הנושאים מידע גנטי. מה הם ולמה הם כל כך חשובים?

לגבי כרומוזומים

עדיין אין להם את הרעיון הקל ביותרלגבי גנטיקה, אנשים ידעו שתכונות רבות של הצאצאים תלויות בהורים. עם התפתחות הביולוגיה, התברר כי מידע על אורגניזם מסוים מאוחסן בכל תא, וחלק ממנו מועבר לדורות הבאים.

בסוף המאה ה-19 התגלו כרומוזומים - מבנים המורכבים מאורך

מולקולות DNA. זה התאפשר עם שיפור המיקרוסקופים, וגם עכשיו ניתן לראות אותם רק בתקופת החלוקה. לרוב, התגלית מיוחסת למדען הגרמני וו. פלמינג, שלא רק ייעל את כל מה שנחקר לפניו, אלא גם תרם תרומה משלו: הוא היה מהראשונים שחקרו. מבנה תאי, מיוזה והשלבים שלה, וגם הציג את המונח "מיטוזה". עצם המושג "כרומוזום" הוצע מעט מאוחר יותר על ידי מדען אחר - ההיסטולוג הגרמני G. Waldeyer.

המבנה של הכרומוזומים כשהם נראים בבירור הוא די פשוט - הם שתי כרומטידות המחוברות באמצע באמצעות צנטרומר. זהו רצף נוקלאוטידים ספציפי וממלא תפקיד חשוב בתהליך רביית התאים. בסופו של דבר, הכרומוזום במראהו בפרופזה ובמטפאזה, כאשר ניתן לראותו בצורה הטובה ביותר, דומה לאות X.

בשנת 1900 התגלו עקרונות המתארים העברת מאפיינים תורשתיים. ואז התברר סופית שכרומוזומים הם בדיוק המידע הגנטי שמועבר דרכו. לאחר מכן, מדענים ערכו מספר ניסויים שהוכיחו זאת. ואז נושא המחקר היה ההשפעה שיש לחלוקת תאים עליהם.

מיוזיס

שלא כמו מיטוזה, מנגנון זה מוביל בסופו של דבר ליצירת שני תאים עם קבוצת כרומוזומים שקטנה פי 2 מהמקורית. לפיכך, תהליך המיוזה משמש כמעבר מהשלב הדיפלואידי לשלב הפלואידי, ובעיקר

אנחנו מדברים עלעל חלוקת הגרעין, ושנית, חלוקת התא כולו. שחזור מערך הכרומוזומים המלא מתרחש כתוצאה מהיתוך נוסף של גמטות. בשל הפחתת מספר הכרומוזומים, שיטה זו מוגדרת גם כ חלוקת הפחתהתאים.

Meiosis ושלביה נחקרו על ידי מדענים מפורסמים כמו V. Fleming, E. Strasburger, V. I. Belyaev ואחרים. המחקר של תהליך זה בתאים של צמחים ובעלי חיים כאחד עדיין נמשך - הוא כל כך מורכב. בתחילה, תהליך זה נחשב לגרסה של מיטוזה, אך כמעט מיד לאחר גילויו הוא זוהה כמנגנון נפרד. מאפיינים של מיוזה ושלה ערך תיאורטיתוארו לראשונה מספיק על ידי אוגוסט וייסמן ב-1887. מאז התקדם מאוד חקר תהליך חלוקת הצמצום, אך המסקנות שהוסקו טרם הופרכו.

אין לבלבל בין מיוזיס לבין גמטוגנזה, אם כי שני התהליכים קשורים קשר הדוק. שני המנגנונים מעורבים ביצירת תאי נבט, אך ישנם מספר הבדלים רציניים ביניהם. מיוזיס מתרחשת בשני שלבי חלוקה, שכל אחד מהם מורכב מ-4 שלבים עיקריים, עם הפסקה קצרה ביניהם. משך התהליך כולו תלוי בכמות ה-DNA בגרעין ובמבנה הארגון הכרומוזומלי. באופן כללי, זה הרבה יותר ארוך בהשוואה למיטוזה.

אגב, אחת הסיבות העיקריות לגיוון המינים המשמעותי היא המיוזה. כתוצאה מחלוקת ההפחתה, מערך הכרומוזומים מפוצל לשניים, כך שמופיעים שילובים חדשים של גנים, שעשויים בעיקר להגביר את כושר ההסתגלות וההסתגלות של אורגניזמים, אשר בסופו של דבר מקבלים קבוצות מסוימות של מאפיינים ואיכויות.

שלבים של מיוזה

כפי שכבר הוזכר, חלוקת תאי הפחתה מחולקת באופן קונבנציונלי לשני שלבים. כל אחד מהשלבים הללו מחולק לעוד 4. והשלב הראשון של המיוזה - פרופסה I, בתורו, מחולק ל-5 שלבים נפרדים נוספים. ככל שהמחקר של תהליך זה נמשך, ייתכן שיזוהו אחרים בעתיד. כעת נבדלים השלבים הבאים של המיוזה:

שולחן 2

שם במה	מאפיין
חלוקה ראשונה (הפחתה)
פרופסה א'
לפטוטן	שלב זה נקרא אחרת שלב החוטים הדקים. כרומוזומים נראים כמו כדור סבוך מתחת למיקרוסקופ. לפעמים מובחן פרולפטוטן, כאשר עדיין קשה להבחין בחוטים בודדים.
זיגוטן	שלב מיזוג חוטים. הומולוגיים, כלומר דומים זה לזה במורפולוגיה ובגנטיקה, זוגות כרומוזומים מתמזגים. במהלך תהליך ההיתוך, כלומר, נוצרים צימוד, דו-וולנטיים או טטראדים. זה השם שניתן למתחמים יציבים למדי של זוגות כרומוזומים.
pachytene	שלב של חוטים עבים. בשלב זה, הכרומוזומים מתגלגלים ושכפול ה-DNA הושלם, נוצרות כיאסמטה - נקודות מגע של חלקים בודדים של כרומוזומים - כרומטידות. תהליך המעבר מתרחש. כרומוזומים חוצים ומחליפים כמה פיסות מידע גנטי.
דיפלוטן	נקרא גם שלב הגדיל הכפול. כרומוזומים הומולוגיים בדו-וולנטיים דוחים זה את זה ונשארים מחוברים רק בצ'יאסמטה.
דיאקינזיס	בשלב זה, הביוולנטים מתפזרים בפריפריה של הגרעין.
מטאפאזה I	הקליפה הגרעינית נהרסת ונוצר ציר ביקוע. הדו-וולנטים נעים למרכז התא ומתיישרים לאורך המישור המשווני.
אנפאזה I	הביוולנטים מתפרקים, ולאחר מכן כל כרומוזום מהזוג עובר לקוטב הקרוב ביותר של התא. אין הפרדה לכרומטידות.
טלופאז I	תהליך הפרדת הכרומוזומים הושלם. נוצרים גרעינים נפרדים של תאי בת, כל אחד עם סט הפלואידי. כרומוזומים נואשים ונוצרת מעטפת גרעינית. לפעמים נצפית ציטוקינזיס, כלומר חלוקה של גוף התא עצמו.
חלוקה שנייה (משוונית)
פרופאזה ב'	הכרומוזומים מתעבים ומרכז התא מתחלק. הקרום הגרעיני נהרס. נוצר ציר ביקוע, בניצב לראשון.
מטאפאזה II	בכל אחד מתאי הבת, הכרומוזומים מסתדרים לאורך קו המשווה. כל אחד מהם מורכב משתי כרומטידות.
אנפאזה II	כל כרומוזום מחולק לכרומטידות. חלקים אלה מתפצלים לקטבים מנוגדים.
טלופאז II	הכרומוזומים החד-כרומטידיים המתקבלים מנוזלים. המעטפת הגרעינית נוצרת.

אז ברור ששלבי החלוקה של המיוזה הם הרבה יותר מורכבים מתהליך המיטוזה. אבל, כאמור, זה לא גורע תפקיד ביולוגיחלוקה עקיפה, מכיוון שהם מבצעים פונקציות שונות.

אגב, מיוזה ושלביה נצפים גם בחלק מהפרוטוזואה. עם זאת, ככלל, הוא כולל רק חטיבה אחת. ההנחה היא שצורה חד-שלבית זו התפתחה מאוחר יותר לצורה הדו-שלבית המודרנית.

הבדלים ודמיון בין מיטוזה למיוזה

במבט ראשון נראה שההבדלים בין שני התהליכים הללו ברורים, כי מדובר במנגנונים שונים לחלוטין. עם זאת, בניתוח מעמיק יותר, מתברר שההבדלים בין מיטוזה למיוזה אינם כל כך גלובליים; בסופו של דבר הם מובילים להיווצרות תאים חדשים.

קודם כל, כדאי לדבר על המשותף למנגנונים האלה. למעשה, יש רק שני צירופי מקרים: באותו רצף של שלבים, וגם בעובדה ש

שכפול DNA מתרחש לפני שני סוגי החלוקה. אם כי, באשר למיוזה, תהליך זה אינו הושלם לחלוטין לפני תחילתו של פרופסה I, המסתיים באחד מתתי השלבים הראשונים. ולמרות שרצף השלבים דומה, בעצם, האירועים המתרחשים בהם אינם חופפים לחלוטין. אז קווי הדמיון בין מיטוזה למיוזה אינם כה רבים.

יש הרבה יותר הבדלים. קודם כל, מיטוזה מתרחשת בעוד שמיוזה קשורה קשר הדוק להיווצרות תאי נבט וספורוגנזה. בשלבים עצמם, התהליכים אינם חופפים לחלוטין. לדוגמה, מעבר במיטוזה מתרחשת במהלך השלב הבין-פאזי, ולא תמיד. במקרה השני, תהליך זה כולל אנפאזה של מיוזה. ריקומבינציה של גנים בחלוקה עקיפה בדרך כלל לא מתרחשת, מה שאומר שהוא אינו ממלא שום תפקיד בהתפתחות האבולוציונית של האורגניזם ובשמירה על מגוון תוך ספציפי. מספר התאים הנובעים ממיטוזה הוא שניים, והם זהים גנטית לאם ויש להם קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים. במהלך חלוקת הצמצום הכל שונה. התוצאה של המיוזה היא 4 שונות מזו האימהית. בנוסף, שני המנגנונים נבדלים באופן משמעותי במשך הזמן, וזה נובע לא רק מההבדל במספר שלבי החלוקה, אלא גם משך כל שלב. לדוגמה, הפרופזה הראשונה של המיוזה נמשכת הרבה יותר זמן, מכיוון שבזמן זה מתרחשים צימוד והצלבה של כרומוזומים. לכן הוא מתחלק עוד יותר למספר שלבים.

באופן כללי, קווי הדמיון בין מיטוזה למיוזה הם די מינוריים בהשוואה להבדלים ביניהם. כמעט בלתי אפשרי לבלבל בין תהליכים אלה. לכן, עכשיו קצת מפתיע שחלוקת ההפחתה נחשבה בעבר לסוג של מיטוזה.

השלכות של מיוזה

כפי שכבר הוזכר, לאחר סיום תהליך חלוקת ההפחתה, במקום תא האם בעל מערך דיפלואידי של כרומוזומים, נוצרים ארבעה הפלואידים. ואם מדברים על ההבדלים בין מיטוזה למיוזה, זה המשמעותי ביותר. התאוששות הכמות הנדרשת, כשמדובר בתאי נבט, מתרחשת לאחר ההפריה. לפיכך, עם כל דור חדש מספר הכרומוזומים אינו מוכפל.

בנוסף, במהלך המיוזה מתרחשת במהלך תהליך הרבייה, זה מוביל לשמירה על מגוון תוך ספציפי. אז העובדה שאפילו אחים לפעמים שונים מאוד אחד מהשני היא בדיוק תוצאה של מיוזה.

אגב, הסטריליות של כמה כלאיים בעולם החי היא גם בעיה של חלוקת צמצום. העובדה היא כי הכרומוזומים של ההורים השייכים סוגים שונים, לא יכול להיכנס לצימוד, מה שאומר שתהליך היווצרות של תאי נבט ברי קיימא מלא הוא בלתי אפשרי. לפיכך, המיוזה היא שעומדת בבסיס ההתפתחות האבולוציונית של בעלי חיים, צמחים ואורגניזמים אחרים.

