Lytinis gyvūnų, augalų ir grybų dauginimasis yra susijęs su specializuotų lytinių ląstelių susidarymu.
Mejozė- specialus ląstelių dalijimosi tipas, dėl kurio susidaro lytinės ląstelės.
Skirtingai nuo mitozės, kai išlaikomas dukterinių ląstelių gaunamų chromosomų skaičius, mejozės metu chromosomų skaičius dukterinėse ląstelėse sumažėja perpus.
Mejozės procesas susideda iš dviejų nuoseklių ląstelių dalijimosi - mejozė I(pirmasis divizionas) ir mejozė II(antrasis divizionas).
DNR ir chromosomų dubliavimasis vyksta tik anksčiau mejozė I.
Dėl pirmojo mejozės dalijimosi, vadinama redukcionistas, ląstelės susidaro su perpus mažesniu chromosomų skaičiumi. Antrasis mejozės dalijimasis baigiasi lytinių ląstelių susidarymu. Taigi viskas somatinės ląstelės organizme yra dvigubas, diploidinis (2n) chromosomų rinkinys, kuriame kiekviena chromosoma turi suporuotą homologinę chromosomą. Subrendusios lytinės ląstelės turi tik vienišas, haploidas (n), chromosomų rinkinys ir atitinkamai pusė DNR kiekio.

Mejozės fazės

Per I fazėŠviesos mikroskopu aiškiai matomos dvigubos mejozės chromosomos. Kiekviena chromosoma susideda iš dviejų chromotidų, kurie yra sujungti vienu centromeru. Spiralizacijos proceso metu dvigubos chromosomos sutrumpėja. Homologinės chromosomos yra glaudžiai susijusios viena su kita išilgai (nuo chromatidės iki chromatidės) arba, kaip sakoma, konjugatas. Šiuo atveju chromatidės dažnai susikerta arba susisuka viena aplink kitą. Tada homologinės dvigubos chromosomos pradeda stumtis viena nuo kitos. Chromatidžių susikirtimo vietose atsiranda skersiniai lūžiai ir jų pjūvių apsikeitimai. Šis reiškinys vadinamas chromosomų kirtimas. Tuo pačiu metu, kaip ir mitozėje, suyra branduolio membrana, nyksta branduolys, susidaro verpstės siūleliai. Skirtumas tarp I mejozės fazės ir mitozės fazės yra homologinių chromosomų konjugacija ir abipusis sekcijų pasikeitimas chromosomų kryžminimo proceso metu.
Būdingas ženklas I metafazė- homologinių chromosomų, esančių poromis, išsidėstymas pusiaujo plokštumoje. Po to ateina anafazė I, kurio metu ištisos homologinės chromosomos, kurių kiekviena susideda iš dviejų chromatidžių, pereina į priešingus ląstelės polius. Šioje mejozės stadijoje labai svarbu pabrėžti vieną chromosomų divergencijos požymį: kiekvienos poros homologinės chromosomos išsiskiria atsitiktinai, nepriklausomai nuo kitų porų chromosomų. Kiekvienas polius baigiasi perpus mažiau chromosomų, nei buvo ląstelėje dalijimosi pradžioje. Tada ateina I telofazė, kurio metu susidaro dvi ląstelės, kurių chromosomų skaičius sumažėja perpus.
Tarpfazė trumpa, nes nevyksta DNR sintezė. Po to seka antrasis mejozinis padalijimas ( mejozė II). Nuo mitozės ji skiriasi tik tuo, kad jame yra chromosomų II metafazė pusė chromosomų skaičiaus tame pačiame organizme mitozės metafazėje. Kadangi kiekviena chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių, II metafazėje chromosomų centromerai dalijasi, o chromatidės juda link polių, kurie tampa dukterinėmis chromosomomis. Tik dabar prasideda tikroji tarpfazė. Iš kiekvienos pradinės ląstelės atsiranda keturios ląstelės su haploidiniu chromosomų rinkiniu.

Gametų įvairovė

Apsvarstykite ląstelės, turinčios tris poras chromosomų, mejozę ( 2n = 6). Tokiu atveju po dviejų mejozinių pasiskirstymų susidaro keturios ląstelės su haploidiniu chromosomų rinkiniu ( n=3). Kadangi kiekvienos poros chromosomos išsisklaido į dukterines ląsteles nepriklausomai nuo kitų porų chromosomų, vienodai tikėtinas aštuonių tipų gametų su skirtingais chromosomų deriniais, esančiomis pradinėje motininėje ląstelėje, susidarymas.
Dar didesnę gametų įvairovę suteikia homologinių chromosomų konjugacija ir kryžminimasis mejozės profazėje, kuri turi labai didelę bendrąją biologinę reikšmę.

Biologinė mejozės reikšmė

Jei mejozės proceso metu chromosomų skaičius nesumažėtų, tai kiekvienoje paskesnėje kartoje, susiliejus kiaušinėlio ir spermos branduoliams, chromosomų skaičius didėtų neribotą laiką. Dėl mejozės subrendusios lytinės ląstelės gauna haploidinį (n) skaičių chromosomų, o apvaisinimo metu ši rūšis diploidinis (2n) skaičius. Mejozės metu homologinės chromosomos patenka į skirtingas lytines ląsteles, o apvaisinimo metu atkuriamas homologinių chromosomų poravimas. Vadinasi, kiekvienai rūšiai užtikrinamas visas diploidinis chromosomų rinkinys ir pastovus DNR kiekis.
Mejozės metu vykstantis chromosomų kryžminimas, keitimasis pjūviais, taip pat nepriklausomas kiekvienos homologinių chromosomų poros skirtumas lemia paveldimo bruožo perdavimo iš tėvų palikuonims modelius. Iš kiekvienos dviejų homologinių chromosomų poros (motinos ir tėvo), kurios buvo diploidinių organizmų chromosomų rinkinio dalis, kiaušialąstės arba spermos haploidiniame rinkinyje yra tik viena chromosoma. Ji gali būti:

• tėvo chromosoma;
• motinos chromosoma;
• tėvo su motinos sritimi;
• motinos su tėvo sklypu.

Šie kilmės procesai didelis kiekis Kokybiškai skirtingos lytinės ląstelės prisideda prie paveldimo kintamumo.
Kai kuriais atvejais dėl mejozės proceso sutrikimo, nesant homologinių chromosomų disjunkcijos, lytinės ląstelės gali neturėti homologinės chromosomos arba, atvirkščiai, turėti abi homologines chromosomas. Tai sukelia rimtus organizmo vystymosi sutrikimus arba jo mirtį.

Apie gyvus organizmus žinoma, kad jie kvėpuoja, maitinasi, dauginasi ir miršta; tai yra jų biologinė funkcija. Bet kodėl visa tai vyksta? Dėl plytų – ląstelės, kurios taip pat kvėpuoja, maitinasi, miršta ir dauginasi. Bet kaip tai atsitinka?

Apie ląstelių sandarą

Namas mūrinis, mūrinis arba iš rąstų. Taip pat organizmą galima suskirstyti į elementarius vienetus – ląsteles. Iš jų susideda visa gyvų būtybių įvairovė, skiriasi tik jų kiekis ir tipai. Jie sudaro raumenis kaulų, oda, viskas Vidaus organai- jie labai skiriasi savo paskirtimi. Tačiau nepaisant to, kokias funkcijas atlieka tam tikra ląstelė, jos visos yra maždaug vienodos struktūros. Visų pirma, bet kuri „plyta“ turi apvalkalą ir citoplazmą su jame esančiomis organelėmis. Kai kurios ląstelės neturi branduolio, jos vadinamos prokariotinėmis, tačiau visi daugiau ar mažiau išsivystę organizmai susideda iš eukariotų, kurie turi branduolį, kuriame saugoma genetinė informacija.

