מאמר זה יעזור ללמוד בפירוט את תהליך המעבר דרך אחת הצורות של חלוקת תאים דיפלואידים, כלומר עם סכמת המיוזה. בו תלמדו מכמה שלבים תהליך זה מורכב, אילו תכונות יש לכל שלב, באיזה שלב מתרחשת צימוד כרומוזומים, מה חוצה ומהי האפקטיביות של כל שלב בחלוקה.

משמעות המושג "מיוזיס"

צורת חלוקה זו אופיינית בעיקר לתאי מערכת הרבייה, כלומר השחלות והזרעונים. בעזרת המיוזה נוצרים מהתא הדיפלואידי של האם ארבעה גמטים הפלואידים בעלי n קבוצות של כרומוזומים.

התהליך מורכב משני שלבים:

• הפחתה, מיוזה 1 -מורכב מארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. החלוקה הראשונה של המיוזה מסתיימת ביצירת שני תאים הפלואידים מתא דיפלואיד.
• שלב המשוואה, מיוזה 2 , דומה מבחינה פרוצדורלית למיטוזה. שלב זה מאופיין בהפרדה של כרומוזומי אחיות והתבדלותם לקטבים שונים.

כל שלב מורכב מארבעה שלבים עוקבים העוברים בצורה חלקה מאחד לשני. בין שני שלבי החלוקה, אין כמעט שלב בין שלב, ולכן התהליך החוזר של שכפול ה-DNA אינו מתרחש.

אורז. 1. סכימה של החלוקה הראשונה של המיוזה.

מאפיין של השלב הראשון של החלוקה הוא פרופסה 1, המורכבת מחמישה שלבים נפרדים. הסבר על התהליכים המתרחשים בכל אחד מהם, תמצאו בהמשך הטבלה. במהלך פרופאזה 1, הכרומוזומים מתקצרים על ידי ספירלה. כרומוזומים הומולוגיים מחוברים זה לזה בצורה כה הדוקה עד שתהליך הצימוד מתרחש (התכנסות והיתוך של חלקי כרומוזומים).

בשלב זה, חלקים מסוימים של כרומוזומים שאינם אחיות יכולים להחליף ביניהם, תהליך זה נקרא מעבר.

אורז. 2. סכימה של החלוקה המיוטית השנייה.

טבלת השלבים של Meiosis

שלב	מוזרויות
פרופאזה 1	מורכב מחמישה שלבים: לפטוטנה(חוטים דקים) - במקום גרגירי כרומטין מופיעים חוטים דקים של כרומוזומים; זיגוטן(איחוד חוטים) - מתרחש תהליך הצימוד; Pachytene(חוטים עבים) - חצייה של חלקי כרומוזומים אופיינית; דיפלוטן(גדילים כפולים) - כיאזמות וכרומטידות גלויות; דיאקינזיסהכרומוזומים מתקצרים, הצנטרומרים דוחים זה את זה, ממברנות גרעיניות והגרעין מתמוססים ונוצר ציר ביקוע.
מטפאזה 1	הכרומוזומים מסתדרים על קו המשווה של הציר, בעוד שהכיוון של הצנטרומרים לקטבים אקראי לחלוטין.
אנפאזה 1	כרומוזומים הומולוגיים נעים לקטבים שונים, בעוד שכרומוזומים אחים עדיין מחוברים באמצעות צנטרומר.
טלופאז 1	סוף הטלופאז מסומן על ידי דה-פירליזציה של כרומוזומים ויצירת מעטפת גרעינית חדשה.
פרופאזה 2	ציר חלוקה חדש משוחזר, הממברנה הגרעינית מתמוססת.
מטאפאזה 2	הכרומוזומים מסתדרים בחלק המשווני של הציר.
אנפאזה 2	הצנטרומרים מתפצלים והכרומטידות נעות לכיוון קטבים מנוגדים.
טלופאז 2	מגרעין הפלואידי אחד נוצרים שניים עם קבוצה הפלואידית שבתוכה יש כרומטיד אחד.

כתוצאה מחלוקה כזו, נוצרים ארבעה גמטות עם סט הפלואידי מתא דיפלואידי אחד. מבחינה גנטית, לכל אחד מארבעת התאים יש תוכן גנטי ספציפי משלו.

4 המאמרים המוביליםשקרא יחד עם זה

אורז. 3. סכימה של גמטוגנזה.

