Šis straipsnis padės išsamiai ištirti vienos iš diploidinės ląstelės dalijimosi formų, būtent mejozės schemos, procesą. Joje sužinosite, iš kiek fazių susideda šis procesas, kokias savybes turi kiekviena fazė, kokioje fazėje vyksta chromosomų konjugacija, kas yra kryžminimas ir koks kiekvieno padalijimo etapo efektyvumas.

Sąvokos "mejozė" reikšmė

Ši dalijimosi forma daugiausia būdinga reprodukcinės sistemos ląstelėms, būtent kiaušidėms ir spermatozoidams. Mejozės pagalba iš diploidinės motininės ląstelės susidaro keturios haploidinės gametos su n rinkiniu chromosomų.

Procesas susideda iš dviejų etapų:

• Sumažėjimas, mejozė 1 - susideda iš keturių fazių: profazės, metafazės, anafazės ir telofazės. Pirmasis mejozės dalijimasis baigiasi dviejų haploidinių ląstelių susidarymu iš diploidinės ląstelės.
• Lygties etapas, mejozė 2 , yra procedūriškai panašus į mitozę. Šiam etapui būdingas seserinių chromosomų atsiskyrimas ir jų nukrypimas į skirtingus polius.

Kiekvieną etapą sudaro keturios viena po kitos einančios fazės, kurios sklandžiai pereina viena į kitą. Tarp dviejų dalijimosi etapų praktiškai nėra tarpfazių, todėl kartotinis DNR replikacijos procesas nevyksta.

Ryžiai. 1. Pirmojo mejozės dalijimosi schema.

Pirmojo padalijimo etapo bruožas yra 1 fazė, kurią sudaro penki atskiri etapai. Kiekviename iš jų vykstančių procesų paaiškinimą rasite toliau pateiktoje lentelėje. 1 fazės metu chromosomos sutrumpėja dėl spiralizacijos. Homologinės chromosomos yra taip stipriai sujungtos viena su kita, kad vyksta konjugacijos procesas (chromosomų dalių sujungimas ir sujungimas).

Šiuo metu kai kurios ne seserų chromosomų dalys gali keistis viena su kita, šis procesas vadinamas kryžminiu.

Ryžiai. 2. Antrojo mejozinio padalijimo schema.

Mejozės fazių lentelė

Fazė	Ypatumai
1 fazė	Susideda iš penkių etapų: Leptotenas(ploni siūlai) - vietoj chromatino granulių atsiranda ploni chromosomų siūlai; Zigotenas(sriegių derinys) - vyksta konjugacijos procesas; Pachytena(stori siūlai) - būdingas chromosomų pjūvių kirtimas; Diplotena(dvigubi siūlai) - matomos chiasmatos ir chromatidės; Diakinezė– chromosomos sutrumpėja, centromerai atstumia vienas kitą, ištirpsta branduolio membranos ir branduolys, susidaro verpstė.
1 metafazė	Chromosomos išsirikiuoja ties veleno pusiauju, o centromerų orientacija į polius yra visiškai atsitiktinė.
1 anafazė	Homologinės chromosomos pereina į skirtingus polius, o seserinės chromosomos vis dar yra sujungtos centromeroje.
1 telofazė	Telofazės pabaiga žymima chromosomų despiralizacija ir naujo branduolinio apvalkalo susidarymu.
2 fazė	Atkuriamas naujas dalijimosi velenas, ištirpsta branduolio membrana.
2 metafazė	Chromosomos išsirikiuoja ekvatorinėje veleno dalyje.
2 anafazė	Centromerai skyla ir chromatidės pereina į priešingus polius.
2 telofazė	Iš vieno haploidinio branduolio susidaro du su haploidiniu rinkiniu, kurių viduje yra viena chromatidė.

Dėl šio padalijimo iš vienos diploidinės ląstelės susidaro keturios gametos su haploidiniu rinkiniu. Genetiškai kiekviena iš keturių ląstelių turi savo ypatingą genetinį turinį.

TOP 4 straipsniaikurie skaito kartu su tuo

Ryžiai. 3. Gametogenezės schema.

Kryžminimo procesas nėra būdingas 2 mejozei, nes chromosomų sekcijų mainai vyksta pirmojo dalijimosi fazėje.

Ko mes išmokome?

Lytinių liaukų ląstelių dalijimasis vyksta per mejozę, kurią sudaro du dalijimosi etapai. Kiekvienas etapas turi keturias fazes: profazę, metafazę, anafazę ir telofazę. Pirmojo dalijimosi etapo bruožas yra dviejų ląstelių su haploidiniu chromosomų rinkiniu susidarymas. Dėl antrojo padalijimo susidaro keturios gametos.