Citoplazmoje esančios organelės yra įvairios ir įdomios, jos veikia svarbias funkcijas. Gyvūninės kilmės ląstelės apima endoplazminį tinklą, ribosomas, mitochondrijas, Golgi kompleksą, centrioles, lizosomas ir motorinius elementus. Jų pagalba vyksta visi procesai, užtikrinantys organizmo funkcionavimą.

Ląstelių veikla

Kaip jau minėta, visi gyvi dalykai valgo, kvėpuoja, dauginasi ir miršta. Šis teiginys galioja tiek ištisiems organizmams, tai yra žmonėms, gyvūnams, augalams ir kt., tiek ląstelėms. Nuostabu, bet kiekviena „plyta“ turi savo gyvenimą. Dėl savo organelių jis gauna ir apdoroja maistines medžiagas, deguonį, pašalina viską, kas nereikalinga. Pati citoplazma ir endoplazminis tinklas atlieka transportavimo funkciją, mitochondrijos taip pat atsakingos už kvėpavimą, taip pat suteikia energijos. Golgi kompleksas yra atsakingas už ląstelių atliekų produktų kaupimąsi ir pašalinimą. Taip pat dalyvauja ir kitos organelės sudėtingus procesus. Ir tam tikrame etape jis pradeda dalytis, tai yra, vyksta dauginimosi procesas. Verta apsvarstyti išsamiau.

Ląstelių dalijimosi procesas

Dauginimasis yra vienas iš gyvo organizmo vystymosi etapų. Tas pats pasakytina ir apie ląsteles. Tam tikrame etape gyvenimo ciklas jie patenka į būseną, kurioje yra pasirengę daugintis. jie tiesiog dalijasi į dvi dalis, pailgina ir sudaro pertvarą. Šis procesas yra paprastas ir beveik visiškai ištirtas naudojant lazdelės formos bakterijų pavyzdį.

Reikalai yra šiek tiek sudėtingesni. Jie dauginasi trise Skirtingi keliai kurios vadinamos amitoze, mitoze ir mejoze. Kiekvienas iš šių kelių turi savo ypatybes, būdingas tam tikro tipo ląstelėms. Amitozė

laikomas paprasčiausiu, jis dar vadinamas tiesioginiu dvejetainiu dalijimusi. Kai tai įvyksta, DNR molekulė padvigubėja. Tačiau dalijimosi velenas nesusidaro, todėl šis metodas yra energetiškai efektyviausias. Amitozė atsiranda vienaląsčiuose organizmuose, o daugialąsčių organizmų audiniai dauginasi kitais mechanizmais. Tačiau kartais pastebima, kad mitozinis aktyvumas sumažėja, pavyzdžiui, brandžiuose audiniuose.

Kartais tiesioginis padalijimas izoliuota kaip mitozės rūšis, tačiau kai kurie mokslininkai tai laiko atskiru mechanizmu. Šis procesas vyksta gana retai net senose ląstelėse. Toliau bus nagrinėjama mejozė ir jos fazės, mitozės procesas, taip pat šių metodų panašumai ir skirtumai. Palyginti su paprastas padalijimas jie yra sudėtingesni ir tobulesni. Tai ypač pasakytina apie redukcijos padalijimą, todėl mejozės fazių charakteristikos bus išsamiausios.

Ląstelių dalijimuisi svarbų vaidmenį atlieka centriolės – specialios organelės, dažniausiai esančios šalia Golgi komplekso. Kiekviena tokia struktūra susideda iš 27 mikrotubulių, sugrupuotų į tris grupes. Visa konstrukcija yra cilindro formos. Centrioliai tiesiogiai dalyvauja formuojant ląstelių dalijimosi veleną netiesioginio dalijimosi procese, kuris bus aptartas vėliau.

Mitozė

Ląstelių gyvenimo trukmė skiriasi. Kai kurie gyvena porą dienų, o kai kurie gali būti priskirti ilgaamžiams, nes jų visiškas pasikeitimas įvyksta labai retai. Ir beveik visos šios ląstelės dauginasi per mitozę. Daugumai jų tarp dalybų periodų praeina vidutiniškai 10-24 valandos. Pati mitozė trunka neilgai – gyvūnams maždaug 0,5–1

val., o augalams apie 2-3. Šis mechanizmas užtikrina ląstelių populiacijos augimą ir identiškų savo genetinio turinio vienetų dauginimąsi. Taip elementariame lygmenyje išlaikomas kartų tęstinumas. Šiuo atveju chromosomų skaičius išlieka nepakitęs. Šis mechanizmas yra labiausiai paplitęs reprodukcijos tipas. eukariotinės ląstelės.

Šio tipo dalijimosi reikšmė didelė – šis procesas padeda audiniams augti ir atsinaujinti, dėl to vystosi visas organizmas. Be to, mitozė yra nelytinio dauginimosi pagrindas. Ir dar viena funkcija – ląstelių judėjimas ir jau pasenusių keitimas. Todėl neteisinga manyti, kad dėl sudėtingesnių mejozės etapų jos vaidmuo yra daug didesnis. Abu šie procesai atlieka skirtingas funkcijas ir yra savaip svarbūs bei nepakeičiami.

Mitozė susideda iš kelių fazių, kurios skiriasi savo morfologinėmis savybėmis. Būsena, kurioje ląstelė yra pasirengusi netiesioginiam dalijimuisi, vadinama tarpfaze, o pats procesas yra padalintas į dar 5 etapus, kuriuos reikia apsvarstyti išsamiau.

Mitozės fazės

Būdama tarpfazėje ląstelė ruošiasi dalytis: sintetinama DNR ir baltymai. Šis etapas yra padalintas į dar keletą, kurių metu auga visa struktūra ir padvigubėja chromosomos. Šioje būsenoje ląstelė išlieka iki 90% viso savo gyvavimo ciklo.

Likusius 10% užima pats padalijimas, kuris yra padalintas į 5 etapus. Augalų ląstelių mitozės metu taip pat išsiskiria preprofazė, kurios visais kitais atvejais nėra. Susidaro naujos struktūros, branduolys juda į centrą. Suformuojama išankstinė fazinė juostelė, žyminti numatomą būsimo padalijimo vietą.

Visose kitose ląstelėse mitozės procesas vyksta taip:

1 lentelė

Sceninis vardas	Charakteristika
Profazė	Branduolys didėja, jame esančios chromosomos spirale, tampa matomos mikroskopu. Citoplazmoje susidaro dalijimosi verpstė. Branduolys dažnai suyra, tačiau taip nutinka ne visada. Genetinės medžiagos kiekis ląstelėje išlieka nepakitęs.
Prometafazė	Branduolinė membrana suyra. Chromosomos pradeda aktyviai, bet atsitiktinai judėti. Galiausiai jie visi patenka į metafazės plokštės plokštumą. Šis etapas trunka iki 20 minučių.
Metafazė	Chromosomos yra išdėstytos išilgai ašies pusiaujo plokštumos maždaug vienodais atstumais nuo abiejų polių. Mikrotubulių, išlaikančių visą struktūrą stabilią, skaičius pasiekia maksimalų. Seserinės chromatidės atstumia viena kitą, palaikydamos ryšį tik centromeroje.
Anafazė	Trumpiausias etapas. Chromatidės atsiskiria ir atstumia viena kitą link artimiausių polių. Šis procesas kartais izoliuojamas atskirai ir vadinamas anafaze A. Vėliau patys dalijimosi poliai išsiskiria. Kai kurių pirmuonių ląstelėse verpstė pailgėja iki 15 kartų. Ir šis postadis vadinamas anafaze B. Procesų trukmė ir seka šiame etape yra kintama.
Telofazė	Pasibaigus divergencijai į priešingus polius, chromatidės sustoja. Chromosomos dekondensuoja, tai yra, padidėja jų dydis. Prasideda būsimų dukterinių ląstelių branduolinių membranų rekonstrukcija. Verpstės mikrovamzdeliai išnyksta. Susidaro branduoliai ir atsinaujina RNR sintezė.

