Par dzīviem organismiem ir zināms, ka tie elpo, barojas, vairojas un mirst; tā ir viņu bioloģiskā funkcija. Bet kāpēc tas viss notiek? Pateicoties ķieģeļiem - šūnām, kas arī elpo, barojas, mirst un vairojas. Bet kā tas notiek?

Par šūnu uzbūvi

Māja ir mūrēta no ķieģeļiem, blokiem vai baļķiem. Tāpat organismu var iedalīt elementārās vienībās – šūnās. No tiem sastāv visa dzīvo būtņu daudzveidība, atšķirība ir tikai to daudzumā un veidos. Tie veido muskuļus kaulu, āda, viss iekšējie orgāni- tie tik ļoti atšķiras pēc sava mērķa. Bet neatkarīgi no tā, kādas funkcijas veic konkrēta šūna, tās visas ir strukturētas aptuveni vienādi. Pirmkārt, jebkuram “ķieģelim” ir apvalks un citoplazma ar tajā esošajām organellām. Dažām šūnām nav kodola, tās sauc par prokariotiskām, bet visi vairāk vai mazāk attīstītie organismi sastāv no eikariotiem, kuriem ir kodols, kurā glabājas ģenētiskā informācija.

Organelli, kas atrodas citoplazmā, ir daudzveidīgi un interesanti, tie darbojas svarīgas funkcijas. Pie dzīvnieku izcelsmes šūnām pieder endoplazmatiskais tīkls, ribosomas, mitohondriji, Golgi komplekss, centrioli, lizosomas un motoriskie elementi. Ar viņu palīdzību notiek visi procesi, kas nodrošina organisma darbību.

Šūnu aktivitāte

Kā jau minēts, visas dzīvās būtnes ēd, elpo, vairojas un mirst. Šis apgalvojums attiecas gan uz veseliem organismiem, tas ir, cilvēkiem, dzīvniekiem, augiem utt., gan uz šūnām. Tas ir pārsteidzoši, bet katram "ķieģelim" ir sava dzīve. Pateicoties savām organellām, tas saņem un apstrādā barības vielas, skābekli un izvada visu nevajadzīgo ārpusē. Pati citoplazma un endoplazmatiskais tīklojums veic transporta funkciju, mitohondriji atbild arī par elpošanu, kā arī nodrošina enerģiju. Golgi komplekss ir atbildīgs par šūnu atkritumu produktu uzkrāšanos un izvadīšanu. Tajā piedalās arī citas organellas sarežģīti procesi. Un noteiktā posmā tas sāk dalīties, tas ir, notiek vairošanās process. Ir vērts to apsvērt sīkāk.

Šūnu dalīšanās process

Vairošanās ir viens no dzīvā organisma attīstības posmiem. Tas pats attiecas uz šūnām. Noteiktā stadijā dzīves cikls viņi nonāk stāvoklī, kurā viņi ir gatavi vairoties. tie vienkārši sadalās divās daļās, pagarinot un pēc tam veidojot nodalījumu. Šis process ir vienkāršs un gandrīz pilnībā izpētīts, izmantojot stieņa formas baktēriju piemēru.

Lietas ir nedaudz sarežģītākas. Viņi vairojas trīs Dažādi ceļi ko sauc par amitozi, mitozi un mejozi. Katram no šiem ceļiem ir savas īpašības, tas ir raksturīgs noteikta veida šūnām. Amitoze

tiek uzskatīts par vienkāršāko, to sauc arī par tiešu bināro skaldīšanu. Kad tas notiek, DNS molekula dubultojas. Taču skaldīšanas vārpsta neveidojas, tāpēc šī metode ir energoefektīvākā. Amitoze notiek vienšūnu organismos, savukārt daudzšūnu organismu audi vairojas, izmantojot citus mehānismus. Tomēr dažreiz to novēro, ja mitotiskā aktivitāte ir samazināta, piemēram, nobriedušos audos.