מיוזיס(מיוזה מיוזה - ירידה, ירידה) או חלוקת הפחתה. כתוצאה ממיוזה, מספר הכרומוזומים יורד, כלומר. מקבוצה דיפלואידית של כרומוזומים (2n) נוצרת קבוצה הפלואידית (n).

מיוזיסמורכב מ-2 חטיבות רצופות:
החלוקה הראשונה נקראת הפחתה או הקטנה.
חלוקה II נקראת משוואה או שוויון, כלומר. מתקדם בהתאם לסוג המיטוזה (מה שאומר שמספר הכרומוזומים בתאי האם והבת נשאר זהה).

המשמעות הביולוגית של מיוזה היא שמתא אם אחד עם קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים, נוצרים ארבעה תאים הפלואידים, וכך מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי, וכמות ה-DNA מצטמצמת פי ארבעה. כתוצאה מחלוקה זו נוצרים תאי מין (גמטות) בבעלי חיים ונבגים בצמחים.

השלבים נקראים כמו במיטוזה, ולפני תחילת המיוזה, התא גם עובר בין פאזה.

פרופאזה I הוא השלב הארוך ביותר ומחולק באופן מקובל ל-5 שלבים:
1) לפטונמה (לפטוטן)– או השלב של חוטים דקים. הכרומוזומים הם ספירליים, כרומוזום מורכב מ-2 כרומטידים, ועל גדילי הכרומטידים הדקים עדיין נראים עיבויים או גושים של כרומטין, הנקראים כרומומרים.
2) זיגונמה (זיגוטן,יווני מיזוג חוטים) - שלב של חוטים מזווגים. בשלב זה, כרומוזומים הומולוגיים (זהים בצורתם ובגודלם) מתאחדים בזוגות, הם מושכים ונצמדים זה לזה לכל האורך, כלומר. מצומד באזור הכרומומרים. זה דומה למנעול רוכסן. זוג כרומוזומים הומולוגיים נקרא דו-וולנטי. מספר הדו-ערכיים שווה לקבוצת הכרומוזומים הפלואידית.
3) Pachynema (pachytene, יווני עבה) – שלב של חוטים עבים. ספירליזציה נוספת של כרומוזומים מתרחשת. ואז כל כרומוזום הומולוגי מפוצל בכיוון האורך ונראה בבירור שכל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות; מבנים כאלה נקראים טטרד, כלומר. 4 כרומטידות. בּוֹ הזמן רץמעבר, כלומר. החלפה של אזורים הומולוגיים של כרומטידים.
4) דיפלונמה (דיפלוטן)– שלב חוטים כפולים. כרומוזומים הומולוגיים מתחילים להדוף זה את זה, מתרחקים זה מזה, אך שומרים על מערכת היחסים ביניהם בעזרת גשרים – צ'יאסמטה, אלו המקומות בהם תתרחש מעבר מעבר. בכל צומת כרומטידים (כלומר, כיאזמה), מחליפים חלקים של כרומטידים. כרומוזומים מסתחררים ומתקצרים.
5) דיאקינזיס– שלב של חוטים כפולים מבודדים. בשלב זה, הכרומוזומים מתעבים לחלוטין ומוכתמים בצורה אינטנסיבית. הממברנה והנוקלאולים הגרעיניים נהרסים. סנטריולים נעים אל קטבי התא ויוצרים חוטי ציר. קבוצת הכרומוזומים של פרופאזה I היא 2n4c.
לפיכך, בנבואה א':
1. צימוד של כרומוזומים הומולוגיים;
2. היווצרות דו-וולנטיים או טטראדים;
3. מעבר.

בהתאם לצימוד של כרומטידים, ייתכן שיש סוגים שוניםמעבר: 1 - נכון או לא נכון; 2 - שווה או לא שווה; 3 - ציטולוגי או יעיל; 4 - יחיד או מרובה.

Metaphase I - ספירליזציה של כרומוזומים מגיעה למקסימום. הביוולנטים מסתדרים לאורך קו המשווה של התא, ויוצרים לוח מטאפאזה. גדילי הציר מחוברים לצנטרומרים של כרומוזומים הומולוגיים. הדו-וולנטים מוצאים את עצמם מחוברים לקטבים שונים של התא.
קבוצת הכרומוזומים של מטאפאזה I היא - 2n4c.

אנפאזה I - הצנטרומרים של הכרומוזומים אינם מתחלקים, השלב מתחיל בחלוקת הצ'יאסמטה. כרומוזומים שלמים, לא כרומטידים, מתפזרים לקטבים של התא. רק אחד מתוך זוג כרומוזומים הומולוגיים נכנס לתאי הבת, כלומר. הם מופצים מחדש באופן אקראי. בכל קוטב, מסתבר, יש קבוצה של כרומוזומים - 1n2c, ובאופן כללי קבוצת הכרומוזומים של אנפאזה I היא - 2n4c.

טלופאזה I – בקטבים של התא ישנם כרומוזומים שלמים, המורכבים מ-2 כרומטידים, אך מספרם הפך פי 2 פחות. בבעלי חיים ובכמה צמחים, הכרומטידות נואשות. סביבם נוצר קרום גרעיני בכל קוטב.
ואז מגיע ציטוקינזיס
. קבוצת התאים של הכרומוזומים שנוצרה לאחר החלוקה הראשונה היא - n2c.

אין תקופת S בין חלוקות I ו-II ושכפול DNA אינו מתרחש, בגלל הכרומוזומים כבר משוכפלים ומורכבים מכרומטידות אחיות, לכן אינטרפאזה II נקראת אינטרקינזיס - כלומר. יש תנועה בין שתי חטיבות.

פרופאזה II קצרה מאוד ומתמשכת ללא שינויים מיוחדים; אם המעטפת הגרעינית לא נוצרת בטלופזה I, אז נוצרים מיד חוטי ציר.

מטאפאזה II - כרומוזומים מסתדרים לאורך קו המשווה. חוטי הציר מחוברים לצנטרומרים של הכרומוזומים.
קבוצת הכרומוזומים של מטאפאזה II היא - n2c.