Pasibaigus genetinės informacijos padalijimui, įvyksta citokinezė arba citotomija. Šis terminas reiškia dukterinių ląstelių kūnų susidarymą iš motinos kūno. Šiuo atveju organelės, kaip taisyklė, yra padalintos per pusę, nors galimos išimtys; susidaro pertvara. Citokinezė nėra atskirta į atskirą fazę, paprastai ji laikoma telofazės rėmuose.

Taigi, daugiausia įdomių procesų dalyvauja chromosomos, pernešančios genetinę informaciją. Kas jie yra ir kodėl jie tokie svarbūs?

Apie chromosomas

Kol kas neturi menkiausia mintis apie genetiką žmonės žinojo, kad daugelis palikuonių savybių priklauso nuo tėvų. Tobulėjant biologijai tapo akivaizdu, kad informacija apie konkretų organizmą yra saugoma kiekvienoje ląstelėje, o dalis jos perduodama ateities kartoms.

XIX amžiaus pabaigoje buvo aptiktos chromosomos – struktūros, susidedančios iš ilgo

DNR molekules. Tai tapo įmanoma patobulinus mikroskopus, o ir dabar juos galima pamatyti tik dalijimosi laikotarpiu. Dažniausiai šis atradimas priskiriamas vokiečių mokslininkui W. Flemingui, kuris ne tik supaprastino viską, kas buvo tyrinėta iki jo, bet ir įnešė savo indėlį: vienas pirmųjų tyrė ląstelių sandarą, mejozę ir jos fazes, t. taip pat įvedė terminą „mitozė“. Pačią „chromosomos“ sąvoką kiek vėliau pasiūlė kitas mokslininkas – vokiečių histologas G. Waldeyeris.

Chromosomų sandara, kai jos aiškiai matomos, gana paprasta – tai dvi chromatidės, per vidurį sujungtos centromeru. Tai specifinė nukleotidų seka ir atlieka svarbų vaidmenį ląstelių dauginimosi procese. Galų gale, chromosoma išvaizdos fazėje ir metafazėje, kai ji geriausiai matoma, primena raidę X.

1900 m. buvo atrasti principai, apibūdinantys paveldimų savybių perdavimą. Tada galutinai paaiškėjo, kad chromosomos yra būtent tai, per kurią perduodama genetinė informacija. Vėliau mokslininkai atliko daugybę tai įrodančių eksperimentų. Ir tada tyrimo objektas buvo ląstelių dalijimosi įtaka jiems.

Mejozė

Skirtingai nuo mitozės, šis mechanizmas galiausiai lemia dviejų ląstelių susidarymą su chromosomų rinkiniu, kuris yra 2 kartus mažesnis nei pradinis. Taigi mejozės procesas yra perėjimas iš diploidinės fazės į haploidinę fazę ir pirmiausia

mes kalbame apie apie branduolio dalijimąsi, antra – visos ląstelės dalijimąsi. Visas chromosomų rinkinys atkuriamas dėl tolesnio lytinių ląstelių susiliejimo. Dėl chromosomų skaičiaus sumažėjimo šis metodas taip pat apibrėžiamas kaip redukcijos skyrius ląstelės.

Mejozę ir jos fazes tyrė tokie žymūs mokslininkai kaip V. Flemingas, E. Strasburgeris, V. I. Beliajevas ir kt. Šio proceso tyrimas tiek augalų, tiek gyvūnų ląstelėse tebevyksta – jis toks sudėtingas. Iš pradžių šis procesas buvo laikomas mitozės variantu, tačiau beveik iš karto po jo atradimo buvo nustatytas kaip atskiras mechanizmas. Mejozės ir jos charakteristikos teorinė vertė pirmą kartą pakankamai apibūdino Augustas Weissmannas 1887 m. Nuo tada redukcinio padalijimo proceso tyrimas labai pažengė į priekį, tačiau padarytos išvados dar nepaneigtos.

Mejozės nereikėtų painioti su gametogeneze, nors abu procesai yra glaudžiai susiję. Abu mechanizmai dalyvauja formuojant lytines ląsteles, tačiau tarp jų yra nemažai rimtų skirtumų. Mejozė vyksta dviem dalijimosi etapais, kurių kiekviena susideda iš 4 pagrindinių fazių, tarp kurių daroma trumpa pertrauka. Viso proceso trukmė priklauso nuo DNR kiekio branduolyje ir chromosomų organizacijos struktūros. Apskritai, jis yra daug ilgesnis, palyginti su mitoze.

Beje, viena pagrindinių didelės rūšių įvairovės priežasčių yra mejozė. Dėl redukcijos padalijimo chromosomų rinkinys padalijamas į dvi dalis, todėl atsiranda naujų genų derinių, pirmiausia potencialiai padidinančių organizmų prisitaikymą ir gebėjimą prisitaikyti, kurie galiausiai gauna tam tikrus savybių ir savybių rinkinius.

Mejozės fazės

Kaip jau minėta, redukcijos ląstelių dalijimasis paprastai skirstomas į du etapus. Kiekviena iš šių stadijų skirstoma į dar 4. O pirmoji mejozės fazė – I fazė savo ruožtu skirstoma į dar 5 atskiras stadijas. Tęsiant šio proceso tyrimą, ateityje gali būti nustatyti kiti. Dabar išskiriamos šios mejozės fazės:

2 lentelė

Sceninis vardas	Charakteristika
Pirmasis padalijimas (sumažinimas)
I fazė
leptotenas	Ši stadija kitaip vadinama plonų siūlų stadija. Po mikroskopu chromosomos atrodo kaip susipainiojęs rutulys. Kartais išskiriamas proleptotenas, kai atskirus siūlus dar sunku atskirti.
zigotenas	Siūlų sujungimo etapas. Homologinės, tai yra, panašios viena į kitą morfologija ir genetika, chromosomų poros susilieja. Susiliejimo, tai yra konjugacijos, proceso metu susidaro dvivalentės arba tetrados. Taip vadinami gana stabilūs chromosomų porų kompleksai.
pachitenas	Storų gijų stadija. Šiame etape baigiasi chromosomų spiralė ir DNR replikacija, susidaro chiasmata – atskirų chromosomų dalių kontaktiniai taškai – chromatidės. Vyksta perėjimo procesas. Chromosomos kertasi ir keičiasi kai kuriomis genetinės informacijos dalimis.
diplotenas	Taip pat vadinamas dvigubos grandinės stadija. Homologinės dvivalentėse chromosomos atstumia viena kitą ir lieka sujungtos tik chiasmatoje.
diakinezė	Šiame etape dvivalentės išsisklaido branduolio periferijoje.
I metafazė	Branduolinis apvalkalas sunaikinamas ir susidaro dalijimosi velenas. Dvivalentės juda į ląstelės centrą ir išsirikiuoja išilgai pusiaujo plokštumos.
I anafazė	Dvivalentės suyra, po to kiekviena chromosoma iš poros pereina į artimiausią ląstelės polių. Nėra atskyrimo į chromatides.
I telofazė	Chromosomų segregacijos procesas baigtas. Susidaro atskiri dukterinių ląstelių branduoliai, kurių kiekvienas turi haploidinį rinkinį. Chromosomos išsitraukia ir susidaro branduolinis apvalkalas. Kartais stebima citokinezė, tai yra pačios ląstelės kūno dalijimasis.
Antrasis padalijimas (lygtis)
II fazė	Chromosomos kondensuojasi ir ląstelės centras dalijasi. Branduolinė membrana yra sunaikinta. Susidaro skilimo velenas, statmenas pirmajam.
II metafazė	Kiekvienoje dukterinėje ląstelėje chromosomos išsirikiuoja išilgai pusiaujo. Kiekvienas iš jų susideda iš dviejų chromatidžių.
II anafazė	Kiekviena chromosoma yra padalinta į chromatides. Šios dalys nukrypsta į priešingus polius.
II telofazė	Gautos vienos chromatidinės chromosomos yra despiralizuojamos. Susidaro branduolinis apvalkalas.