Dažkārt tiešā sadalīšana izolēts kā mitozes veids, taču daži zinātnieki to uzskata par atsevišķu mehānismu. Šis process notiek diezgan reti pat vecās šūnās. Tālāk tiks aplūkota mejoze un tās fāzes, mitozes process, kā arī šo metožu līdzības un atšķirības. Salīdzinot ar vienkāršs sadalījums tie ir sarežģītāki un perfektāki. Tas jo īpaši attiecas uz reducēšanas dalīšanu, tāpēc mejozes fāžu raksturojums būs vissīkākais.

Svarīga loma šūnu dalīšanās procesā ir centriolām – īpašām organellām, kas parasti atrodas blakus Golgi kompleksam. Katra šāda struktūra sastāv no 27 mikrotubulām, kas sagrupētas trīs grupās. Visa konstrukcija ir cilindriska forma. Centrioli ir tieši iesaistīti šūnu dalīšanās vārpstas veidošanā netiešās dalīšanās procesā, kas tiks apspriests vēlāk.

Mitoze

Šūnu dzīves ilgums ir atšķirīgs. Daži dzīvo pāris dienas, un dažus var klasificēt kā ilgstošas, jo to pilnīgas izmaiņas notiek ļoti reti. Un gandrīz visas šīs šūnas vairojas caur mitozi. Lielākajai daļai no tiem starp dalīšanas periodiem paiet vidēji 10–24 stundas. Pati mitoze aizņem īsu laiku - dzīvniekiem aptuveni 0,5-1

stundu, un augiem apmēram 2-3. Šis mehānisms nodrošina šūnu populācijas pieaugumu un ģenētiskajā saturā identisku vienību pavairošanu. Tā elementārā līmenī tiek uzturēta paaudžu nepārtrauktība. Šajā gadījumā hromosomu skaits paliek nemainīgs. Šis mehānisms ir visizplatītākais eikariotu šūnu reprodukcijas veids.

Šāda veida dalījuma nozīme ir liela – šis process palīdz audiem augt un atjaunoties, kā rezultātā notiek visa organisma attīstība. Turklāt bezdzimuma vairošanās pamatā ir mitoze. Un vēl viena funkcija ir šūnu pārvietošana un jau novecojušo nomaiņa. Tāpēc nav pareizi pieņemt, ka mejozes posmi ir sarežģītāki, tāpēc tās loma ir daudz lielāka. Abi šie procesi pilda dažādas funkcijas un ir svarīgi un neaizvietojami savā veidā.

Mitoze sastāv no vairākām fāzēm, kas atšķiras pēc to morfoloģiskajām iezīmēm. Stāvokli, kurā šūna ir gatava netiešai dalīšanai, sauc par starpfāzi, un pats process ir sadalīts vēl 5 posmos, kas jāapsver sīkāk.

Mitozes fāzes

Atrodoties starpfāzē, šūna gatavojas dalīšanai: tiek sintezēta DNS un olbaltumvielas. Šis posms ir sadalīts vēl vairākos, kuru laikā notiek visas struktūras augšana un hromosomu dubultošanās. Šūna šajā stāvoklī paliek līdz pat 90% no visa dzīves cikla.

Atlikušos 10% aizņem pati sadalīšana, kas ir sadalīta 5 posmos. Augu šūnu mitozes laikā izdalās arī preprofāze, kuras nav visos citos gadījumos. Veidojas jaunas struktūras, kodols virzās uz centru. Tiek izveidota priekšfāzes lente, kas iezīmē paredzamo turpmākās sadalīšanas vietu.

Visās pārējās šūnās mitozes process notiek šādi:

1. tabula

Skatuves vārds	Raksturīgs
Profāze	Kodols palielinās, tajā esošās hromosomas spirālē, kļūstot redzamas mikroskopā. Citoplazmā veidojas skaldīšanas vārpsta. Kodols bieži sadalās, bet tas ne vienmēr notiek. Ģenētiskā materiāla saturs šūnā paliek nemainīgs.
Prometafāze	Kodola membrāna sadalās. Hromosomas sāk aktīvas, bet nejaušas kustības. Galu galā viņi visi nonāk metafāzes plāksnes plaknē. Šis posms ilgst līdz 20 minūtēm.
Metafāze	Hromosomas ir izlīdzinātas gar vārpstas ekvatoriālo plakni aptuveni vienādos attālumos no abiem poliem. Mikrotubulu skaits, kas notur visu struktūru stabilā stāvoklī, sasniedz maksimumu. Māsas hromatīdi atgrūž viens otru, uzturot savienojumu tikai centromērā.
Anafāze	Īsākais posms. Hromatīdi atdalās un atgrūž viens otru tuvāko polu virzienā. Šo procesu dažreiz izolē atsevišķi un sauc par anafāzi A. Pēc tam paši dalījuma stabi atšķiras. Dažu vienšūņu šūnās vārpstas garums palielinās līdz 15 reizēm. Un šo apakšstadiju sauc par anafāzi B. Procesu ilgums un secība šajā posmā ir mainīga.
Telofāze	Pēc novirzes uz pretpoliem beigām hromatīdi apstājas. Hromosomas dekondensējas, tas ir, to izmērs palielinās. Sākas topošo meitas šūnu kodolmembrānu rekonstrukcija. Vārpstas mikrotubulas pazūd. Tiek veidoti kodoli un atsākas RNS sintēze.

Pēc ģenētiskās informācijas dalīšanas notiek citokinēze vai citotomija. Šis termins attiecas uz meitas šūnu ķermeņu veidošanos no mātes ķermeņa. Šajā gadījumā organellas, kā likums, tiek sadalītas uz pusēm, lai gan ir iespējami izņēmumi; veidojas starpsiena. Citokinēze nav sadalīta atsevišķā fāzē, parasti tā tiek aplūkota telofāzes ietvaros.

Tātad, vairumā interesanti procesi ir iesaistītas hromosomas, kas nes ģenētisko informāciju. Kas tie ir un kāpēc tie ir tik svarīgi?

Par hromosomām

Vēl nav neviena mazākā doma par ģenētiku cilvēki zināja, ka daudzas pēcnācēju īpašības ir atkarīgas no vecākiem. Attīstoties bioloģijai, kļuva skaidrs, ka informācija par konkrētu organismu tiek glabāta katrā šūnā, un daļa no tās tiek nodota nākamajām paaudzēm.

19. gadsimta beigās tika atklātas hromosomas - struktūras, kas sastāv no garas

DNS molekulas. Tas kļuva iespējams, uzlabojot mikroskopus, un arī tagad tos var redzēt tikai dalīšanas periodā. Visbiežāk atklājums tiek piedēvēts vācu zinātniekam V. Flemingam, kurš ne tikai racionalizēja visu, kas bija pētīts pirms viņa, bet arī sniedza savu ieguldījumu: viņš bija viens no pirmajiem, kas pētīja. šūnu struktūra, mejoze un tās fāzes, kā arī ieviesa terminu “mitoze”. Pašu jēdzienu “hromosoma” nedaudz vēlāk ierosināja cits zinātnieks - vācu histologs G. Valdeijers.

Hromosomu struktūra, kad tās ir skaidri redzamas, ir pavisam vienkārša – tās ir divas hromatīdas, kuras pa vidu savieno centromērs. Tā ir specifiska nukleotīdu secība, un tai ir svarīga loma šūnu reprodukcijas procesā. Galu galā hromosoma pēc izskata profāzē un metafāzē, kad to vislabāk var redzēt, atgādina burtu X.

1900. gadā tika atklāti principi, kas apraksta iedzimto īpašību pārnešanu. Tad beidzot kļuva skaidrs, ka hromosomas ir tieši tas, caur kuru tiek pārraidīta ģenētiskā informācija. Pēc tam zinātnieki veica vairākus eksperimentus, kas to pierādīja. Un tad pētījuma priekšmets bija šūnu dalīšanās ietekme uz tām.

Mejoze

Atšķirībā no mitozes, šis mehānisms galu galā noved pie divu šūnu veidošanās ar hromosomu komplektu, kas ir 2 reizes mazāks par sākotnējo. Tādējādi mejozes process kalpo kā pāreja no diploīdās fāzes uz haploīdo fāzi un galvenokārt

mēs runājam par par kodola dalīšanos un, otrkārt, visas šūnas dalīšanos. Pilna hromosomu komplekta atjaunošana notiek turpmākas gametu saplūšanas rezultātā. Sakarā ar hromosomu skaita samazināšanos šī metode tiek definēta arī kā samazināšanas nodaļašūnas.