תהליך המעבר על מיוזה 2 אינו אופייני, שכן חילופי אתרים בין כרומוזומים מתרחשים בפרוזה של החלוקה הראשונה.

מה למדנו?

חלוקת תאים של בלוטות המין מתרחשת בעזרת מיוזה, המורכבת משני שלבי חלוקה. לכל שלב ארבעה שלבים: פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה וטלופזה. תכונה של השלב הראשון של החלוקה היא היווצרות של שני תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. כתוצאה מהחלוקה השנייה, מספר הגמטות שנוצרו הוא ארבע.

חידון נושא

הערכת דוח

דירוג ממוצע: 4.1. סך הדירוגים שהתקבלו: 206.

מיוזיס - סוג של מיטוזה, כתוצאה מכך מדיפלואיד (2p) תאים סומטייםהגונדות יוצרות גמטות הפלואידיות (1n).במהלך ההפריה, גרעיני הגמטים מתמזגים ומערכת הכרומוזומים הדיפלואידית משוחזרת. לפיכך, מיוזה מבטיחה שימור של סט קבוע של כרומוזומים וכמות ה-DNA לכל מין.

כתוצאה מיוזה Iמספר הכרומוזומים פוחת בחצי חלוקת הפחתה);

במיוזה IIהפלואידית התא נשמרת (חלוקה משוואה).תאים הנכנסים למיוזה מכילים את המידע הגנטי 2n2xp.

בפרוזה למיוזה Iיש ספירליזציה הדרגתית של כרומטין עם היווצרות כרומוזומים. כרומוזומים הומולוגיים מתאחדים ויוצרים המבנה הכללי, המורכב משני כרומוזומים (דו ערכי) וארבע כרומטידים (טטרד).

המגע של שני כרומוזומים הומולוגיים לכל האורך נקרא נְטִיָה.

לאחר מכן, מופיעים כוחות דחיה בין הכרומוזומים ההומולוגיים, והכרומוזומים נפרדים תחילה באזור הצנטרומר, נשארים מחוברים באזור הכתף ויוצרים דיקוסציות (chiasmata). ההתפצלות של הכרומטידים גדלה בהדרגה, והדיבורים נעקרים לעבר קצותיהם.

בתהליך של צימוד בין כמה כרומטידים של כרומוזומים הומולוגיים, יכולים להתרחש חילופי אתרים - הצלבהמוביל לשילוב מחדש של חומר גנטי. בסוף הפרופזה, המעטפת הגרעינית והנוקלאולי מתמוססים, ונוצר ציר האכרומטין. התוכן של החומר הגנטי נשאר זהה (2n2хр).

1)במטאפאזהמיוזה I כרומוזום דו ערכי ממוקמים במישור המשווני של התא. ברגע זה, הספירליזציה שלהם מגיעה למקסימום. התוכן של החומר הגנטי אינו משתנה (2n2xp).

2) באנפאזהכרומוזומים הומולוגיים של meiosis I, המורכבים משתי כרומטידות, מתרחקים לבסוף זה מזה ומתפצלים לכיוון הקטבים של התא. כתוצאה מכך, רק אחד מכל זוג של כרומוזומים הומולוגיים נכנס לתא הבת - מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי (מתרחשת הפחתה). התוכן של החומר הגנטי הופך ל-1n2xp בכל קוטב.

3) בטלופאזהמתרחשים היווצרות גרעינים וחלוקת הציטופלזמה - נוצרים שני תאי בת. תאי בת מכילים קבוצה הפלואידית של כרומוזומים, לכל כרומוזום יש שתי כרומטידות (1n2xp).

משמעות ביולוגיתמיוזה:

1) הוא השלב העיקרי של הגמטוגנזה;

2) מבטיח העברת מידע גנטי מאורגניזם לאורגניזם במהלך רבייה מינית;

3) תאי הבת אינם זהים גנטית להורה וזה לזה.

כך, כתוצאה ממיוזה, נוצרים מתא אם דיפלואיד אחד 4 תאים עם סט הפלואידי של כרומוזומים. בנוסף, בפרופזה של מיוזה I מתרחשת רקומבינציה של חומר גנטי (הצלבה), ובאנפאזה I ו-II, יציאה אקראית של כרומוזומים וכרומטידות לקוטב זה או אחר. תהליכים אלו הם הגורם לשונות קומבינטיבית.