Taigi akivaizdu, kad mejozės dalijimosi fazės yra daug sudėtingesnės nei mitozės procesas. Tačiau, kaip jau minėta, tai nesumenkina biologinis vaidmuo netiesioginis padalijimas, nes atlieka skirtingas funkcijas.

Beje, mejozė ir jos fazės stebimos ir kai kuriuose pirmuoniuose. Tačiau, kaip taisyklė, jis apima tik vieną skyrių. Daroma prielaida, kad ši vienpakopė forma vėliau išsivystė į šiuolaikinę dvipakopę formą.

Mitozės ir mejozės skirtumai ir panašumai

Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad šių dviejų procesų skirtumai yra akivaizdūs, nes tai visiškai skirtingi mechanizmai. Tačiau giliau išanalizavus paaiškėja, kad skirtumai tarp mitozės ir mejozės nėra tokie globalūs, o galiausiai lemia naujų ląstelių susidarymą.

Visų pirma, verta pakalbėti apie tai, ką šie mechanizmai turi bendro. Tiesą sakant, yra tik du sutapimai: toje pačioje fazių sekoje ir taip pat tame

DNR replikacija vyksta prieš abiejų tipų dalijimąsi. Nors, kalbant apie mejozę, šis procesas nėra visiškai baigtas iki I fazės pradžios, kuri baigiasi vienu iš pirmųjų etapų. Ir nors fazių seka panaši, iš esmės jose vykstantys įvykiai nevisiškai sutampa. Taigi mitozės ir mejozės panašumų nėra tiek daug.

Yra daug daugiau skirtumų. Visų pirma, mitozė atsiranda tuo metu, kai mejozė yra glaudžiai susijusi su lytinių ląstelių susidarymu ir sporogeneze. Pačiose fazėse procesai visiškai nesutampa. Pavyzdžiui, perėjimas mitozėje įvyksta tarpfazės metu ir ne visada. Antruoju atveju šis procesas apima mejozės anafazę. Genų rekombinacija netiesioginio dalijimosi metu dažniausiai nevyksta, o tai reiškia, kad ji nevaidina jokio vaidmens organizmo evoliuciniam vystymuisi ir tarprūšinės įvairovės palaikymui. Ląstelių, susidarančių dėl mitozės, skaičius yra dvi, jos yra genetiškai identiškos motinai ir turi diploidinį chromosomų rinkinį. Sumažinimo skirstymo metu viskas skiriasi. Mejozės rezultatas 4 skiriasi nuo motinos. Be to, abu mechanizmai labai skiriasi trukme, ir tai lemia ne tik skirstymo etapų skaičiaus skirtumas, bet ir kiekvieno etapo trukmė. Pavyzdžiui, pirmoji mejozės fazė trunka daug ilgiau, nes šiuo metu vyksta chromosomų konjugacija ir kryžminimas. Štai kodėl jis toliau skirstomas į kelis etapus.

Apskritai, mitozės ir mejozės panašumai yra gana nedideli, palyginti su jų skirtumais. Šių procesų beveik neįmanoma supainioti. Todėl dabar šiek tiek stebina, kad redukcijos padalijimas anksčiau buvo laikomas mitozės tipu.

Mejozės pasekmės

Kaip jau minėta, pasibaigus redukcijos dalijimosi procesui, vietoj motininės ląstelės su diploidiniu chromosomų rinkiniu susidaro keturios haploidinės. Ir jei mes kalbame apie mitozės ir mejozės skirtumus, tai yra svarbiausia. Atsigavimas reikalingas kiekis, kalbant apie lytines ląsteles, atsiranda po apvaisinimo. Taigi su kiekviena nauja karta chromosomų skaičius nepadaugėja dvigubai.

Be to, mejozės metu vyksta dauginimosi proceso metu, dėl to išlaikoma tarprūšinė įvairovė. Taigi tai, kad net broliai ir seserys kartais labai skiriasi vienas nuo kito, yra būtent mejozės rezultatas.

Beje, kai kurių hibridų sterilumas gyvūnų pasaulyje yra ir redukcijos padalijimo problema. Faktas yra tas, kad tėvų chromosomos, priklausančios skirtingi tipai, negali patekti į konjugaciją, o tai reiškia, kad pilnaverčių gyvybingų lytinių ląstelių susidarymo procesas yra neįmanomas. Taigi, mejozė yra gyvūnų, augalų ir kitų organizmų evoliucinio vystymosi pagrindas.

Mejozė yra ląstelių dalijimosi eukariotuose metodas, gaminantis haploidines ląsteles. Tai skiriasi nuo mejozės iki mitozės, kuri gamina diploidines ląsteles.

Be to, mejozė vyksta dviem iš eilės dalimis, kurios atitinkamai vadinamos pirmuoju (I mejozė) ir antruoju (II mejozė). Jau po pirmojo dalijimosi ląstelės turi vieną, t.y. haploidinį, chromosomų rinkinį. Todėl dažnai vadinamas pirmasis padalijimas redukcionistas. Nors kartais terminas „redukcijos padalijimas“ vartojamas visai mejozei.

Antrasis skyrius vadinamas lygtinė o jo atsiradimo mechanizmas panašus į mitozę. II mejozės metu seserinės chromatidės juda link ląstelės polių.

Prieš mejozę, kaip ir mitozę, interfazėje vyksta DNR sintezė – replikacija, po kurios kiekviena chromosoma jau susideda iš dviejų chromatidžių, kurios vadinamos seserinėmis chromatidėmis. Tarp pirmojo ir antrojo dalijimosi DNR sintezė nevyksta.

Jei dėl mitozės susidaro dvi ląstelės, tai dėl mejozės - 4. Tačiau jei organizmas gamina kiaušinėlius, tuomet lieka tik viena ląstelė, kuri savyje turi koncentruotų maistinių medžiagų.

DNR kiekis prieš pirmąjį dalijimąsi paprastai žymimas 2n 4c. Čia n žymi chromosomas, c – chromatides. Tai reiškia, kad kiekviena chromosoma turi homologinę porą (2n), o tuo pačiu metu kiekviena chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių. Atsižvelgiant į homologinės chromosomos buvimą, gaunamos keturios chromatidės (4c).

Po pirmojo ir prieš antrąjį padalijimą DNR kiekis kiekvienoje iš dviejų dukterinių ląstelių sumažinamas iki 1n 2c. Tai yra, homologinės chromosomos išsisklaido į skirtingas ląsteles, bet ir toliau susideda iš dviejų chromatidžių.

Po antrojo padalijimo susidaro keturios ląstelės su 1n 1c rinkiniu, ty kiekvienoje yra tik viena chromosoma iš homologinių poros ir susideda tik iš vienos chromatidės.