Meiozi un tās fāzes pētīja tādi slaveni zinātnieki kā V. Flemings, E. Strasburgers, V. I. Beļajevs un citi. Šī procesa izpēte gan augu, gan dzīvnieku šūnās joprojām turpinās – tas ir tik sarežģīti. Sākotnēji šis process tika uzskatīts par mitozes variantu, taču gandrīz uzreiz pēc tā atklāšanas tas tika identificēts kā atsevišķs mehānisms. Mejozes un tās raksturojums teorētiskā vērtība Pirmo reizi tos pietiekami aprakstīja Augusts Veismans tālajā 1887. gadā. Kopš tā laika samazināšanas dalīšanas procesa izpēte ir ievērojami pavirzījusies uz priekšu, taču izdarītie secinājumi vēl nav atspēkoti.

Mejozi nevajadzētu jaukt ar gametoģenēzi, lai gan abi procesi ir cieši saistīti. Abi mehānismi ir iesaistīti dzimumšūnu veidošanā, taču starp tiem ir vairākas nopietnas atšķirības. Mejoze notiek divos dalīšanas posmos, no kuriem katrs sastāv no 4 galvenajām fāzēm, starp kurām ir neliels pārtraukums. Visa procesa ilgums ir atkarīgs no DNS daudzuma kodolā un hromosomu organizācijas struktūras. Kopumā tas ir daudz garāks, salīdzinot ar mitozi.

Starp citu, viens no galvenajiem iemesliem ievērojamai sugu daudzveidībai ir mejoze. Redukcijas dalīšanas rezultātā hromosomu kopa tiek sadalīta divās daļās, tādējādi radot jaunas gēnu kombinācijas, kas galvenokārt potenciāli palielina organismu pielāgošanās spēju un pielāgošanās spēju, kas galu galā saņem noteiktas īpašību un īpašību kopas.

Meiozes fāzes

Kā jau minēts, reducēšanas šūnu dalīšanās parasti tiek sadalīta divos posmos. Katrs no šiem posmiem ir sadalīts vēl 4. Un pirmā mejozes fāze - I fāze, savukārt, ir sadalīta vēl 5 atsevišķās stadijās. Tā kā šī procesa izpēte turpinās, nākotnē var tikt identificēti citi. Tagad izšķir šādas mejozes fāzes:

2. tabula

Skatuves vārds	Raksturīgs
Pirmā divīzija (samazinājums)
I fāze
leptotens	Šo posmu citādi sauc par plānu pavedienu stadiju. Zem mikroskopa hromosomas izskatās kā sapinusies bumbiņa. Dažreiz proleptotēnu izšķir, kad atsevišķus pavedienus joprojām ir grūti atšķirt.
zigotēns	Vītņu sapludināšanas stadija. Homologi, tas ir, līdzīgi viens otram morfoloģijā un ģenētikā, hromosomu pāri saplūst. Sapludināšanas, tas ir, konjugācijas, procesā veidojas bivalenti jeb tetrādes. Tas ir nosaukums, kas dots diezgan stabiliem hromosomu pāru kompleksiem.
pahitēns	Biezu pavedienu stadija. Šajā posmā tiek pabeigta hromosomu spirāle un DNS replikācija, veidojas chiasmata - atsevišķu hromosomu daļu kontaktpunkti - hromatīdi. Notiek šķērsošanas process. Hromosomas krustojas un apmainās ar dažām ģenētiskās informācijas daļām.
diplotēns	To sauc arī par dubulto posmu stadiju. Homologās hromosomas bivalentos atgrūž viena otru un paliek savienotas tikai chiasmata.
diakinēze	Šajā posmā bivalenti izkliedējas kodola perifērijā.
I metafāze	Kodola apvalks tiek iznīcināts un veidojas skaldīšanas vārpsta. Divvērtīgās vielas pārvietojas uz šūnas centru un sarindojas gar ekvatoriālo plakni.
Anafāze I	Bivalenti sadalās, pēc tam katra hromosoma no pāra pārvietojas uz tuvāko šūnas polu. Nav sadalīšanas hromatīdos.
I telofāze	Hromosomu segregācijas process ir pabeigts. Tiek veidoti atsevišķi meitas šūnu kodoli, katrs ar haploīdu komplektu. Hromosomas izplūst un veidojas kodola apvalks. Dažreiz tiek novērota citokinēze, tas ir, pašas šūnas ķermeņa sadalīšanās.
Otrā nodaļa (vienādojums)
II fāze	Hromosomas kondensējas un šūnu centrs dalās. Kodola membrāna tiek iznīcināta. Tiek veidota skaldīšanas vārpsta, kas ir perpendikulāra pirmajai.
II metafāze	Katrā meitas šūnā hromosomas atrodas gar ekvatoru. Katrs no tiem sastāv no diviem hromatīdiem.
II anafāze	Katra hromosoma ir sadalīta hromatīdos. Šīs daļas novirzās uz pretējiem poliem.
II telofāze	Iegūtās viena hromatīda hromosomas tiek despirētas. Izveidojas kodola apvalks.