Testas tema

Ataskaitos vertinimas

Vidutinis reitingas: 4.1. Iš viso gautų įvertinimų: 206.

Mejozė - mitozės tipas, dėl kurio atsiranda diploidas (2p) somatinės ląstelės lytinės liaukos gamina haploidines gametas (1n). Apvaisinimo metu susilieja gametų branduoliai ir atkuriamas diploidinis chromosomų rinkinys. Taigi, mejozė užtikrina, kad kiekvienos rūšies chromosomų rinkinys ir DNR kiekis išliktų pastovus.

Kaip rezultatas mejozė I chromosomų skaičius sumažėja perpus ( redukcijos skyrius);

esant II mejozei išlaikomas ląstelių haploidiškumas (lyginis padalijimas). Ląstelės, patenkančios į mejozę, turi 2n2xp genetinės informacijos.

Mejozės I fazėje Vyksta laipsniškas chromatino spiralizavimas, kai susidaro chromosomos. Homologinės chromosomos susijungia ir susidaro bendra struktūra, susidedantis iš dviejų chromosomų (dvivalenčių) ir keturių chromatidžių (tetrados).

Dviejų homologinių chromosomų kontaktas per visą ilgį vadinamas konjugacija.

Tada tarp homologinių chromosomų atsiranda atstumiančios jėgos, o chromosomos pirmiausia atsiskiria centromeruose, lieka sujungtos ties rankomis ir susidaro dekusacijos (chiasmata). Chromatidžių divergencija palaipsniui didėja, o kryželiai juda link jų galų.

Konjugacijos proceso metu tarp kai kurių homologinių chromosomų chromatidžių gali įvykti keitimasis regionais - perėjimas, vedantis į genetinės medžiagos rekombinaciją. Profazės pabaigoje ištirpsta branduolio apvalkalas ir branduoliai, susidaro achromatinis velenas. Genetinės medžiagos kiekis išlieka toks pat (2n2хр).

1)Metafazėje Esant I mejozei, chromosomų dvivalentės yra ląstelės pusiaujo plokštumoje. Šiuo metu jų spiralizacija pasiekia maksimumą. Genetinės medžiagos kiekis nekinta (2n2xr).

2) Anafazėje Mejozės I homologinės chromosomos, susidedančios iš dviejų chromatidžių, galiausiai nutolsta viena nuo kitos ir nukrypsta į ląstelės polius. Vadinasi, iš kiekvienos homologinių chromosomų poros į dukterinę ląstelę patenka tik viena – chromosomų skaičius sumažėja perpus (sumažėja). Genetinės medžiagos kiekis kiekviename poliuje tampa 1n2xp.

3) Telofazėje Susidaro branduoliai ir dalijasi citoplazma – susidaro dvi dukterinės ląstelės. Dukterinėse ląstelėse yra haploidinis chromosomų rinkinys, kiekvienoje chromosomoje yra dvi chromatidės (1n2хр).

Biologinė reikšmė mejozė:

1) yra pagrindinė gametogenezės stadija;

2) užtikrina genetinės informacijos perdavimą iš organizmo į organizmą lytinio dauginimosi metu;

3) dukterinės ląstelės nėra genetiškai tapačios motinai ir viena kitai.

Taigi, dėl mejozės iš vienos diploidinės motininės ląstelės susidaro 4 ląstelės su haploidiniu chromosomų rinkiniu. Be to, I mejozės fazėje vyksta genetinės medžiagos rekombinacija (susikirtimas), o I ir II anafazėse chromosomos ir chromatidės atsitiktinai pereina į vieną ar kitą polių. Šie procesai yra derinio kintamumo priežastis.

18: Gyvų organizmų nelytinis dauginimasis:

Nelytinis dauginimasis apima vieną individą ląstelių mechanizmas yra mitozė.

Nelytinio dauginimosi būdai:

1) Ląstelių dalijimasis – būdingas tik vienaląsčiams organizmams (grybeliams...)

1. Monotomija

2. Palintamy

3. Šizogonija

4. Anizotomija

2) Fragmentacija – pagrindas yra atsinaujinimo procesas, t.y. prarastų organų ar jų dalių atstatymas. (kirminas)

3) pumpuravimas – būdingas bakterijoms, grybams, koelenteratams ir gaubtakiams).