Žemiau yra Išsamus aprašymas pirmasis ir antrasis mejozinis padalijimas. Fazių žymėjimas yra toks pat kaip ir mitozėje: profazė, metafazė, anafazė, telofazė. Tačiau šiose fazėse vykstantys procesai, ypač I fazėje, šiek tiek skiriasi.

Mejozė I

I fazė

Paprastai tai yra ilgiausia ir sudėtingiausia mejozės fazė. Tai užtrunka daug ilgiau nei mitozės metu. Taip yra dėl to, kad šiuo metu homologinės chromosomos priartėja ir keičiasi DNR dalimis (vyksta konjugacija ir kryžminimas).

Konjugacija- homologinių chromosomų sujungimo procesas. Perėjimas- identiškų sričių mainai tarp homologinių chromosomų. Ne seserinės homologinių chromosomų chromatidės gali keistis lygiaverčiais skyriais. Tose vietose, kur vyksta toks apsikeitimas, vadinamasis chiasma.

Suporuotos homologinės chromosomos vadinamos dvivalentės, arba sąsiuviniai. Ryšys išlieka iki I anafazės ir jį užtikrina centromerai tarp seserinių chromatidžių ir chiasmata tarp neseserinių chromatidžių.

Profazėje įvyksta chromosomų spiralizacija, todėl fazės pabaigoje chromosomos įgauna būdingą formą ir dydį.

Daugiau vėlesniuose etapuose I fazės metu branduolio membrana suyra į pūsleles ir branduoliai išnyksta. Pradeda formuotis mejozinė verpstė. Susidaro trijų tipų verpstės mikrovamzdeliai. Vieni tvirtinami prie kinetochorų, kiti – prie vamzdžių, augančių iš priešingo poliaus (konstrukcija atlieka tarpiklių vaidmenį). Dar kiti sudaro žvaigždinę struktūrą ir prisitvirtina prie membraninio skeleto, tarnaudami kaip atrama.

Centrosomos su centrioliais nukrypsta link polių. Mikrovamzdeliai prasiskverbia į buvusio branduolio sritį ir prisitvirtina prie kinetochorų, esančių chromosomų centromerinėje srityje. Tokiu atveju seserinių chromatidžių kinetochorai susilieja ir veikia kaip vienas vienetas, leidžiantis vienos chromosomos chromatidėms neatsiskirti ir vėliau kartu persikelti į vieną iš ląstelės polių.

I metafazė

Pagaliau susidaro dalijimosi velenas. Homologinių chromosomų poros yra pusiaujo plokštumoje. Jie išsirikiuoja vienas priešais kitą išilgai ląstelės pusiaujo, kad pusiaujo plokštuma būtų tarp homologinių chromosomų porų.

I anafazė

Homologinės chromosomos atsiskiria ir persikelia į skirtingus ląstelės polius. Dėl perėjimo, įvykusio per profazę, jų chromatidės nebėra identiškos viena kitai.

I telofazė

Branduoliai atstatyti. Chromosomos despiralizuojasi į ploną chromatiną. Ląstelė dalijasi į dvi dalis. Gyvūnams membranos invaginacija. Augalai sudaro ląstelės sienelę.

Mejozė II

Tarpfazė tarp dviejų mejotinių padalų vadinama interkinezė, tai labai trumpa. Skirtingai nuo tarpfazių, DNR dubliavimasis nevyksta. Tiesą sakant, jis jau padvigubintas, tiesiog kiekvienoje iš dviejų ląstelių yra viena iš homologinių chromosomų. Mejozė II vyksta vienu metu dviejose ląstelėse, susidariusiose po I mejozės. Žemiau esančioje diagramoje parodytas tik vienos ląstelės dalijimasis iš dviejų.

II fazė

Trumpas. Branduoliai ir branduoliai vėl išnyksta, o chromatidės susiformuoja spirale. Pradeda formuotis velenas.

II metafazė

Kiekviena chromosoma, susidedanti iš dviejų chromatidžių, yra prijungta prie dviejų verpstės gijų. Vienas siūlas iš vieno stulpo, kitas iš kito. Centromerai susideda iš dviejų atskirų kinetochorų. Metafazės plokštelė suformuota plokštumoje, statmenoje metafazės I pusiaujui. Tai yra, jei pagrindinė mejozės ląstelė I padalinta išilgai, tai dabar dvi ląstelės skirsis skersai.

II anafazė

Baltymai, jungiantys seserines chromatides, atsiskiria, ir jie pereina į skirtingus polius. Dabar seserinės chromatidės vadinamos seserinėmis chromosomomis.

II telofazė

Panašiai kaip telofazė I. Vyksta chromosomų despiralizacija, išnyksta verpstė, formuojasi branduoliai ir branduoliai, atsiranda citokinezė.

Mejozės prasmė

Daugialąsčiame organizme mejozės būdu dalijasi tik lytinės ląstelės. Todėl pagrindinė mejozės reikšmė yra saugumomechanizmasAlytinis dauginimasis,prie kurių rūšies chromosomų skaičius išlieka pastovus.

Kita mejozės reikšmė yra genetinės informacijos rekombinacija, kuri vyksta I fazėje, ty kombinacinis kintamumas. Nauji alelių deriniai sukuriami dviem atvejais. 1. Kai įvyksta kryžminimas, tai yra, homologinių chromosomų chromatidės keičiasi pjūviais. 2. Su nepriklausomu chromosomų nukrypimu į polius abiejuose mejoziniuose skyriuose. Kitaip tariant, kiekviena chromosoma gali atsirasti vienoje ląstelėje bet kokiame derinyje su kitomis chromosomomis, kurios nėra jai homologiškos.

Jau po I mejozės ląstelės turi skirtingą genetinę informaciją. Po antrojo padalijimo visos keturios ląstelės skiriasi viena nuo kitos. Tai svarbus skirtumas tarp mejozės ir mitozės, kuri gamina genetiškai identiškas ląsteles.

Chromosomų ir chromatidų kryžminimas ir atsitiktinis išsiskyrimas I ir II anafazėse sukuria naujus genų derinius ir yra vienasnuo paveldimo organizmų kintamumo priežasčių, kurios dėka įmanoma gyvų organizmų evoliucija.

Mejozė susideda iš dviejų vienas po kito einančių ląstelių dalijimosi, iš kurių pirmasis trunka beveik tiek pat, kiek ir visa mejozė, ir yra daug sudėtingesnė nei antroji (15-20A pav.).

Antrasis mejozės padalijimas susideda iš tų pačių etapų kaip ir mitozė, tačiau kiekvienoje ląstelėje yra ne diploidinis, o haploidinis chromosomų skaičius. Antrasis mejozinis dalijimasis vyksta daug greičiau nei pirmasis ir paprastai trunka kelias valandas. Apskritai mejozė, palyginti su mitoze, yra daug ilgesnis procesas: rugiuose tai trunka ilgiau nei dvi dienas, Drosofiloje – apie savaitę, žmogui – tris su puse savaitės. Dėl mejozės viena diploidinė ląstelė gamina keturias ląsteles su haploidiniu chromosomų rinkiniu. Be to, dėl atsitiktinio tėvo ir motinos chromosomų pasiskirstymo tarp ląstelių, taip pat dėl ​​homologinių chromosomų mainų atskiruose skyriuose, kiekviename organizme pasiekiama didžiulė gametų įvairovė. Lytinėms ląstelėms susiliejus, taip pat galima susidaryti labai daug kombinacijų (plačiau apie tai bus kalbama skyriuje apie paveldimumą). Taigi, naudojant seksualinį dauginimosi metodą, įvyksta paveldimos informacijos rekombinacija, dėl kurios palikuonys gerokai skiriasi nuo savo tėvų.