Tātad ir acīmredzams, ka mejozes dalīšanās fāzes ir daudz sarežģītākas nekā mitozes process. Bet, kā jau minēts, tas nemazina bioloģiskā loma netiešā dalīšana, jo tās pilda dažādas funkcijas.

Starp citu, mejoze un tās fāzes tiek novērotas arī dažiem vienšūņiem. Tomēr, kā likums, tas ietver tikai vienu nodaļu. Tiek pieņemts, ka šī vienpakāpju forma vēlāk pārtapa mūsdienu divpakāpju formā.

Atšķirības un līdzības starp mitozi un mejozi

No pirmā acu uzmetiena šķiet, ka atšķirības starp šiem diviem procesiem ir acīmredzamas, jo tie ir pilnīgi atšķirīgi mehānismi. Tomēr, padziļināti analizējot, izrādās, ka atšķirības starp mitozi un mejozi nav tik globālas, galu galā tās noved pie jaunu šūnu veidošanās.

Pirmkārt, ir vērts runāt par to, kas šiem mehānismiem ir kopīgs. Faktiski ir tikai divas sakritības: vienā un tajā pašā fāžu secībā un arī tajā

DNS replikācija notiek pirms abu veidu dalīšanas. Lai gan, kas attiecas uz mejozi, šis process nav pilnībā pabeigts pirms I fāzes sākuma, kas beidzas vienā no pirmajām apakšposmiem. Un, lai gan fāžu secība ir līdzīga, pēc būtības tajās notiekošie notikumi pilnībā nesakrīt. Tātad līdzības starp mitozi un mejozi nav tik daudz.

Ir daudz vairāk atšķirību. Pirmkārt, mitoze notiek, kamēr mejoze ir cieši saistīta ar dzimumšūnu veidošanos un sporoģenēzi. Pašās fāzēs procesi pilnībā nesakrīt. Piemēram, šķērsošana mitozē notiek starpfāzes laikā, un ne vienmēr. Otrajā gadījumā šis process ietver mejozes anafāzi. Gēnu rekombinācija netiešā dalīšanā parasti nenotiek, kas nozīmē, ka tai nav nekādas nozīmes organisma evolucionārajā attīstībā un intraspecifiskās daudzveidības uzturēšanā. Šūnu skaits, kas rodas mitozes rezultātā, ir divas, un tās ir ģenētiski identiskas mātei un tām ir diploīds hromosomu komplekts. Reducēšanas laikā viss ir atšķirīgs. Mejozes rezultāts ir 4 atšķirīgs no mātes. Turklāt abi mehānismi būtiski atšķiras pēc ilguma, un tas ir saistīts ne tikai ar atšķirību sadalīšanas posmu skaitā, bet arī ar katra posma ilgumu. Piemēram, pirmā mejozes profāze ilgst daudz ilgāk, jo šajā laikā notiek hromosomu konjugācija un šķērsošana. Tāpēc tas ir sadalīts vairākos posmos.