אנפאזה II - הצנטרומרים מתחלקים וחוטי הציר מעבירים את הכרומטידות לקטבים שונים. כרומטידות אחיות נקראות כרומוזומי בת (או כרומטידות אם יהיו כרומוזומי בת).
מערך הכרומוזומים של אנפאזה II הוא - 2n2c.

Telophase II - כרומוזומים נואשים, נמתחים ואז ניתנים להבדלה גרועה. נוצרים ממברנות גרעיניות ונוקלאולי. Telophase II מסתיים בציטוקינזיס.
הכרומוזום שנקבע לאחר טלופאז II הוא - nc.

ערכת חלוקה מאיוטית

חלוקת תאים באמצעות מיוזה מתרחשת בשני שלבים עיקריים: מיוזה I ומיוזה II. בסוף התהליך המיוטי נוצרים ארבעה. לפני שתא מתחלק נכנס למיוזה, הוא עובר תקופה הנקראת אינטרפאזה.

Interphase

• שלב G1:שלב התפתחות התא לפני סינתזת ה-DNA. בשלב זה, התא, המתכונן לחלוקה, עולה במסה.
• S-phase:התקופה שבה מסונתז DNA. עבור רוב התאים שלב זה לוקח תקופה קצרהזְמַן.
• שלב G2:התקופה שלאחר סינתזת ה-DNA אך לפני תחילת הפרופזה. התא ממשיך לסנתז חלבונים נוספים ולהגדיל את גודלם.

בשלב האחרון של האינטרפאזה, לתא עדיין יש נוקלאולים. מוקף בממברנה גרעינית ו כרומוזומים תאייםמשוכפל, אבל בצורה . שני הזוגות, שנוצרו משכפול של זוג אחד, ממוקמים מחוץ לגרעין. בתום האינטרפאזה, התא נכנס לשלב הראשון של המיוזה.

מיוזיס I:

פרופסה א'

בפרופאזה I של המיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• כרומוזומים מתעבים ונצמדים למעטפת הגרעינית.
• מתרחשת סינפסיס (חיבור בזוגיות של כרומוזומים הומולוגיים) ונוצר טטרד. כל טטרד מורכב מארבע כרומטידות.
• ריקומבינציה גנטית עשויה להתרחש.
• כרומוזומים מתעבים ומתנתקים מהממברנה הגרעינית.
• באופן דומה, צנטריולים נודדים זה מזה, והמעטפת הגרעינית והנוקלאולים נהרסים.
• כרומוזומים מתחילים בנדידה ללוח המטאפאזה (המשוונית).

בסוף פרופאזה I, התא נכנס למטאפאזה I.

מטאפאזה I

במטאפאזה I של מיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• הטטראדים מיושרים על לוח המטאפאזה.
• כרומוזומים הומולוגיים מכוונים לקטבים מנוגדים של התא.

בסוף מטאפזה I, התא נכנס לאנפאזה I.

אנפאזה I

באנפאזה I של מיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• כרומוזומים נעים לקצוות מנוגדים של התא. בדומה למיטוזה, קינטוכורים מקיימים אינטראקציה עם מיקרוטובולים כדי להעביר כרומוזומים לקטבים של התא.
• שלא כמו מיטוזה, הם נשארים יחד לאחר מעבר לקטבים מנוגדים.

בסוף אנפאזה I, התא נכנס לטלופאזה I.

טלופאז I

בטלופאזה I של מיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• סיבי הציר ממשיכים להעביר את הכרומוזומים ההומולוגיים אל הקטבים.
• לאחר השלמת התנועה, לכל קוטב של התא יש מספר הפלואידי של כרומוזומים.
• ברוב המקרים, ציטוקינזיס (חלוקה) מתרחשת בו זמנית עם טלופאז I.
• בסוף הטלופאז I והציטוקינזיס מיוצרים שני תאי בת, שלכל אחד מהם מחצית ממספר הכרומוזומים של תא האב המקורי.
• בהתאם לסוג התא, תהליכים שונים עשויים להתרחש כהכנה למיוזה II. עם זאת, החומר הגנטי אינו משוכפל שוב.

בסוף טלופזה I, התא נכנס לפרופזה II.

מיוזיס II:

פרופאזה ב'

בפרופאזה II של המיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• הגרעין והגרעינים נהרסים בזמן שציר הביקוע מופיע.
• הכרומוזומים אינם משתכפלים עוד בשלב זה.
• כרומוזומים מתחילים לנדוד ללוח המטאפאזה II (בקו המשווה של התאים).

בסוף פרופאזה II, תאים נכנסים למטאפאזה II.

מטאפאזה II

במטאפאזה II של המיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• הכרומוזומים מסתדרים על לוח המטאפאזה II במרכז התאים.
• גדילי הקינטוכור של כרומטידות אחיות מתפצלים לקטבים מנוגדים.

בסוף מטאפזה II, תאים נכנסים לאנפאזה II.

אנפאזה II

באנפאזה II של מיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• כרומטידות אחיות נפרדות ומתחילות לנוע לקצוות מנוגדים (קטבים) של התא. סיבי ציר שאינם מחוברים לכרומטידות מתארכים ומאריכים תאים.
• ברגע שכרומטידות אחיות מזווגות מופרדות זו מזו, כל אחת מהן נחשבת לכרומוזום שלם, הנקרא כרומוזום.
• כהכנה לשלב הבא של המיוזה, שני קטבי התא גם מתרחקים זה מזה במהלך אנפאזה II. בסוף אנפאזה II, כל קוטב מכיל קומפילציה מלאה של כרומוזומים.

לאחר אנפאזה II, תאים נכנסים לטלופאזה II.

טלופאז II

בטלופאזה II של המיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• גרעינים נפרדים נוצרים בקטבים מנוגדים.
• מתרחשת ציטוקינזיס (חלוקת ציטופלזמה ויצירת תאים חדשים).
• בסוף המיוזה II נוצרים ארבעה תאי בת. לכל תא יש מחצית ממספר הכרומוזומים של תא האב המקורי.