Pasibaigus pirmajam mejoziniam dalijimuisi, dviejose dukterinėse ląstelėse vėl susidaro membranos ir prasideda trumpa tarpfazė. Šiuo metu chromosomos yra šiek tiek despiralizuotos, tačiau netrukus jos vėl kondensuojasi ir prasideda II fazė. Kadangi šiuo laikotarpiu nevyksta DNR sintezė, atrodo, kad kai kuriuose organizmuose chromosomos pereina tiesiai iš vieno dalijimosi į kitą. II fazė visuose organizmuose yra trumpa: branduolio apvalkalas sunaikinamas, kai susidaro naujas velenas, po kurio greitai seka metafazė II, anafazė II ir telofazė II. Kaip ir mitozėje, kinetochoro gijos susidaro seserinėse chromatidėse, besitęsiančiose nuo centromeros į priešingas puses. Metafazės plokštelėje abi seserys chromatidės laikomos kartu iki anafazės, kai atsiskiria dėl staigaus jų kinetochorų atsiskyrimo.Taigi antrasis mejozės dalijimasis panašus į įprastą mitozę, vienintelis reikšmingas skirtumas yra tai, kad yra viena kopija. kiekvienos chromosomos, o ne dvi, kaip nurodyta

Pagal ląstelių ciklas suprasti įvykių, vykstančių nuo ląstelės susidarymo (įskaitant patį dalijimąsi) iki jos dalijimosi ar mirties, rinkinį. Laiko intervalas nuo padalijimo iki padalijimo vadinamas tarpfazė, kuris savo ruožtu yra padalintas į tris laikotarpius - G1 (presintetinis), S (sintetinis) ir G2 (postsintetinis). G1 yra augimo laikotarpis, ilgiausias laiko atžvilgiu ir apima G0 periodą, kai užaugusi ląstelė yra ramybės būsenoje arba diferencijuojasi, virsta, pavyzdžiui, kepenų ląstele ir veikia kaip kepenų ląstelė, o vėliau miršta. Diploidinės ląstelės chromosomų ir DNR rinkinys šiuo laikotarpiu yra 2n2c, kur n – chromosomų skaičius, c – DNR molekulių skaičius. S periode įvyksta pagrindinis interfazės įvykis – DNR replikacija ir chromosomų bei DNR rinkinys tampa 2n4c, todėl DNR molekulių skaičius padvigubėjo. G2 ląstelė aktyviai sintetina reikalingus fermentus, daugėja organelių, nekinta chromosomų rinkinys ir DNR – 2n4c. Šiuo metu dauguma autorių neigia galimybę, kad ląstelė išeis iš G2 periodo į G0 periodą.

Mitozinis ciklas stebimas ląstelėse, kurios nuolat dalijasi ir neturi G0 periodo. Tokių ląstelių pavyzdys yra daug bazinio epitelio sluoksnio ląstelių, kraujodaros kamieninių ląstelių. Mitozinis ciklas trunka apie 24 val., apytikslė sparčiai besidalijančioms žmogaus ląstelėms etapų trukmė yra tokia: G 1 periodas - 9 val., S periodas - 10 val., G 2 periodas - 4,5 val., mitozė - 0,5 val.

Mitozė– pagrindinis eukariotinių ląstelių dalijimosi būdas, kai dukterinės ląstelės išlaiko pradinės motininės ląstelės chromosomų rinkinį.

Mitozė yra nenutrūkstamas procesas, turintis keturias fazes: profazę, metafazę, anafazę ir telofazę.

Profazė (2n4c) – branduolio membrana suardoma į fragmentus, centrioliai nukrypsta į skirtingus ląstelės polius, susidaro verpstės siūlai, branduoliai „išnyksta“, kondensuojasi bichromatidinės chromosomos. Tai ilgiausia mitozės fazė.

Metafazė (2n4c) – maksimaliai kondensuotų bichromatidinių chromosomų išsirikiavimas ląstelės pusiaujo plokštumoje (susidaro metafazinė plokštelė), verpstės gijų tvirtinimas viename gale prie centriolių, kitame – prie chromosomų centromerų.

Anafazė (4n4c) - dviejų chromatidinių chromosomų dalijimasis į chromatides ir šių seserinių chromatidžių nukrypimas į priešingus ląstelės polius (šiuo atveju chromatidės tampa savarankiškomis vienos chromatidės chromosomomis).

Telofazė (2n2c kiekvienoje dukterinėje ląstelėje) - chromosomų dekondensacija, branduolinių membranų susidarymas aplink kiekvieną chromosomų grupę, verpstės siūlų suirimas, branduolio atsiradimas, citoplazmos dalijimasis (citotomija). Gyvūnų ląstelėse citotomija atsiranda dėl skilimo vagos, augalų ląstelėse – dėl ląstelės plokštelės.

	Ryžiai. . Mitozės fazės

Biologinė reikšmė mitozė. Dukterinės ląstelės, susidariusios dėl šio dalijimosi metodo, yra genetiškai identiškos motinai. Mitozė užtikrina pastovumą chromosomų rinkinys per keletą ląstelių kartų. Tai yra tokių procesų kaip augimas, regeneracija, nelytinis dauginimasis ir kt.

Antrasis mejozinis padalijimas (2 mejozė) vadinamas lygtine.

2 fazė (1n2c). Trumpai tariant, profazė 1, chromatinas yra kondensuotas, nėra konjugacijos ir kryžminimo, vyksta profazei įprasti procesai - branduolių membranų suirimas į fragmentus, centriolių nukrypimas į skirtingus ląstelės polius, verpstės gijų susidarymas.

2 metafazė (1n2c). Ląstelės pusiaujo plokštumoje išsirikiuoja bichromatidinės chromosomos, susidaro metafazės plokštelė.

Kuriamos prielaidos trečiajai genetinės medžiagos rekombinacijai – daugelis chromatidžių yra mozaikinės ir nuo jų išsidėstymo pusiaujo priklauso, į kurį ašigalį jos persikels ateityje. Verpstės siūlai yra pritvirtinti prie chromatidžių centromerų.

2 anafazė (2n2с). Dviejų chromatidų chromosomos dalijasi į chromatides ir šios seserinės chromatidės nukrypsta į priešingus ląstelės polius (šiuo atveju chromatidės tampa savarankiškomis vienos chromatidės chromosomomis), įvyksta trečioji genetinės medžiagos rekombinacija.

2 telofazė (1n1c kiekvienoje ląstelėje). Chromosomos dekondensuojasi, susidaro branduolinės membranos, sunaikinami verpstės siūlai, atsiranda branduoliai, o citoplazma dalijasi (citotomija), kad galiausiai susidarytų keturios haploidinės ląstelės.

Biologinė mejozės reikšmė.

Mejozė yra pagrindinis gyvūnų gametogenezės ir augalų sporogenezės įvykis. Su jo pagalba išlaikomas chromosomų rinkinio pastovumas – susiliejus lytinėms ląstelėms, jos padvigubėjimas neįvyksta. Mejozės dėka susidaro genetiškai skirtingos ląstelės, nes Mejozės proceso metu genetinės medžiagos rekombinacija vyksta tris kartus: dėl kryžminimo (1 fazė), dėl atsitiktinės, nepriklausomos homologinių chromosomų divergencijos (1 anafazė) ir dėl atsitiktinės chromatidinės divergencijos (2 anafazė).

Amitozė– tiesioginis tarpfazinio branduolio dalijimasis susiaurėjimu be chromosomų spiralizavimo, nesusidarant dalijimosi verpstės. Dukterinės ląstelės turi skirtingą genetinę medžiagą. Gali apsiriboti tik branduolio dalijimusi, dėl kurio susidaro dvibranduoliai ir daugiabranduoliai. Aprašytas senstančioms, patologiškai pakitusioms ir pasmerktoms ląstelėms. Po amitozės ląstelė negali grįžti į normalų mitozinį ciklą. Paprastai jis stebimas labai specializuotuose audiniuose, ląstelėse, kurios nebeturi dalytis – epitelyje, kepenyse.