Kopumā līdzības starp mitozi un mejozi ir diezgan nelielas, salīdzinot ar to atšķirībām. Šos procesus ir gandrīz neiespējami sajaukt. Tāpēc tagad ir nedaudz pārsteidzoši, ka redukcijas dalīšana iepriekš tika uzskatīta par mitozes veidu.

Mejozes sekas

Kā jau minēts, pēc reducēšanās dalīšanās procesa beigām mātes šūnas ar diploīdu hromosomu komplektu vietā veidojas četras haploīdas. Un, ja mēs runājam par atšķirībām starp mitozi un mejozi, tas ir vissvarīgākais. Atveseļošanās nepieciešamais daudzums, ja runa ir par dzimumšūnām, rodas pēc apaugļošanas. Tādējādi ar katru jauno paaudzi hromosomu skaits dubultojas.

Turklāt mejozes laikā vairošanās procesā tas noved pie intraspecifiskās daudzveidības saglabāšanas. Tātad fakts, ka pat brāļi un māsas dažreiz ļoti atšķiras viens no otra, ir tieši meiozes rezultāts.

Starp citu, dažu hibrīdu sterilitāte dzīvnieku pasaulē ir arī samazināšanas dalīšanas problēma. Fakts ir tāds, ka vecāku hromosomas, kas pieder dažādi veidi, nevar nonākt konjugācijā, kas nozīmē, ka pilnvērtīgu dzīvotspējīgu dzimumšūnu veidošanās process nav iespējams. Tādējādi dzīvnieku, augu un citu organismu evolūcijas attīstības pamatā ir mejoze.

Mejoze(grieķu meiosis — samazinājums, samazinājums) jeb samazināšanas dalījums. Mejozes rezultātā samazinās hromosomu skaits, t.i. no diploīda hromosomu kopas (2n) veidojas haploīds kopums (n).

Mejoze sastāv no 2 secīgām nodaļām:
Pirmo dalījumu sauc par samazinājumu vai deminutīvu.
II dalījumu sauc par vienādojumu jeb izlīdzināšanu, t.i. notiek atbilstoši mitozes veidam (tas nozīmē, ka hromosomu skaits mātes un meitas šūnās paliek nemainīgs).

Meiozes bioloģiskā nozīme ir tāda, ka no vienas mātes šūnas ar diploīdu hromosomu kopu veidojas četras haploīdas šūnas, tādējādi hromosomu skaits samazinās uz pusi, bet DNS daudzums - četras reizes. Šīs dalīšanās rezultātā dzīvniekiem veidojas dzimumšūnas (gametas), bet augos – sporas.

Fāzes sauc tāpat kā mitozē, un pirms mejozes sākuma šūna iziet arī starpfāzi.

I fāze ir garākā fāze, un to parasti iedala 5 posmos:
1) Leptonēma (leptotens)– vai tievu pavedienu stadija. Hromosomas ir spirālveida, hromosoma sastāv no 2 hromatīdiem, un uz joprojām plānām hromatīdu pavedieniem ir redzami sabiezējumi vai hromatīna gabali, ko sauc par hromomēriem.
2) zigonēma (zigotēns, grieķu valoda pavedienu saplūšana) - pāru pavedienu stadija. Šajā stadijā homologās hromosomas (identiskas pēc formas un izmēra) saplūst pa pāriem, tās pievelkas un pielīp viena pie otras visā garumā, t.i. konjugāts hromomēru reģionā. Tas ir līdzīgs rāvējslēdzēja slēdzenei. Homologu hromosomu pāri sauc par bivalentiem. Bivalentu skaits ir vienāds ar haploīdu hromosomu kopu.
3) Pahinēma (pahitēna, grieķu valoda biezs) – biezu pavedienu stadija. Notiek turpmāka hromosomu spiralizācija. Tad katra homologā hromosoma tiek sadalīta garenvirzienā un kļūst skaidri redzams, ka katra hromosoma sastāv no divām hromatīdām, šādas struktūras sauc par tetradēm, t.i. 4 hromatīdi. Tajā laiks skrienšķērsojot, t.i. hromatīdu homologo reģionu apmaiņa.
4) Diplonēma (diplotēns)– dubultdiegu stadija. Homologās hromosomas sāk atgrūst viena no otras, attālināties viena no otras, bet saglabā attiecības ar tiltu palīdzību - chiasmata, tās ir vietas, kur notiks krustošanās. Katrā hromatīdu krustojumā (t.i., chiasma) notiek hromatīdu sekcijas apmaiņa. Hromosomas spirālē un saīsinās.
5) Diakinēze– izolētu dubultdiegu stadija. Šajā posmā hromosomas ir pilnībā kondensētas un intensīvi iekrāsotas. Kodola membrāna un nukleoli tiek iznīcināti. Centrioli pārvietojas uz šūnu poliem un veido vārpstas pavedienus. Profāzes I hromosomu kopa ir 2n4c.
Tādējādi I fāzē:
1. homologu hromosomu konjugācija;
2. bivalentu vai tetradu veidošanās;
3. šķērsošana.