תוצאה של מיוזה

התוצאה הסופית של המיוזה היא ייצור של ארבעה תאי בת. לתאים אלה יש חצי יותר כרומוזומים מאשר להורה. במהלך המיוזה נוצרים רק חלקים מיניים. אחרים מתחלקים באמצעות מיטוזה. כאשר המינים מתאחדים במהלך ההפריה, הם הופכים . לתאים דיפלואידים יש סט מלא של כרומוזומים הומולוגיים.

תַחַת מחזור התאלהבין את מכלול האירועים המתרחשים מהיווצרות התא (כולל החלוקה עצמה) ועד לחלוקתו או מותו.מרווח הזמן מחלוקה לחלוקה נקרא interphase, שבתורו מחולק לשלוש תקופות - G1 (קדם סינתטי), S (סינטטי) ו-G2 (פוסט סינתטי). G1 היא תקופת הגדילה, הארוכה ביותר בזמן וכוללת את תקופת G0, כאשר התא הגדל נמצא במנוחה או מתמיין, הופך, למשל, לתא כבד ומתפקד כתא כבד ואז מת. קבוצת הכרומוזומים וה-DNA של תא דיפלואידי בתקופה זו היא 2n2c, כאשר n הוא מספר הכרומוזומים, c הוא מספר מולקולות ה-DNA. בתקופת S מתרחש האירוע העיקרי של אינטרפאזה - שכפול ה-DNA ומערך הכרומוזומים וה-DNA הופך ל-2n4c, כך שמספר מולקולות ה-DNA הוכפל. ב-G2, התא מסנתז באופן פעיל את האנזימים הדרושים, מספר האברונים גדל, מערך הכרומוזומים וה-DNA אינו משתנה - 2n4c. האפשרות של יציאה מתקופת G2 לתקופת G0 נדחתה כיום על ידי רוב המחברים.

המחזור המיטוטי נצפה בתאים שמתחלקים כל הזמן ואין להם תקופת G0.דוגמה לתאים כאלה הם תאים רבים של השכבה הבסיסית של האפיתל, תאי גזע hematopoietic. המחזור המיטוטי נמשך כ-24 שעות, משך השלבים המשוער של תאים אנושיים המתחלקים במהירות הוא כדלקמן: תקופת G 1 - 9 שעות, תקופת S - 10 שעות, תקופה G 2 - 4.5 שעות, מיטוזה - 0.5 שעות.

מיטוזה- השיטה העיקרית לחלוקה של תאים אוקריוטיים, שבה תאי הבת שומרים על מערך הכרומוזומים של תא האם המקורי.

מיטוזיס הוא תהליך מתמשך עם ארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה.

פרופאזה (2n4c) - הממברנה הגרעינית נהרסת לשברים, צנטריולים מתפצלים לקטבים שונים של התא, נוצרים חוטי ציר, נוקלאולי "נעלמים", וכרומוזומים ביכרומטידיים מתעבים. זהו השלב הארוך ביותר של מיטוזה.

מטאפאזה (2n4c) – יישור של כרומוזומי ביכרומטידים מעובים בצורה מקסימלית במישור המשווני של התא (נוצרת צלחת מטאפאזה), הצמדת חוטי ציר בקצה אחד לצנטרולים, בקצה השני לצנטרומרים של הכרומוזומים.

אנפאזה (4n4c) - חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים).

טלופאז (2n2cבכל תא בת) - דה-עיבוי של כרומוזומים, יצירת ממברנות גרעיניות סביב כל קבוצת כרומוזומים, פירוק חוטי ציר, הופעת גרעין, חלוקת הציטופלזמה (ציטוטומיה). ציטוטומיה בתאי בעלי חיים מתרחשת עקב תלם המחשוף, בתאי צמחים - עקב לוחית התא.

	אורז. . שלבים של מיטוזה

משמעות ביולוגיתמיטוזה. תאי הבת הנוצרים כתוצאה משיטת חלוקה זו זהים גנטית לאם. מיטוזיס מבטיחה קביעות סט כרומוזומיםעל פני סדרה של דורות תאים. זה עומד בבסיס תהליכים כמו צמיחה, התחדשות, רבייה א-מינית וכו'.

החלוקה המיוטית השנייה (מיוזיס 2) נקראת משוואה.

פרופאזה 2 (1n2c). בקיצור, פרופאזה 1, הכרומטין מתעבה, אין צימוד ומעבר, מתרחשים תהליכים רגילים לפרופזה - התפוררות ממברנות גרעיניות לשברים, התפצלות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות חוטי ציר.

מטפאזה 2 (1n2c). כרומוזומי ביכרומטיים מסתדרים במישור המשווני של התא, ונוצר לוח המטאפאזה.

נוצרים התנאים המוקדמים לרקומבינציה השלישית של חומר גנטי - כרומטידות רבות הן פסיפס ומיקומן על קו המשווה קובע לאיזה קוטב הן יעברו בעתיד. חוטי הציר מחוברים לצנטרומרים של הכרומטידים.

אנפאזה 2 (2n2с).מתרחשת חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים, והתפצלות הכרומטידות האחיות הללו לקטבים המנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים), ומתרחשת ריקומבינציה שלישית של החומר הגנטי.

טלופאז 2 (1n1cבכל תא). כרומוזומים מתעבים, נוצרות קרום גרעיני, חוטי ציר נהרסים, נוקלאולי מופיעים, והציטופלזמה מתחלקת (ציטוטומיה) ובסופו של דבר יוצרים ארבעה תאים הפלואידים.

משמעות ביולוגית של מיוזה.

מיוזיס הוא האירוע המרכזי של גמטוגנזה בבעלי חיים וספורוגנזה בצמחים. בעזרתו, הקביעות של מערך הכרומוזומים נשמרת - לאחר איחוי הגמטות, הכפלתו אינה מתרחשת. בזכות המיוזה נוצרים תאים שונים מבחינה גנטית, בגלל במהלך תהליך המיוזה מתרחשת רקומבינציה של חומר גנטי שלוש פעמים: עקב מעבר (פרופאזה 1), עקב סטייה אקראית ועצמאית של כרומוזומים הומולוגיים (אנאפאזה 1) ובשל סטייה אקראית של כרומטידים (אנפאזה 2).