4) Sporuliacija – tai dauginimasis sporomis. (bakterijos, aukštesni ir žemesni augalai)
Yra ginčų: 1. Zoosporos (judrios)

Mejozė (iš graikų kalbos mejozė- redukcija) yra specialus eukariotinių ląstelių dalijimosi tipas, kai po vienkartinio DNR padvigubėjimo ląstelė padalintas du kartus , o iš vienos diploidinės ląstelės susidaro 4 haploidinės. Susideda iš 2 iš eilės einančių skyrių (pažymėtų I ir II); kiekviena iš jų, kaip ir mitozė, apima 4 fazes (profazę, metafazę, anafazę, telofazę) ir citokinezę.

Mejozės fazės:

Profazė aš , tai sudėtinga, suskirstyta į 5 etapus:

1. Leptonema (iš graikų kalbos leptos- plonas, nema– sriegis) – chromosomos susisuka spirale ir tampa matomos kaip ploni siūlai. Kiekviena homologinė chromosoma jau buvo atkartota 99,9% ir susideda iš dviejų seserinių chromatidžių, sujungtų viena su kita centromeroje. Genetinės medžiagos turinys – 2 n 2 xp 4 c. Chromosomos su baltymų grupių pagalba ( tvirtinimo diskai ) abiejuose galuose yra pritvirtinti prie branduolio apvalkalo vidinės membranos. Branduolinis apvalkalas yra išsaugotas, branduolys matomas.

2. Zygonema (iš graikų kalbos zigonas – suporuotas) – homologinės diploidinės chromosomos veržiasi viena link kitos ir jungiasi pirmiausia centromeros srityje, o paskui per visą ilgį ( konjugacija ). Susiformuoja dvivalentės (iš lat. bi - dvigubas, valens– stiprus), arba tetradai chromatidas. Bivalentų skaičius atitinka haploidinį chromosomų rinkinį; genetinės medžiagos turinį galima parašyti kaip 1 n 4 xp 8 c. Kiekviena dvivalentė chromosoma yra iš tėvo arba iš motinos. Lytinės chromosomos esantis šalia vidinės branduolinės membranos. Ši sritis vadinama genitalijų pūslelė.

Tarp homologinių chromosomų kiekviename dvivalente, specializuota sinaptoneminiai kompleksai (iš graikų kalbos sinapsė– ryšys, ryšys), kurios yra baltymų struktūros. Esant dideliam padidinimui, komplekse matomos dvi lygiagrečios 10 nm storio baltymų gijos, sujungtos plonomis skersinėmis maždaug 7 nm dydžio juostelėmis, kurių abiejose pusėse yra daugybės kilpų pavidalo chromosomos.

Komplekso centre yra ašinis elementas storis 20 – 40 nm. Sinaptoneminis kompleksas lyginamas su Virvinės kopėčios , kurių šonus sudaro homologinės chromosomos. Tikslesnis palyginimas - užtrauktuku .

Pasibaigus zigonemai, kiekviena homologinių chromosomų pora yra sujungta viena su kita naudojant sinaptoneminius kompleksus. Tik lytinės chromosomos X ir Y nėra visiškai konjuguotos, nes jos nėra visiškai homologiškos.

3. B pachyneme (iš graikų kalbos pahys– tiršta) dvivalentės trumpėja ir storėja. Tarp motinos ir tėvo kilmės chromatidžių ryšiai atsiranda keliose vietose - chiasmata (iš graikų.c hiazma- kirsti). Kiekvieno chiazmo srityje dalyvauja baltymų kompleksas rekombinacija (d~ 90 nm), ir vyksta atitinkamų homologinių chromosomų sekcijų pasikeitimas – iš tėvo į motininę ir atvirkščiai. Šis procesas vadinamas kryžminis (iš anglų kalbos Surožinis- baigta– sankryža). Pavyzdžiui, kiekviename žmogaus dvivalenčiame perėjimas vyksta dviejose ar trijose srityse.

4. B diplomema (iš graikų kalbos diploos– dvigubi) sinaptoneminiai kompleksai suyra ir kiekvienos dvivalentės homologinės chromosomos tolti vienas nuo kito, tačiau ryšys tarp jų išlieka chiasmato zonose.

5. Diakinezė (iš graikų kalbos diakineino- Pereiti). Diakinezėje chromosomų kondensacija baigta, jos atskiriamos nuo branduolinės membranos, tačiau homologinės chromosomos ir toliau lieka sujungtos viena su kita galinėmis atkarpomis, o kiekvienos chromosomos seserinės chromatidės – centromerais. Bivalentai įgauna keistą formą žiedai, kryžiai, aštuntukai tt Šiuo metu sunaikinama branduolio membrana ir branduoliai. Pasikartojantys centrioliai nukreipiami į polius, o verpstės sruogos yra prijungtos prie chromosomų centromerų.