Atkarībā no hromatīdu konjugācijas var būt Dažādišķērsošana: 1 – pareizi vai nepareizi; 2 – vienāds vai nevienāds; 3 – citoloģiska vai efektīva; 4 – viens vai vairāki.

Metafāze I – hromosomu spiralizācija sasniedz maksimumu. Divvērtīgās vielas sarindojas gar šūnas ekvatoru, veidojot metafāzes plāksni. Vārpstas pavedieni ir pievienoti homologu hromosomu centromēriem. Bivalenti ir saistīti ar dažādiem šūnas poliem.
I metafāzes hromosomu komplekts ir - 2n4c.

I anafāze - hromosomu centromēri nedalās, fāze sākas ar chiasmata sadalīšanos. Veselas hromosomas, nevis hromatīdi, izkliedējas uz šūnas poliem. Tikai viena no homologu hromosomu pāra nonāk meitas šūnās, t.i. tie tiek nejauši pārdalīti. Pie katra pola, izrādās, ir hromosomu kopa - 1n2c, un kopumā I anafāzes hromosomu kopa ir - 2n4c.

Telofāze I – šūnas polos atrodas veselas hromosomas, kas sastāv no 2 hromatīdām, bet to skaits kļuvis 2 reizes mazāks. Dzīvniekiem un dažiem augiem hromatīdi izplūst. Ap tiem katrā polā veidojas kodola membrāna.
Tad nāk citokinēze
. Šūnu hromosomu kopa, kas veidojas pēc pirmās dalīšanās, ir - n2c.

Starp I un II nodaļu nav S-perioda un DNS replikācija nenotiek, jo hromosomas jau ir dublējušās un sastāv no māsu hromatīdiem, tāpēc II starpfāzi sauc par interkinēzi - t.i. notiek kustība starp divām divīzijām.

II fāze ir ļoti īsa un norit bez īpašām izmaiņām, ja I telofāzē neveidojas kodola apvalks, tad uzreiz veidojas vārpstas pavedieni.

II metafāze – hromosomas sarindojas gar ekvatoru. Vārpstas pavedieni ir pievienoti hromosomu centromēriem.
II metafāzes hromosomu kopa ir - n2c.

II anafāze - centromēri sadalās, un vārpstas pavedieni pārvieto hromatīdus uz dažādiem poliem. Māsu hromatīdus sauc par meitas hromosomām (vai mātes hromatīdi būs meitas hromosomas).
Anafāzes II hromosomu komplekts ir - 2n2c.

Telofāze II - hromosomas izstiepjas, stiepjas un pēc tam ir slikti atšķiramas. Veidojas kodola membrānas un nukleoli. II telofāze beidzas ar citokinēzi.
Hromosomu komplekts pēc II telofāzes ir – nc.

Meiotiskā dalījuma shēma

Šūnu dalīšanās ar mejozi notiek divos galvenajos posmos: mejoze I un mejoze II. Meiotiskā procesa beigās veidojas četri. Pirms dalīšanās šūna nonāk meiozē, tā iziet periodu, ko sauc par starpfāzi.