18: רבייה א-מינית של אורגניזמים חיים:

רבייה א-מינית כוללת פרט אחד מנגנון סלולריהוא מיטוזה.

שיטות רבייה א-מינית:

1) חלוקת תאים - אופיינית רק לאורגניזמים חד-תאיים (פטריות...)

1. מונוטמיה

2. פלינטמיה

3. שיזוגוני

4. אניזוטומיה

2) פיצול - הבסיס הוא תהליך ההתחדשות, כלומר. שיקום איברים שאבדו או חלקיהם. (תוֹלַעַת)

3) ניצנים - מאפיין חיידקים, פטריות, קוולנטרטים וחסונים).

4) ספורולציה היא רבייה על ידי נבגים. (חיידקים, צמחים גבוהים ונמוכים יותר)
המחלוקות הן: 1. Zoospores (תנועתיות)

מיוזיס (מיוונית. מיוזה- ירידה) הוא סוג מיוחד של חלוקה של תאים אוקריוטיים, שבו, לאחר שכפול יחיד של DNA, התא מחולק פעמיים , ומתא דיפלואיד אחד נוצרים 4 תאים הפלואידים. מורכב מ-2 חטיבות רצופות (מסומן על ידי II ו-II); כל אחד מהם, כמו מיטוזה, כולל 4 שלבים (פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה, טלופאז) וציטוקינזיס.

שלבי המיוזה:

פרופאזה אני , זה מורכב, מחולק ל-5 שלבים:

1. לפטונמה (מיוונית. לפטוס- רזה, נמה- חוט) - כרומוזומים מסתחררים ונהיים גלויים כחוטים דקים. כל כרומוזום הומולוגי כבר משוכפל ב-99.9% ומורכב משתי כרומטידות אחיות המחוברות זו לזו באזור הצנטרומר. התוכן של החומר הגנטי - 2 נ 2 xp 4 ג. כרומוזומים בעזרת אשכולות חלבונים ( דיסקים מצורפים ) מחוברים בשני הקצוות לממברנה הפנימית של המעטפת הגרעינית. הממברנה הגרעינית נשמרת, הגרעין נראה לעין.

2. זיגונמה (מיוונית. זיגון - בזוג) - כרומוזומים דיפלואידים הומולוגיים ממהרים זה לזה ומתחברים תחילה באזור הצנטרומר, ולאחר מכן לכל האורך ( נְטִיָה ). נוצרים דו-ערכיים (מ-lat. דוּ - כפול, valens- חזק), או טטראדים כרומטידות. מספר הדו-ערכים מתאים לקבוצת הכרומוזומים הפלואידית, ניתן לכתוב את התוכן של החומר הגנטי כ 1 נ 4 xp 8 ג. כל כרומוזום בדו ערכי אחד מגיע מהאב או מהאם. כרומוזומי מיןממוקם ליד הממברנה הגרעינית הפנימית. אזור זה נקרא שלפוחית ​​מינית.

בין כרומוזומים הומולוגיים בכל דו ערכי, מתמחה קומפלקסים סינפטונליים (מיוונית. סינפסיס- קשר, חיבור), שהם מבני חלבון. בהגדלה גבוהה, הקומפלקס מראה שני חוטי חלבון מקבילים, כל אחד בעובי 10 ננומטר, מחוברים ברצועות רוחביות דקות בגודל של כ-7 ננומטר; כרומוזומים בצורת לולאות רבות שוכנים משני הצדדים שלהם.

במרכז המתחם עוברים אלמנט צירי עובי 20-40 ננומטר. המתחם הסינפטונלי מושווה ל סולם חבלים שצלעותיו נוצרות על ידי כרומוזומים הומולוגיים. השוואה מדויקת יותר היא רוכסן .

עד סוף הזיגונמה, כל זוג של כרומוזומים הומולוגיים מחובר זה לזה על ידי קומפלקסים סינפטונמיים. רק כרומוזומי המין X ו-Y אינם מצומדים באופן מלא, מכיוון שהם אינם הומולוגיים לחלוטין.