Apskritai mejozinė fazė yra labai ilga. Kai vystosi spermatozoidai, tai gali trukti keletą dienų, o kai išsivysto kiaušinėliai – daugelį metų.

Metafazė aš primena panašią mitozės stadiją. Chromosomos yra sumontuotos pusiaujo plokštumoje, sudarydamos metafazės plokštę. Skirtingai nuo mitozės, verpstės mikrovamzdeliai yra pritvirtinti prie kiekvienos chromosomos centromero tik vienoje pusėje (polio pusėje), o homologinių chromosomų centromerai yra abiejose pusiaujo pusėse. Ryšys tarp chromosomų chiasmato pagalba ir toliau išsaugomas.

IN anafazė aš chiasmata suyra, homologinės chromosomos atsiskiria viena nuo kitos ir nukrypsta į polius. Centromerai tačiau šių chromosomų, skirtingai nuo mitozės anafazės, nėra atkartojami, o tai reiškia, kad seserinės chromatidės neatsiskiria. Chromosomų skirtumai yra atsitiktinis pobūdis. Genetinės informacijos turinys tampa 1 n 2 xp 4 c kiekviename ląstelės poliuje ir visoje ląstelėje - 2(1 n 2 xp 4 c) .

IN telofazė aš , kaip ir mitozėje, susidaro, formuojasi ir gilėja branduolinės membranos ir branduoliai skilimo vaga. Tada atsitinka citokinezė . Skirtingai nuo mitozės, chromosomų išvyniojimas nevyksta.

Dėl I mejozės susidaro 2 dukterinės ląstelės, kuriose yra haploidinis chromosomų rinkinys; Kiekviena chromosoma turi 2 genetiškai skirtingas (rekombinantines) chromatides: 1 n 2 xp 4 c. Todėl dėl mejozės atsiranda I sumažinimas chromosomų skaičiaus sumažinimas perpus, taigi ir pirmojo padalijimo pavadinimas - sumažinimas .

Pasibaigus mejozei aš pradedu trumpas laikotarpis -interkinezė , kurio metu nevyksta DNR replikacija ir chromatidų dubliavimasis.

Profazė II netrunka ilgai, o chromosomų konjugacija nevyksta.

IN metafazė II chromosomos išsirikiuoja pusiaujo plokštumoje.

IN anafazė II DNR centromero srityje replikuojasi, nes tai atsitinka mitozės anafazėje, chromatidės juda link polių.

Po to telofazės II Ir citokinezė II susidaro dukterinės ląstelės, kuriose yra genetinės medžiagos, 1 n 1 xp 2 c. Apskritai antrasis padalijimas vadinamas lygtinė (išlyginantis).

Taigi, dėl dviejų nuoseklių mejozinių dalijimosi, susidaro 4 ląstelės, kurių kiekviena turi haploidinį chromosomų rinkinį.

Ląstelių dalijimasis per mejozę vyksta dviem pagrindiniais etapais: I mejoze ir II mejoze. Pasibaigus mejoziniam procesui, susidaro keturi. Prieš besidalijančiai ląstelei patenkant į mejozę, ji praeina periodą, vadinamą tarpfaze.

Tarpfazė

• G1 etapas: ląstelės vystymosi stadija prieš DNR sintezę. Šiame etape ląstelės, besiruošiančios dalytis, masė didėja.
• S fazė: laikotarpis, per kurį sintetinama DNR. Daugeliui ląstelių šis etapas trunka trumpą laiką.
• G2 etapas: laikotarpis po DNR sintezės, bet iki profazės pradžios. Ląstelė toliau sintetina papildomus baltymus ir didėja jų dydis.

Paskutinėje tarpfazės fazėje ląstelėje vis dar yra branduolių. apsuptas branduoline membrana ir ląstelių chromosomos dublikatas, bet forma . Dvi poros, sudarytos iš vienos poros replikacijos, yra už branduolio. Interfazės pabaigoje ląstelė patenka į pirmąją mejozės stadiją.

I mejozė:

I fazė

I mejozės fazėje įvyksta šie pokyčiai:

• Chromosomos kondensuojasi ir prisitvirtina prie branduolio apvalkalo.
• Vyksta sinapsė (poromis sujungiamos homologinės chromosomos) ir susidaro tetrada. Kiekviena tetrada susideda iš keturių chromatidžių.
• Gali atsirasti genetinė rekombinacija.
• Chromosomos kondensuojasi ir atsiskiria nuo branduolio apvalkalo.
• Panašiai centrioliai migruoja vienas nuo kito, o branduolio apvalkalas ir branduoliai sunaikinami.
• Chromosomos pradeda migruoti į metafazės (pusiaujo) plokštę.