Gametogenezė. Lytinėse liaukose susidaro gametos - lytinių liaukų. Lytinių ląstelių vystymosi procesas vadinamas gametogenezė. Spermos susidarymo procesas vadinamas spermatogenezė, o oocitų susidarymas yra oogenezė (oogenezė). Lytinių ląstelių pirmtakai - gametocitai susidaro ant ankstyvosios stadijos embriono vystymasis už lytinių liaukų ribų, o tada migruoti į jas. Lytinėse liaukose yra trys skirtingos sritys (arba zonos) – dauginimosi zona, augimo zona ir lytinių ląstelių brendimo zona. Šiose zonose vyksta gametocitų dauginimosi, augimo ir brendimo fazės. Yra dar viena spermatogenezės fazė – formavimosi fazė.

Reprodukcijos fazė. Diploidinės ląstelės šioje lytinių liaukų zonoje (lytinės liaukos) dalijasi pakartotinai mitozės būdu. Lytinių liaukų ląstelių skaičius didėja. Jie vadinami oogonija Ir spermatogonija.

Augimo fazė. Šios fazės metu auga spermatogonija ir oogonija bei vyksta DNR replikacija. Gautos ląstelės vadinamos 1 eilės oocitai ir 1 eilės spermatocitai su chromosomų ir DNR rinkiniu 2n4s.

Brendimo fazė.Šios fazės esmė yra mejozė. Pirmosios eilės gametocitai patenka į pirmąjį mejozinį padalijimą. Dėl to susidaro 2-osios eilės gametocitai (n2c), kurie patenka į antrąjį mejozinį dalijimąsi, susidaro ląstelės su haploidiniu chromosomų rinkiniu (nc) – kiaušinėliai ir apvalios spermatidės. Spermatogenezė taip pat apima formavimosi fazė, kurio metu spermatidai virsta spermatozoidais.

Spermatogenezė. Brendimo metu diploidinės ląstelės sėklidžių sėkliniuose kanalėliuose dalijasi mitotiškai, todėl susidaro daug daugiau mažos ląstelės, paskambino spermatogonija. Kai kurios susidariusios ląstelės gali pasikartoti mitoziniai pasiskirstymai, todėl susidaro tos pačios spermatogonijos ląstelės. Kita dalis nustoja dalytis ir didėja, pereidama į kitą spermatogenezės fazę – augimo fazę.

Sertoli ląstelės užtikrina mechaninę apsaugą, palaikymą ir mitybą besivystančioms lytinėms ląstelėms. Spermatogonijos, kurių dydis padidėjo, vadinamos 1 eilės spermatocitai. Augimo fazė atitinka 1 mejozės tarpfazę, t.y. Šio proceso metu ląstelės paruošiamos mejozei. Pagrindiniai augimo fazės įvykiai yra DNR replikacija ir kaupimasis maistinių medžiagų.

1 eilės spermatocitai ( 2n4s) patenka į pirmąjį (redukcijos) mejozės padalijimą, po kurio susidaro 2 eilės spermatocitai ( n2c). 2-os eilės spermatocitai patenka į antrąjį (lyginį) mejozės padalinį ir susidaro apvalios spermatidės ( nc). Iš vieno pirmos eilės spermatocito atsiranda keturios haploidinės spermatidės. Formavimosi fazei būdinga tai, kad iš pradžių sferinės formos spermatidai patiria daugybę sudėtingų transformacijų, dėl kurių susidaro spermatozoidai.

Žmogaus spermatogenezė prasideda brendimo metu, spermatozoidų formavimosi laikotarpis yra trys mėnesiai, t.y. sperma atnaujinama kas tris mėnesius. Spermatogenezė vyksta nuolat ir sinchroniškai milijonuose ląstelių.

Spermos struktūra. Žinduolių sperma yra ilgo siūlo formos.

Žmogaus spermos ilgis yra 50-60 mikronų. Spermos struktūrą galima suskirstyti į „galvą“, „kaklą“, tarpinę dalį ir uodegą. Galvoje yra branduolys ir akrosomas. Branduolys turi haploidinį chromosomų rinkinį. Akrosoma (modifikuotas Golgi kompleksas) yra organelė, kurioje yra fermentų, naudojamų kiaušinio membranoms ištirpinti. Kakle yra du centrioliai, o tarpinėje dalyje – mitochondrijos. Uodegą vaizduoja viena, kai kuriose rūšyse dvi ar daugiau žvynelių. Žuvykla yra judėjimo organelė ir savo struktūra panaši į pirmuonių žiuželius ir blakstienas. Žvyneliams judėti naudojama ATP makroerginių ryšių energija, ATP sintezė vyksta mitochondrijose. Spermatozą 1677 metais atrado A. Leeuwenhoekas.

Oogenezė.

Skirtingai nuo spermatozoidų susidarymo, kuris vyksta tik pasiekus brendimą, kiaušialąsčių formavimosi procesas žmonėms prasideda embriono laikotarpiu ir vyksta su pertrūkiais. Embrione pilnai realizuojasi dauginimosi ir augimo fazės, prasideda brendimo fazė. Iki mergaitės gimimo jos kiaušidėse yra šimtai tūkstančių pirmosios eilės oocitų, sustingusių, „užšaldytų“ 1-osios mejozės fazės diploteninėje stadijoje.

Brendimo metu mejozė atsinaujins: maždaug kas mėnesį, veikiant lytiniams hormonams, pasieks vienas iš I eilės oocitų (rečiau du). 2 mejozės metafazė ir ovuliacija šiame etape. Mejozė gali baigtis tik esant apvaisinimo, spermatozoidų įsiskverbimo sąlygoms; jei apvaisinimas neįvyksta, 2-osios eilės oocitas miršta ir pašalinamas iš organizmo.

Oogenezė vyksta kiaušidėse ir skirstoma į tris fazes – dauginimosi, augimo ir brendimo. Dauginimosi fazėje diploidinė oogonija pakartotinai dalijasi mitoze. Augimo fazė atitinka 1 mejozės tarpfazę, t.y. Jos metu ląstelės paruošiamos mejozei, dėl maistinių medžiagų kaupimosi ląstelės žymiai padidėja. Pagrindinis augimo fazės įvykis yra DNR replikacija. Brandinimo fazėje ląstelės dalijasi mejozės būdu. Pirmojo mejozinio dalijimosi metu jie vadinami 1 eilės oocitais. Dėl pirmojo mejozinio dalijimosi atsiranda dvi dukterinės ląstelės: mažos, vadinamos pirmasis poliarinis kūnas ir didesnis – 2 eilės oocitas.

Antrasis mejozės dalijimasis pasiekia 2 metafazę, šioje stadijoje įvyksta ovuliacija – oocitas palieka kiaušidę ir patenka į kiaušintakius.

Jei spermatozoidas prasiskverbia į oocitą, antrasis mejozinis dalijimasis baigiasi, kai susidaro kiaušinis ir antrasis polinis kūnas, o pirmasis poliarinis kūnas - trečiasis ir ketvirtasis poliarinis kūnas. Taigi dėl mejozės iš vieno I eilės oocito susidaro vienas oocitas ir trys poliniai kūnai.