3. ב פאצ'ינמה (מיוונית. pahys- עבה), הביוולנטיים מתקצרים ומתעבים. בין הכרומטידות ממקור אימהי לאבי, מתרחשים קשרים בכמה מקומות - כיאזמה (מיוונית ג היאזמה- צלב). באזור כל כיאזמה נוצר קומפלקס של חלבונים המעורבים ב ריקומבינציה (ד ~ 90 ננומטר), ויש החלפה של החלקים המתאימים של כרומוזומים הומולוגיים - מאבה לאימהי ולהיפך. תהליך זה נקרא הצלבה (מאנגלית. עםrossing- על- פרשת דרכים). בכל אדם דו ערכי, למשל, מעבר מתרחש בשניים עד שלושה אתרים.

4. ב דיפלונום (מיוונית. דיפלו- קומפלקסים סינפטונמיים כפולים מתפרקים, והכרומוזומים ההומולוגיים של כל דו ערכי להתרחק אחד מהשני, אבל הקשר ביניהם נשמר באזורי הכיאזמה.

5. דיאקינזיס (מיוונית. diakinein- עובר דרך). בדיאקינזיס, העיבוי של הכרומוזומים הושלם, הם מופרדים מהמעטפת הגרעינית, אך הכרומוזומים ההומולוגיים ממשיכים להישאר מחוברים זה לזה על ידי מקטעי הקצה, והכרומטידות האחיות של כל כרומוזום הן צנטרומרים. דו-וולנטיים לובשים צורה מוזרה טבעות, צלבים, שמיניותוכו' בזמן זה, המעטפת הגרעינית והנוקלאולי מושמדים. צנטריולים משוכפלים נשלחים אל הקטבים, סיבי ציר מחוברים לצנטרומרים של כרומוזומים.

באופן כללי, הפרופזה של המיוזה היא ארוכה מאוד. עם התפתחות הזרע הוא יכול להימשך מספר ימים, ועם התפתחות הביציות, למשך שנים רבות.

מטאפאזה אני דומה לשלב דומה של מיטוזה. כרומוזומים מותקנים במישור המשווני, ויוצרים לוח מטאפאזה. בניגוד למיטוזה, מיקרו-צינוריות ציר מחוברות לצנטרומר של כל כרומוזום רק בצד אחד (מצד הקוטב), בעוד שהצנטרומרים של הכרומוזומים ההומולוגיים ממוקמים משני צידי קו המשווה. הקשר בין כרומוזומים בעזרת כיאזמה ממשיך להישמר.

IN אנפאזה אני chiasmata מתפרקים, כרומוזומים הומולוגיים נפרדים זה מזה ומתפצלים לכיוון הקטבים. צנטרומריםהכרומוזומים האלה, לעומת זאת, בניגוד לאנפאזה של מיטוזה, לא משוכפל, כלומר, כרומטידות אחיות אינן מתפצלות. ההבדל בין הכרומוזומים הוא דמות אקראית. התוכן של מידע גנטי הופך 1 נ 2 xp 4 גבכל קוטב של התא, אבל באופן כללי בתא - 2(1 נ 2 xp 4 ג) .

IN טלופאז אני , כמו במיטוזה, נוצרים ממברנות גרעיניות ונוקלאולים, ה תלם ביקוע.אז בא ציטוקינזיס . שלא כמו מיטוזה, דה-פירליזציה של כרומוזומים אינה מתרחשת.

כתוצאה ממיוזה I, נוצרים 2 תאי בת המכילים קבוצה הפלואידית של כרומוזומים; לכל כרומוזום יש 2 כרומטידות (רקומביננטיות) שונות גנטית: 1 נ 2 xp 4 ג. לכן, כתוצאה ממיוזה אני מתרחשת צִמצוּם (חציית) מספר הכרומוזומים, ומכאן שמה של החלוקה הראשונה - צִמצוּם .

לאחר סיום המיוזה אני מתרחשת טווח קצר -אינטרקינזיס , שבמהלכו אין שכפול DNA והכפלה של כרומטידות.

פרופאזה II הוא קצר מועד, וצימוד כרומוזומים אינו מתרחש.

IN מטאפאזה II הכרומוזומים מסתדרים במישור קו המשווה.

IN אנפאזה II ה-DNA בצנטרומר משתכפל, כפי שזה קורה באנפאזה של מיטוזה, הכרומטידות מתפצלות לכיוון הקטבים.