אמיטוזיס– חלוקה ישירה של גרעין הבין-פאזי על ידי התכווצות ללא ספירליזציה של כרומוזומים, ללא היווצרות ציר חלוקה. לתאי הבת יש חומר גנטי שונה. עשוי להיות מוגבל רק לחלוקה גרעינית, מה שמוביל ליצירת תאים דו- ורב-גרעיניים. מתואר להזדקנות, תאים שהשתנו פתולוגית ונידון. לאחר אמיטוזיס, התא אינו מסוגל לחזור למחזור המיטוטי הרגיל. בדרך כלל, הוא נצפה ברקמות מיוחדות מאוד, בתאים שכבר לא צריכים להתחלק - באפיתל, בכבד.

גמטוגנזה. גמטות נוצרות בגונדות - בלוטות המין. תהליך התפתחות הגמטה נקרא גמטוגנזה. תהליך היווצרות הזרע נקרא spermatogenesis, והיווצרות ביציות היא אוגנזה (אוגנזה). מבשרי גמטות - גמטוציטיםנוצרים על שלבים מוקדמיםהתפתחות העובר מחוץ לגונדות, ולאחר מכן לנדוד לתוכם. בגונדות ישנם שלושה אזורים (או אזורים) שונים - אזור הרבייה, אזור הגדילה ואזור ההבשלה של תאי הנבט. באזורים אלה מתרחשים שלבי הרבייה, הצמיחה וההתבגרות של גמטוציטים. יש עוד שלב אחד בזרע - שלב ההיווצרות.

שלב רבייה.תאים דיפלואידים באזור זה של הגונדות (גונדות) מתחלקים שוב ושוב על ידי מיטוזה. מספר התאים בגונדות גדל. הם נקראים אוגוניהו spermatogonia.

שלב הצמיחה. במהלך שלב זה, spermatogonia ואווגוניה גדלים ומתרחשת שכפול DNA. התאים המתקבלים נקראים ביציות מסדר 1 וספרמטוציטים מסדר 1עם קבוצה של כרומוזומים ו-DNA 2n4s.

שלב ההתבגרות.המהות של שלב זה היא מיוזה. גמטוציטים מסדר ראשון נכנסים לחלוקה המיוטית הראשונה. כתוצאה מכך נוצרים גמטוציטים מסדר 2 (n2c), הנכנסים לחלוקה המיוטית השנייה, ונוצרים תאים בעלי קבוצה הפלואידית של כרומוזומים (nc) - ביצים וזרעונים עגולים. spermatogenesis כולל גם שלב היווצרות, שבמהלכם הופכות הזרעונים לזרעונים.

spermatogenesis. במהלך ההתבגרות, תאים דיפלואידים בצינוריות הזרע של האשכים מתחלקים בצורה מיטוטית, וכתוצאה מכך נוצרים רבים נוספים. תאים קטנים, שקוראים לו spermatogonia. חלק מהתאים המתקבלים עשויים לעבור שוב ושוב חלוקות מיטוטיות, וכתוצאה מכך היווצרותם של אותם תאי spermatogonia. החלק השני מפסיק להתחלק וגדל בגודלו, נכנס לשלב הבא של spermatogenesis - שלב הגדילה.

תאי סרטולי מספקים הגנה מכנית, תמיכה ותזונה להתפתחות גמטות. Spermatogonia שגדלו בגודל נקראים ספרמטוציטים מסדר ראשון. שלב הגדילה מתאים לשלב 1 של המיוזה, כלומר. במהלך תהליך זה, תאים מוכנים למיוזה. האירועים העיקריים של שלב הגדילה הם שכפול והצטברות DNA חומרים מזינים.

ספרמטוציטים מהסדר הראשון ( 2n4s) נכנסים לחלוקה הראשונה (ההפחתה) של המיוזה, שלאחריה נוצרים ספרמטוציטים מסדר שני ( n2c). ספרמטוציטים מסדר 2 נכנסים לחלוקה השנייה (המשוונית) של המיוזה ונוצרים זרעונים עגולים ( nc). מספרמטוציט אחד מסדר ראשון עולות ארבע זרעונים הפלואידים. שלב ההיווצרות מאופיין בכך שהזרעונים הכדוריים בתחילה עוברים סדרה של טרנספורמציות מורכבות, וכתוצאה מכך נוצרים זרעונים.

בבני אדם, spermatogenesis מתחיל במהלך ההתבגרות, תקופת היווצרות הזרע היא שלושה חודשים, כלומר. הזרע מתחדש כל שלושה חודשים. זרע מתרחש באופן רציף וסינכרוני במיליוני תאים.

מבנה הזרע. זרע יונק בצורת חוט ארוך.

אורכו של זרע אנושי הוא 50-60 מיקרון. ניתן לחלק את מבנה הזרע ל"ראש", "צוואר", קטע ביניים וזנב. הראש מכיל את הגרעין ו אקרוסום. הגרעין מכיל קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. אקרוזום (קומפלקס גולגי שונה) הוא אברון המכיל אנזימים המשמשים להמסת ממברנות הביצה. יש שני צנטריולים בצוואר, ומיטוכונדריה בקטע הביניים. הזנב מיוצג על ידי אחד, במינים מסוימים שני דגלים או יותר. הדגל הוא אברון תנועה ודומה במבנהו לדגלים ולסיליה של פרוטוזואה. לתנועת דגלים, נעשה שימוש באנרגיה של קשרים מאקרו-אירגיים של ATP; סינתזת ATP מתרחשת במיטוכונדריה. הזרעון התגלה בשנת 1677 על ידי א' לוונהוק.

אוגנזה.

בניגוד להיווצרות הזרע, המתרחשת רק לאחר הגעה לגיל ההתבגרות, תהליך היווצרות הביציות בבני אדם מתחיל בתקופה העוברית ומתמשך לסירוגין. בעובר מתממשים שלבי הרבייה והצמיחה במלואם, ומתחיל שלב ההתבגרות. עד לידה של ילדה, השחלות שלה מכילות מאות אלפי ביציות מסדר ראשון, עצורות, "קפואות" בשלב הדיפלוטן של פרופאזה 1 של המיוזה.