I fazės pabaigoje ląstelė patenka į I metafazę.

I metafazė

I mejozės metafazėje įvyksta šie pokyčiai:

• Tetrados yra sulygiuotos ant metafazės plokštės.
• homologinės chromosomos yra orientuotos į priešingus ląstelės polius.

I metafazės pabaigoje ląstelė patenka į I anafazę.

I anafazė

I mejozės anafazėje įvyksta šie pokyčiai:

• Chromosomos juda į priešingus ląstelės galus. Panašiai kaip mitozė, kinetochorai sąveikauja su mikrotubuliais, kad perkeltų chromosomas į ląstelės polius.
• Skirtingai nuo mitozės, persikėlę į priešingus polius, jie lieka kartu.

I anafazės pabaigoje ląstelė patenka į I telofazę.

I telofazė

I mejozės telofazėje įvyksta šie pokyčiai:

• Verpstės skaidulos ir toliau perkelia homologines chromosomas į polius.
• Kai judėjimas baigiasi, kiekvienas ląstelės polius turi haploidinį chromosomų skaičių.
• Daugeliu atvejų citokinezė (dalijimasis) vyksta kartu su I telofaze.
• Pasibaigus I telofazei ir citokinezei, susidaro dvi dukterinės ląstelės, kurių kiekvienoje yra pusė pradinės pirminės ląstelės chromosomų skaičiaus.
• Priklausomai nuo ląstelės tipo, ruošiantis II mejozei gali vykti įvairūs procesai. Tačiau genetinė medžiaga vėl nepakartojama.

I telofazės pabaigoje ląstelė patenka į II fazę.

Mejozė II:

II fazė

II mejozės fazėje įvyksta šie pokyčiai:

• Branduolys ir branduoliai sunaikinami, kol atsiranda dalijimosi velenas.
• Šioje fazėje chromosomos nebedauginasi.
• Chromosomos pradeda migruoti į II metafazės plokštelę (ties ląstelių pusiauju).

Pasibaigus II fazei, ląstelės patenka į II metafazę.

II metafazė

II mejozės metafazėje atsiranda šie pokyčiai:

• Chromosomos išsirikiuoja ant II metafazės plokštelės ląstelių centre.
• Seserinių chromatidžių kinetochorinės gijos nukrypsta į priešingus polius.

II metafazės pabaigoje ląstelės patenka į II anafazę.

II anafazė

II mejozės anafazėje atsiranda šie pokyčiai:

• Seserinės chromatidės atsiskiria ir pradeda judėti į priešingus ląstelės galus (polius). Su chromatidėmis nesusijusios verpstės skaidulos pailgina ir pailgina ląsteles.
• Kai suporuotos seserinės chromatidės yra atskirtos viena nuo kitos, kiekviena laikoma visa chromosoma, vadinama chromosoma.
• Ruošiantis kitam mejozės etapui, II anafazės metu abu ląstelės poliai taip pat nutolsta vienas nuo kito. II anafazės pabaigoje kiekviename poliuje yra visas chromosomų rinkinys.

Po II anafazės ląstelės patenka į II telofazę.

II telofazė

II mejozės telofazėje atsiranda šie pokyčiai:

• Priešinguose poliuose susidaro atskiri branduoliai.
• Vyksta citokinezė (citoplazmos dalijimasis ir naujų ląstelių susidarymas).
• Pasibaigus II mejozei, susidaro keturios dukterinės ląstelės. Kiekvienoje ląstelėje yra pusė pradinės pirminės ląstelės chromosomų skaičiaus.

Mejozės rezultatas

Galutinis mejozės rezultatas yra keturių dukterinių ląstelių gamyba. Šios ląstelės turi perpus mažiau chromosomų nei pagrindinės ląstelės. Mejozės metu gaminamos tik lytinės dalys. Kiti dalijasi per mitozę. Kai apvaisinimo metu lytys susijungia, jos tampa . Diploidinės ląstelės turi visą homologinių chromosomų rinkinį.

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 mitozės reikšmė. 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 padalijimas tarpfazinis branduolys susiaurėjimo būdu be chromosomų spiralizavimo, nesudarant 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 mažiau didelis kiekis rezervinės maistinės medžiagos. 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