לאחר טלופאז II ו ציטוקינזיס II תאי בת נוצרים עם תוכן של חומר גנטי בכל - 1 נ 1 xp 2 ג. באופן כללי, החלוקה השנייה נקראת שוויוני (שיוויון).

אז, כתוצאה משתי חלוקות רצופות של מיוזה, נוצרים 4 תאים, שכל אחד מהם נושא קבוצה הפלואידית של כרומוזומים.

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 פרק זמן קצר.
• שלב G2:התקופה שלאחר סינתזת ה-DNA, אך לפני תחילת הפרופזה. התא ממשיך לסנתז חלבונים נוספים ולגדול בגודלו.

בשלב האחרון של האינטרפאזה, לתא עדיין יש נוקלאולים. מוקף בממברנה גרעינית ו כרומוזום תאימשוכפל אבל בצורה . שני הזוגות הנוצרים 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 (התכנסות זוגית של כרומוזומים הומולוגיים) ונוצר טטרד. כל טטרד מורכב מארבע כרומטידות.
• ריקומבינציה גנטית עשויה להתרחש.
• כרומוזומים מתעבים ומתנתקים מהמעטפת הגרעינית.
• כמו כן, הצנטריולים נודדים זה מזה, והמעטפת הגרעינית והנוקלאולים נהרסים.
• כרומוזומים מתחילים לנדוד 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 ביחד לאחר שהם עוברים 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 נוצרים שני תאי בת, שלכל אחד מהם מחצית ממספר הכרומוזומים של תא האב המקורי.
• בהתאם לסוג התא, עשויים להתרחש תהליכים שונים לקראת מיוזה II. עם זאת, החומר הגנטי אינו משתכפל שוב.

בסוף טלופזה I, התא נכנס לפרופזה II.

מיוזיס II:

פרופאזה ב'

בפרופאזה II של המיוזה מתרחשים השינויים הבאים:

• הגרעין והגרעינים מושמדים עד להופעת ציר הביקוע.
• הכרומוזומים אינם משתכפלים עוד בשלב זה.
• כרומוזומים מתחילים לנדוד ללוח המטאפאזה II (על קו המשווה של התא).

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 קינטוכור 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 קשורים לכרומטידות נמתחים ומאריכים את התאים.
• ברגע שכרומטידות אחיות מזווגות מופרדות זו מזו, כל אחת מהן נחשבת לכרומוזום שלם, הנקרא.
• כהכנה לשלב הבא של המיוזה, שני הקטבים של התאים מתרחקים זה מזה גם 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 (חלוקה של הציטופלזמה ויצירת תאים חדשים).
• בסוף המיוזה II נוצרים ארבעה תאי בת. לכל תא יש מחצית ממספר הכרומוזומים של תא האב המקורי.

תוצאת מיוזה

התוצאה הסופית של המיוזה היא ייצור של ארבעה תאי בת. לתאים אלה יש שניים פחות כרומוזומים מאשר להורה. במהלך המיוזה נוצרים רק תאי מין. אחרים מתחלקים לפי מיטוזה. כאשר איברי המין מתאחדים במהלך ההפריה, הם הופכים. לתאים דיפלואידים יש סט שלם 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 שבה 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 יציאת תא מתקופת G2 לתקופת G0 נדחתה כיום על ידי רוב המחברים.

המחזור המיטוטי נצפה בתאים שמתחלקים כל הזמן, אין להם תקופת G 0.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: G 1 -תקופה 9 שעות, תקופת S - 10 שעות, G 2 -תקופה - 4.5 שעות, מיטוזה - 0.5 שעות.

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

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

פרופאזה (2n4c) - יש הרס של הממברנה הגרעינית לרסיסים, התרחקות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות חוטי ציר ביקוע, "היעלמות" של הנוקלאולים והתעבות של כרומוזומים דו-כרומטידיים. זהו השלב הארוך ביותר של מיטוזה.

מטאפאזה (2n4c) - יישור הכרומוזומים הדו-כרומטיים הדחוסים ביותר במישור המשווני של התא (נוצרת צלחת מטאפאזה), הצמדת חוטי ציר הביקוע 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, התפוררות חוטי ציר הביקוע, הופעת הגרעין, חלוקת הציטופלזמה (ציטוטומיה). ציטוטומיה בתאי בעלי חיים מתרחשת עקב תלם הביקוע, בתאי צמחים - עקב לוחית התא.