במהלך ההתבגרות, המיוזה תתחדש: מדי חודש בערך, בהשפעת הורמוני המין, תגיע אחת מהביציות מסדר 1 (לעיתים נדירות שתיים) מטאפאזה 2 של המיוזהומבייצת בשלב זה. מיוזיס יכולה להמשיך להשלמה רק בתנאי של הפריה, חדירת זרע; אם לא מתרחשת הפריה, הביצית מסדר 2 מתה ומופרשת מהגוף.

אוגנזה מתרחשת בשחלות ומחולקת לשלושה שלבים - רבייה, גדילה והתבגרות. במהלך שלב הרבייה, אוגוניה דיפלואידית מתחלקת שוב ושוב על ידי מיטוזה. שלב הגדילה מתאים לשלב 1 של המיוזה, כלומר. במהלכו מתכוננים תאים למיוזה, התאים גדלים משמעותית עקב הצטברות חומרי הזנה. האירוע העיקרי של שלב הגדילה הוא שכפול DNA. במהלך שלב ההתבגרות, תאים מתחלקים על ידי מיוזה. במהלך החלוקה המיוטית הראשונה, הם נקראים ביציות מסדר 1. כתוצאה מהחלוקה המיוטית הראשונה, נוצרים שני תאי בת: קטנים, נקראים גוף קוטבי ראשון, ויותר גדול - ביציות מסדר 2.

החלוקה השנייה של המיוזה מגיעה למטאפאזה 2, בשלב זה מתרחש הביוץ - הביצית יוצאת מהשחלה ונכנסת לחצוצרות.

אם זרע חודר לביצית, החלוקה המיוטית השנייה ממשיכה עד להשלמה עם היווצרות הביצית והגוף הקוטבי השני, והגוף הקוטבי הראשון עם היווצרות הגופים הקוטביים השלישי והרביעי. כך, כתוצאה ממיוזה, נוצרים ביצית אחת ושלושה גופים קוטביים מביצית אחת מסדר 1.

מבנה הביצים.צורת הביצים בדרך כלל עגולה. גדלי הביצים משתנים מאוד - מכמה עשרות מיקרומטרים ועד כמה סנטימטרים (ביצת אדם היא כ-120 מיקרון). המאפיינים המבניים של הביצים כוללים: נוכחות של ממברנות הממוקמות על גבי קרום הפלזמה; והנוכחות בציטופלזמה של עוד

או פחות כמות גדולהלשמור חומרים מזינים. ברוב החיות, לביצים יש ממברנות נוספות הממוקמות על גבי הממברנה הציטופלזמית. בהתאם למקור יש: קונכיות ראשוניות, משניות ושלישוניות. ממברנות ראשוניות נוצרות מחומרים המופרשים על ידי הביצית ואולי תאי זקיק. נוצרת שכבה במגע עם הממברנה הציטופלזמית של הביצה. הוא מבצע תפקיד מגן, מבטיח את הספציפיות למין של חדירת הזרע, כלומר, אינו מאפשר לזרע ממינים אחרים לחדור לביצית. אצל יונקים קרום זה נקרא מַברִיק. קונכיות משניות נוצרות על ידי הפרשות תאים זקיקיםשַׁחֲלָה. לא לכל הביצים יש אותן. הקליפה המשנית של ביצי חרקים מכילה תעלה - המיקרופיל, שדרכה חודר הזרע לתוך הביצית. קונכיות שלישוניות נוצרות עקב פעילותן של בלוטות מיוחדות של האובידוקטים. לדוגמה, מהפרשות של בלוטות מיוחדות נוצרים בציפורים ובזוחלים החלבון, קלף תת-הקלף, הקונכייה והממברנות העליונות.

ממברנות משניות ושלישוניות, ככלל, נוצרות בביצי בעלי חיים, שהעוברים שלהן מתפתחים במהלך סביבה חיצונית. מכיוון שיונקים עוברים התפתחות תוך רחמית, לביציהם יש רק ראשוני, מַברִיקפגז, שעליו ממוקם כתר זוהר- שכבה של תאים זקיקים המספקים חומרים מזינים לביצית.

בביצים מצטברת אספקה ​​של חומרים מזינים, הנקראת חלמון. הוא מכיל שומנים, פחמימות, RNA, מינרלים, חלבונים, כאשר עיקרו הם ליפופרוטאינים וגליקופרוטאין. החלמון כלול בציטופלזמה בדרך כלל בצורה של גרגירי חלמון. כמות אבות המזון המצטברת בביצית תלויה בתנאים שבהם העובר מתפתח. לכן, אם התפתחות הביצה מתרחשת מחוץ לגוף האם ומובילה להיווצרות של בעלי חיים גדולים, אז החלמון יכול להוות יותר מ-95% מנפח הביצה. ביצי יונקים המתפתחות בתוך גוף האם מכילות כמות קטנה של חלמון - פחות מ-5%, שכן העוברים מקבלים מהאם את אבות המזון הדרושים להתפתחות.

בהתאם לכמות החלמון הכלולה, ניתן להבחין בין סוגי הביצים הבאים: אלציטל(לא מכיל חלמון או בעל כמות קטנה של תכלילי חלמון - יונקים, תולעים שטוחות); איזולציטלי(עם חלמון מפוזר באופן שווה - קיפוד, קיפוד ים); טלוציטלי בינוני(עם חלמון בחלוקה לא אחידה - דגים, דו-חיים); טלוציטלי חד(החלמון לוקח רוב, ורק שטח קטן של ציטופלזמה בקוטב החיות פנוי ממנו - ציפורים).

עקב הצטברות של חומרים מזינים, הביצים מפתחות קוטביות. קטבים מנוגדים נקראים וגטטיביו חייתי. הקיטוב מתבטא בכך שמיקומו של הגרעין בתא משתנה (הוא עובר לכיוון קוטב החי), וכן בהפצת תכלילים ציטופלזמיים (בהרבה ביצים כמות החלמון עולה מהחי לקוטב הצומח. ).

הביצה האנושית התגלתה בשנת 1827 על ידי K.M. Baer.