Kiaušinių struktūra. Kiaušinių forma dažniausiai yra apvali. Kiaušinių dydžiai yra labai įvairūs – nuo ​​kelių dešimčių mikrometrų iki kelių centimetrų (žmogaus kiaušinis yra apie 120 mikronų). Kiaušinių struktūros ypatybės apima: membranų, esančių plazminės membranos viršuje, buvimą; o citoplazmoje yra daugiau

arba mažesnis kiekis rezervinių maistinių medžiagų. Daugumos gyvūnų kiaušinėliai turi papildomų membranų, esančių ant citoplazminės membranos. Priklausomai nuo kilmės, yra: pirminiai, antriniai ir tretiniai apvalkalai. Pirminės membranos susidaro iš medžiagų, kurias išskiria oocitas ir galbūt folikulinės ląstelės. Susidaro sluoksnis, kuris liečiasi su kiaušialąstės citoplazmine membrana. Jis atlieka apsauginę funkciją, užtikrina rūšinį spermatozoidų įsiskverbimo specifiškumą, t.y., neleidžia kitų rūšių spermatozoidams prasiskverbti į kiaušialąstę. Žinduolių ši membrana vadinama blizgantis. Antriniai apvalkalai susidaro iš sekretų folikulinės ląstelės kiaušidės. Ne visi kiaušiniai jų turi. Antriniame vabzdžių kiaušinėlių lukšte yra kanalas – mikropilė, per kurią spermatozoidai prasiskverbia į kiaušinėlį. Tretiniai apvalkalai susidaro dėl specialių kiaušintakių liaukų veiklos. Pavyzdžiui, iš specialių liaukų išskyrų paukščiams ir ropliams susidaro baltymas, sublukštinis pergamentas, apvalkalas ir virškiauklės membranos.

Antrinės ir tretinės membranos, kaip taisyklė, susidaro gyvūnų kiaušiniuose, kurių embrionai vystosi per išorinė aplinka. Kadangi žinduoliai vystosi intrauteriškai, jų kiaušinėliai turi tik pirminį, puikus apvalkalas, kurio viršuje yra švytinti karūna- folikulinių ląstelių sluoksnis, tiekiantis maistines medžiagas į kiaušinėlį.

Kiaušiniuose kaupiasi maistinių medžiagų atsargos, kurios vadinamos tryniu. Jame yra riebalų, angliavandenių, RNR, mineralų, baltymų, kurių didžioji dalis yra lipoproteinai ir glikoproteinai. Trynys yra citoplazmoje, dažniausiai trynio granulių pavidalu. Kiaušinyje sukauptų maistinių medžiagų kiekis priklauso nuo embriono vystymosi sąlygų. Taigi, jei kiaušinis vystosi už motinos kūno ribų ir dėl to susidaro dideli gyvūnai, trynys gali sudaryti daugiau nei 95% kiaušinio tūrio. Žinduolių kiaušiniuose, kurie vystosi motinos kūne, yra nedidelis trynio kiekis - mažiau nei 5%, nes embrionai vystymuisi reikalingas maistines medžiagas gauna iš motinos.

Priklausomai nuo trynio kiekio, išskiriami šie kiaušinių tipai: alecitinis(neturi trynio arba turi nedaug trynių intarpų – žinduoliai, plokščiųjų kirmėlių); izoliacinis(su tolygiai paskirstytu tryniu – lanceletas, jūros ežiukas); vidutiniškai telolecitalinis(su netolygiai pasiskirstytu tryniu – žuvis, varliagyviai); smarkiai telolecitalinis(trynis paima dauguma, ir tik nedidelis citoplazmos plotas gyvūnų poliuje yra laisvas nuo jo - paukščiai).

Dėl maistinių medžiagų kaupimosi kiaušiniuose atsiranda poliškumas. Vadinami priešingi poliai vegetatyvinis Ir gyvuliškas. Poliarizacija pasireiškia tuo, kad ląstelėje pakinta branduolio vieta (paslenka gyvūno poliaus link), taip pat citoplazminių inkliuzų pasiskirstymu (daugelyje kiaušinių trynio kiekis didėja nuo gyvūno iki vegetatyvinio poliaus). ).

Žmogaus kiaušinėlį 1827 m. atrado K. M. Baeris.

Tręšimas. Apvaisinimas yra lytinių ląstelių susiliejimo procesas, dėl kurio susidaro zigota. Pats apvaisinimo procesas prasideda spermos ir kiaušinėlio kontakto momentu. Tokio kontakto momentu plazmos membrana Ištirpsta akrosominė atauga ir šalia esanti akrosominės pūslelės membranos dalis, išsiskiria fermentas hialuronidazė ir kitos akrosomoje esančios biologiškai aktyvios medžiagos ir ištirpdo kiaušinėlio membranos dalį. Dažniausiai spermatozoidai visiškai įtraukiami į kiaušialąstę, kartais žvyneliai lieka lauke ir išmetami. Nuo to momento, kai spermatozoidai prasiskverbia į kiaušinėlį, gametos nustoja egzistuoti, nes sudaro vieną ląstelę – zigotą. Spermatozoido branduolys išsipučia, jo chromatinas atsipalaiduoja, branduolio membrana ištirpsta ir virsta vyriškuoju probranduoliu. Tai įvyksta tuo pačiu metu, kai baigiasi antrasis mejozinis kiaušinėlio branduolio dalijimasis, kuris atsinaujino dėl apvaisinimo. Palaipsniui kiaušinėlio branduolys virsta moterišku probranduoliu. Probranduoliai juda į kiaušialąstės centrą, vyksta DNR replikacija, o jiems susiliejus, susilieja zigotos chromosomų rinkinys ir DNR. 2n4c. Probranduolių sąjunga reiškia patį apvaisinimą. Taigi apvaisinimas baigiasi susiformavus zigotai su diploidiniu branduoliu.

Priklausomai nuo individų, dalyvaujančių lytinėje reprodukcijoje, skaičiaus, jie išskiriami: kryžminis apvaisinimas – apvaisinimas, kurio metu susiformavo gametos. skirtingi organizmai; savaiminis apvaisinimas – apvaisinimas, kurio metu susilieja to paties organizmo suformuotos gametos (kaspinuočiai).

Partenogenezė– mergaitiškas dauginimasis, viena iš lytinio dauginimosi formų, kai nevyksta apvaisinimas, o iš neapvaisinto kiaušinėlio išsivysto naujas organizmas. Jis randamas daugelyje augalų rūšių, bestuburių ir stuburinių gyvūnų, išskyrus žinduolius, kurių partenogenetiniai embrionai miršta ankstyvose embriogenezės stadijose. Partenogenezė gali būti dirbtinė arba natūrali.

Dirbtinę partenogenezę žmonės sukelia aktyvuodami kiaušialąstę, paveikdami ją įvairių medžiagų, mechaninis dirginimas, padidėjusi temperatūra ir kt.

Natūralios partenogenezės metu kiaušialąstė pradeda skilti ir vystytis į embrioną nedalyvaujant spermatozoidui, tik veikiama vidinių ar. išorinių priežasčių. At nuolatinis (įpareigojantis) partenogenezėje kiaušinėliai vystosi tik partenogenetiškai, pavyzdžiui, Kaukazo uolų driežams. Visi šios rūšies gyvūnai yra tik patelės. neprivaloma Partenogenezėje embrionai vystosi tiek partenogenetiškai, tiek seksualiai. Klasikinis pavyzdys – bičių motinėlės spermateka sukurta taip, kad ji galėtų dėti apvaisintus ir neapvaisintus kiaušinėlius, o iš neapvaisintų vystosi tranai. Iš apvaisintų kiaušinėlių, priklausomai nuo lervų mitybos pobūdžio, išsivysto bičių darbininkių lervos – neišsivysčiusios patelės arba motinėlės. At cikliškas