	אורז. . שלבים של מיטוזה

המשמעות הביולוגית של מיטוזה. תאי הבת הנוצרים כתוצאה משיטת חלוקה זו זהים גנטית לאם. מיטוזיס מספק קביעות סט כרומוזומיםעל פני דורות של תאים. עומד בבסיס תהליכים כגון גדילה, 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 משותפים לפרופזה - התפוררות ממברנות גרעיניות לשברים, התפצלות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, יצירת ציר ביקוע. חוטים.

מטאפאזה 2 (1n2c). כרומוזומים דו-כרומטידיים מסתדרים במישור המשווני של התא, ויוצרים לוח מטאפאזה.

נוצרים תנאים מוקדמים לרקומבינציה השלישית של חומר גנטי - כרומטידות רבות הן פסיפס וזה תלוי במיקומן בקו המשווה לאיזה קוטב הן יעברו בעתיד. סיבי הציר מחוברים לצנטרומרים של הכרומטידים.

אנפאזה 2 (2n2c).ישנה חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים), מתרחש הרקומבינציה השלישית של החומר הגנטי.

טלופאז 2 (1n1cבכל תא). כרומוזומים מתעבים, נוצרות ממברנות גרעיניות, סיבי ציר נהרסים, נוקלאולי מופיעים, מתרחשת חלוקת ציטופלזמה (ציטוטומיה), וכתוצאה מכך נוצרים ארבעה תאים הפלואידים.

המשמעות הביולוגית של המיוזה.

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 בתהליך המיוזה, הריקומבינציה של החומר הגנטי מתרחשת שלוש פעמים: עקב מעבר (פרופאזה 1), עקב סטייה אקראית ועצמאית של כרומוזומים הומולוגיים (אנאפאזה 1) ובשל סטייה אקראית של כרומטידים (אנפאזה 2).

אמיטוזיס – חלוקה ישירהגרעין אינטרפאזי על ידי התכווצות ללא ספירליזציה של כרומוזומים, ללא היווצרות של ציר ביקוע. לתאי הבת יש חומר גנטי שונה. ניתן להגביל אותו רק על ידי חלוקה גרעינית, מה שמוביל להיווצרות של תאים שניים ורב-גרעיניים. מתואר להזדקנות, שונה פתולוגית ונידון לתאי מוות. 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. התפתחות הגמטות נקראת גמטוגנזה. תהליך היווצרות הזרע נקרא spermatogenesisויצירת ביציות ovogenesis (אוגנזה). מבשרי גמטות גמטוציטיםנוצר על שלבים מוקדמיםהתפתחות העובר מחוץ לגונדות, ולאחר מכן לנדוד לתוכם. שלושה אזורים (או אזורים) שונים מובחנים בגונדות - אזור הרבייה, אזור הגדילה, אזור ההבשלה של תאי הנבט. באזורים אלה מתרחשים שלבי הרבייה, הצמיחה וההתבגרות של גמטוציטים. ב-spermatogenesis קיים שלב נוסף - שלב ההיווצרות.

שלב הרבייה.תאים דיפלואידים באזור זה של בלוטות המין (בלוטות המין) מתחלקים פעמים רבות על ידי מיטוזה. מספר התאים בגונדות הולך וגדל. הם נקראים אוגוניהו spermatogonia.

שלב הצמיחה. בשלב זה, הצמיחה של spermatogonia ו oogonia, שכפול DNA מתרחש. 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 1 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 מעוגלים. spermatogenesis כולל גם שלב היווצרותבמהלכו הופכות הזרעונים לזרעונים.

spermatogenesis. במהלך ההתבגרות, התאים הדיפלואידים בצינוריות הזרע של האשכים מתחלקים בצורה מיטוטית, וכתוצאה מכך רבים נוספים תאים קטניםשקוראים לו spermatogonia. חלק מהתאים שנוצרו ניתנים לביצוע חוזר 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 לפיתוח גמטות. spermatogonia מוגדל נקראים ספרמטוציטים מהסדר הראשון. שלב הגדילה מתאים לשלב 1 של המיוזה, כלומר. במהלכו, התאים מתכוננים למיוזה. האירועים העיקריים של שלב הגדילה הם שכפול והצטברות DNA חומרים מזינים.