הַפרָיָה.הפריה היא תהליך איחוי של תאי נבט המוביל ליצירת זיגוטה. תהליך ההפריה עצמו מתחיל ברגע המגע בין הזרע לביצית. ברגע של מגע כזה, קרום הפלזמה של הגדילה האקרוזומלית והחלק הסמוך של הממברנה של השלפוחית ​​האקרוזומלית מתמוססים, האנזים היאלורונידאז וחומרים פעילים ביולוגית אחרים הכלולים באקרוזום משתחררים החוצה וממיסים את החלק של קרום הביצה. . לרוב, הזרע נסוג לחלוטין לתוך הביצית; לפעמים הפגל נשאר בחוץ ומושלך. מרגע חדירת הזרע לביצית, הגמטות מפסיקות להתקיים, שכן הן יוצרות תא בודד - הזיגוטה. גרעין הזרע מתנפח, הכרומטין שלו מתרופף, הממברנה הגרעינית מתמוססת, והוא הופך לפרונקולוס הזכרי. זה מתרחש במקביל להשלמת החלוקה המיוטית השנייה של גרעין הביצית, שהתחדשה עקב ההפריה. בהדרגה, גרעין הביצית הופך לפרונקולוס הנשי. הגרעינים נעים למרכז הביצית, מתרחשת שכפול ה-DNA, ולאחר היתוך שלהם, מערכת הכרומוזומים וה-DNA של הזיגוטה הופכת 2n4c. האיחוד של פרוגרעינים מייצג את ההפריה עצמה. לפיכך, ההפריה מסתיימת ביצירת זיגוטה עם גרעין דיפלואידי.

בהתאם למספר הפרטים המשתתפים ברבייה מינית, הם נבדלים: הפריה הדדית - הפריה שבה נוצרו גמטות אורגניזמים שונים; הפריה עצמית - הפריה בה מתמזגים גמטות שנוצרו על ידי אותו אורגניזם (תולעי סרט).

רְבִיַת בְּתוּלִים– רבייה בתולה, אחת מצורות הרבייה המינית, שבה לא מתרחשת הפריה, ומתפתח אורגניזם חדש מביצית לא מופרית. הוא נמצא במספר מיני צמחים, חסרי חוליות וחולייתנים, למעט יונקים, בהם עוברים פרתנוגנטיים מתים בשלבים הראשונים של העובר. פרתנוגנזה יכולה להיות מלאכותית או טבעית.

פרתנוגנזה מלאכותית נגרמת על ידי בני אדם על ידי הפעלת הביצית על ידי השפעה עליה חומרים שונים, גירוי מכניטמפרטורה מוגברת וכו'.

במהלך הפרתנוגנזה הטבעית, הביצית מתחילה להתפצל ולהתפתח לעובר ללא השתתפות של זרע, רק בהשפעת פנימי או סיבות חיצוניות. בְּ קבוע (מחייב) בפרטנוגנזה, ביצים מתפתחות רק מבחינה פרטנוגנטית, למשל, אצל לטאות סלע קווקזיות. כל בעלי החיים מהמין הזה הם נקבות בלבד. אופציונאליבפרטנוגנזה, עוברים מתפתחים הן מבחינה פרטנוגנטית והן מבחינה מינית. דוגמה קלאסית היא שבדבורים, הזרעון של המלכה מתוכנן כך שתוכל להטיל ביציות מופרות ולא מופרות, ומזל"טים מתפתחים מביצים לא מופרות. ביצים מופרות מתפתחות לזחלים של דבורים עובדים – נקבות לא מפותחות, או למלכות – בהתאם לאופי התזונה של הזחלים. בְּ מחזורית

המיוזה מורכבת משתי חלוקות תאים עוקבות, שהראשונה נמשכת כמעט כמו המיוזה כולה, והיא מורכבת הרבה יותר מהשנייה (איור 15-20A).

החלוקה השנייה של המיוזה מורכבת מאותם שלבים כמו המיטוזה, עם ההבדל שכל תא מכיל לא דיפלואיד, אלא מספר הפלואידי של כרומוזומים. החלוקה המיוטית השנייה מתרחשת הרבה יותר מהר מהראשונה ולרוב נמשכת מספר שעות. באופן כללי, מיוזה היא תהליך ארוך בהרבה בהשוואה למיטוזה: בשיפון זה לוקח יותר מיומיים, בתסיסנית זה לוקח כשבוע, בבני אדם זה לוקח שלושה וחצי שבועות. כתוצאה ממיוזה, תא דיפלואידי אחד מייצר ארבעה תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. יתרה מכך, בשל הפצה אקראית של כרומוזומים אבהיים ואימהיים בין תאים, כמו גם כתוצאה מחילופי כרומוזומים הומולוגיים במקטעים נפרדים, מושג מגוון עצום של גמטות בכל אורגניזם. כאשר תאי נבט מתמזגים, ניתן גם ליצור מספר רב של צירופים (על כך נדון ביתר פירוט בסעיף מידע תורשתי). כך, בשיטת הרבייה המינית, מתרחשת ריקומבינציה של מידע תורשתי, וכתוצאה מכך הצאצאים שונים מהותית מהוריהם.

לאחר סיום החלוקה המיוטית הראשונה, נוצרים שוב ממברנות בשני תאי הבת ומתחיל שלב אינטרפאז קצר. בשלב זה, הכרומוזומים מעט מיואש, אך עד מהרה הם מתעבים שוב ומתחיל ניסוי II. מכיוון שלא מתרחשת סינתזה של DNA בתקופה זו, נראה שבחלק מהאורגניזמים הכרומוזומים עוברים ישירות מחטיבה אחת לאחרת. פרופאזה II בכל האורגניזמים קצרה: המעטפת הגרעינית נהרסת כאשר נוצר ציר חדש, ולאחר מכן, ברצף מהיר, עוקבים אחריו מטפאזה II, אנפאזה II וטלופזה II. כמו במיטוזה, חוטי קינטוכור נוצרים בכרומטידות אחיות, המשתרעים מהצנטרומר בכיוונים מנוגדים. בלוח המטאפאזה, שתי הכרומטידות האחיות מוחזקות יחד עד אנפאזה, כאשר הן נפרדות עקב היפרדות פתאומית של הקינטוכורים שלהן.לפיכך, החלוקה השנייה של המיוזה דומה למיטוזה רגילה, ההבדל המשמעותי היחיד הוא שיש עותק אחד של כל כרומוזום, ולא שניים, כמו ב