ספרמטוציטים מהסדר הראשון ( 2n4s) נכנסים לחלוקה הראשונה (ההפחתה) של המיוזה, ולאחר מכן נוצרים ספרמטוציטים מהסדר השני ( n2c). ספרמטוציטים מסדר 2 נכנסים לחלוקה השנייה (המשוונית) של המיוזה ונוצרים זרעונים מעוגלים ( nc). מ-spermatocyte אחד מהסדר הראשון, עולות ארבע זרעונים הפלואידים. שלב היווצרות מאופיין בעובדה שבתחילה זרעונים כדוריים עוברים סדרה של טרנספורמציות מורכבות, וכתוצאה מכך נוצרים זרעונים.

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

מבנה הזרע. זרע יונק מעוצב כמו חוט חוט ארוך.

אורכו של זרע אנושי הוא 50-60 מיקרון. במבנה הזרע ניתן להבחין בין "ראש", "צוואר", קטע ביניים וזנב. הראש מכיל את הגרעין ו אקרוסום. הגרעין מכיל קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. אקרוזום (קומפלקס גולגי שונה) הוא אורגנואיד המכיל אנזימים המשמשים להמסת קרומי 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.

אוווגנזה.

בניגוד להיווצרות זרעונים, המתרחשת רק לאחר הגעה לגיל ההתבגרות, תהליך היווצרות הביציות בבני אדם מתחיל עוד בתקופה העוברית וזורם לסירוגין. בעובר מתממשים שלבי הרבייה והצמיחה במלואם, ומתחיל שלב ההתבגרות. עד שנולדה ילדה, מאות אלפי ביציות מסדר 1 נמצאות בשחלותיה, 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) מיוזה במטאפאזה 2ומבייצת בשלב זה. מיוזיס יכולה ללכת עד הסוף רק בתנאי הפריה, חדירת הזרע, אם לא מתרחשת הפריה, הביצית מסדר 2 מתה ומופרשת מהגוף.

אוווגנזה מתבצעת בשחלות, מחולקת לשלושה שלבים - רבייה, צמיחה והתבגרות. במהלך שלב הרבייה, אובוגוניה דיפלואידית מתחלקת שוב ושוב על ידי מיטוזה. שלב הגדילה מתאים לשלב 1 של המיוזה, כלומר. במהלכו מתרחשת הכנת התאים למיוזה, התאים גדלים באופן משמעותי עקב הצטברות של חומרים מזינים. האירוע העיקרי של שלב הגדילה הוא שכפול DNA. במהלך שלב ההתבגרות, תאים מתחלקים על ידי מיוזה. במהלך החלוקה הראשונה של המיוזה, הם נקראים ביציות מסדר 1. כתוצאה מהחלוקה המיוטית הראשונה, נוצרים שני תאי בת: קטן, הנקרא גוף קוטבי ראשון, והגדול יותר ביציות מסדר שני.

החלוקה השנייה של המיוזה מגיעה לשלב מטפאזה 2, בשלב זה מתרחש ביוץ - הביצית יוצאת מהשחלה ונכנסת לחצוצרות.

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

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

או פחות מספר גדולחוסכים רכיבי תזונה. ברוב החיות, לביצים יש ממברנות נוספות הממוקמות על גבי הממברנה הציטופלזמית. בהתאם למקור, ישנם: קונכיות ראשוניות, משניות ושלישוניות. ממברנות ראשוניות נוצרות מחומרים המופרשים מהביצית ואולי תאי זקיק. נוצרת שכבה במגע עם הממברנה הציטופלזמית של הביצה. הוא מבצע תפקיד מגן, מספק חדירה ספציפית למין של הזרע, כלומר, אינו מאפשר לזרעונים ממינים אחרים לחדור לביצית. אצל יונקים, קרום זה נקרא מַברִיק. קונכיות משניות נוצרות על ידי הפרשות תאים זקיקיםשַׁחֲלָה. לא לכל הביצים יש אותן. הממברנה המשנית של ביצי חרקים מכילה תעלה - מיקרופיל, שדרכה נכנס הזרע לביצית. ממברנות שלישוניות נוצרות עקב פעילותן של בלוטות מיוחדות של האובידוקטים. לדוגמה, מהסודות של בלוטות מיוחדות נוצרים בציפורים ובזוחלים חלבון, קלף תחתון, קונכייה וממברנות על.

ממברנות משניות ושלישוניות, ככלל, נוצרות בביצים של בעלי חיים, שעובריהם מתפתחים ב סביבה חיצונית. מכיוון שליונקים יש התפתחות תוך רחמית, לביציהם יש רק ראשוני, מַברִיקקליפה שעליה כתר זוהר- שכבה של תאים זקיקים המספקים חומרים מזינים לביצית.

בביצים ישנה הצטברות של אספקת חומרי הזנה, הנקראת חלמון. הוא מכיל שומנים, פחמימות, RNA, מינרלים, חלבונים, וחלק הארי שלו מורכב מליפופרוטאינים וגליקופרוטאין. החלמון כלול בציטופלזמה, בדרך כלל בצורה של גרגירי חלמון. כמות אבות המזון המצטברת בתא הביצית תלויה בתנאים שבהם העובר מתפתח. לכן, אם התפתחות הביצה מתרחשת מחוץ לגוף האם ומובילה להיווצרות בעלי חיים גדולים, אז החלמון יכול להיות 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(חלמון תופס רוב, ורק שטח קטן של הציטופלזמה על קוטב החיות פנוי ממנו - ציפורים).

עקב הצטברות של חומרים מזינים, מופיעה קוטביות בביצים. קטבים מנוגדים נקראים וגטטיביו בעל חיים. הקיטוב מתבטא בכך שמיקומו של הגרעין בתא משתנה (הוא עובר לכיוון קוטב החי), וכן בהפצת תכלילים ציטופלזמיים (בהרבה ביצים כמות החלמון עולה מהחי לצומח. מוֹט).

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

הַפרָיָה.הפריה היא תהליך איחוי של תאי נבט, המוביל ליצירת זיגוטה. תהליך ההפריה בפועל מתחיל ברגע המגע בין הזרע לביצית. בזמן מגע זה קרום פלזמההצמח האקרוזומלי והחלק הסמוך של הממברנה של השלפוחית ​​האקרוזומלית מתמוססים, האנזים היאלורונידאז וחומרים פעילים ביולוגית אחרים הכלולים באקרוזום משתחררים החוצה וממיסים את החלק של קרום הביצית. לרוב, הזרעון נמשך לחלוטין לתוך הביצית, לפעמים הדגל נשאר בחוץ ומושלך. מרגע כניסת הזרע לביצית, הגמטות מפסיקות להתקיים, שכן הן יוצרות תא בודד - הזיגוטה. גרעין הזרע מתנפח, הכרומטין שלו מתרופף, הממברנה הגרעינית מתמוססת, והוא הופך לפרונקולוס זכרי. זה מתרחש במקביל להשלמת החלוקה השנייה של המיוזה של גרעין הביצית, שהתחדשה עקב הפריה. בהדרגה, גרעין הביצית הופך לפרונקולוס נקבי. הגרעינים נעים למרכז הביצית, מתרחשת שכפול ה-DNA, ולאחר האיחוד שלהם, מערכת הכרומוזומים וה-DNA של הזיגוטה הופכים 2n4c. האיחוד של פרוגרעינים הוא למעשה הפריה. לפיכך, ההפריה מסתיימת ביצירת זיגוטה עם גרעין דיפלואידי.

בהתאם למספר הפרטים המשתתפים ברבייה מינית, ישנם: הפריה הדדית - הפריה, בה 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, אורגניזם חדש מתפתח מביצית לא מופרית. הוא מופיע במספר מיני צמחים, חסרי חוליות וחולייתנים, למעט יונקים, בהם עוברים פרתנוגנטיים מתים בשלבים הראשונים של העובר. פרתנוגנזה יכולה להיות מלאכותית וטבעית.

פרתנוגנזה מלאכותית נגרמת על ידי אדם על ידי הפעלת הביצית על ידי השפעה עליה חומרים שונים, גירוי מכני, עליית טמפרטורה וכו'.

בפרתנוגנזה טבעית, הביצית מתחילה להתפרק 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, כלי הזרע של הרחם מתוכנן כך שיוכל להטיל ביציות מופרות ולא מופרות, ומזל"טים מתפתחים מביצים לא מופרות. ביצים מופרות מתפתחות לזחלים של דבורים עובדים - נקבות לא מפותחות, או מלכות - בהתאם לאופי התזונה של הזחלים. בְּ מחזורית