Starpfāze

• G1 fāze:šūnu attīstības stadija pirms DNS sintēzes. Šajā posmā šūna, gatavojoties dalīšanai, palielinās masa.
• S-fāze: periods, kurā tiek sintezēta DNS. Lielākajai daļai šūnu šis posms ilgst īss periods laiks.
• G2 fāze: periods pēc DNS sintēzes, bet pirms profāzes sākuma. Šūna turpina sintezēt papildu olbaltumvielas un palielināt izmēru.

Pēdējā starpfāzes fāzē šūnā joprojām ir nukleoli. ko ieskauj kodola membrāna un šūnu hromosomas dublēts, bet formā . Divi pāri, kas izveidoti no viena pāra replikācijas, atrodas ārpus kodola. Starpfāzes beigās šūna nonāk pirmajā mejozes stadijā.

Mejoze I:

I fāze

Mejozes I fāzē notiek šādas izmaiņas:

• Hromosomas kondensējas un pievienojas kodola apvalkam.
• Notiek sinapse (homologu hromosomu apvienošana pa pāriem) un veidojas tetrāde. Katra tetrada sastāv no četrām hromatīdām.
• Var rasties ģenētiska rekombinācija.
• Hromosomas kondensējas un atdalās no kodola membrānas.
• Līdzīgi centrioli migrē viens no otra, un kodola apvalks un nukleoli tiek iznīcināti.
• Hromosomas sāk migrāciju uz metafāzes (ekvatoriālo) plāksni.

I fāzes beigās šūna nonāk I metafāzē.

I metafāze

Mejozes I metafāzē notiek šādas izmaiņas:

• Tetrādes ir izlīdzinātas uz metafāzes plāksnes.
• homologās hromosomas ir orientētas uz šūnas pretējiem poliem.

I metafāzes beigās šūna nonāk I anafāzē.

Anafāze I

Mejozes I anafāzē notiek šādas izmaiņas:

• Hromosomas pārvietojas uz pretējiem šūnas galiem. Līdzīgi kā mitozei, kinetohori mijiedarbojas ar mikrotubuliem, lai pārvietotu hromosomas uz šūnas poliem.
• Atšķirībā no mitozes, tie paliek kopā pēc pārvietošanās uz pretējiem poliem.

I anafāzes beigās šūna nonāk I telofāzē.

I telofāze

Mejozes I telofāzē notiek šādas izmaiņas:

• Vārpstas šķiedras turpina pārvietot homologās hromosomas uz poliem.
• Kad kustība ir pabeigta, katram šūnas polam ir haploīds hromosomu skaits.
• Vairumā gadījumu citokinēze (dalīšanās) notiek vienlaikus ar I telofāzi.
• I telofāzes un citokinēzes beigās tiek ražotas divas meitas šūnas, katrai no tām ir puse no sākotnējās mātes šūnas hromosomu skaita.
• Atkarībā no šūnas veida, gatavojoties II mejozei, var notikt dažādi procesi. Tomēr ģenētiskais materiāls netiek atkārtoti atkārtots.

I telofāzes beigās šūna nonāk II fāzē.

Mejoze II:

II fāze

Mejozes II fāzē notiek šādas izmaiņas:

• Kodols un kodoli tiek iznīcināti, kamēr parādās skaldīšanas vārpsta.
• Šajā fāzē hromosomas vairs nereplicējas.
• Hromosomas sāk migrēt uz II metafāzes plāksni (šūnu ekvatorā).

II fāzes beigās šūnas nonāk II metafāzē.

II metafāze

Mejozes II metafāzē notiek šādas izmaiņas:

• Hromosomas sarindojas uz II metafāzes plāksnes šūnu centrā.
• Māsu hromatīdu kinetohora pavedieni novirzās uz pretējiem poliem.

II metafāzes beigās šūnas nonāk II anafāzē.

II anafāze

Mejozes II anafāzē notiek šādas izmaiņas:

• Māsas hromatīdi atdalās un sāk virzīties uz šūnas pretējiem galiem (poliem). Vārpstas šķiedras, kas nav savienotas ar hromatīdiem, pagarina un pagarina šūnas.
• Kad pārī savienotie māsu hromatīdi ir atdalīti viens no otra, katrs tiek uzskatīts par pilnīgu hromosomu, ko sauc par hromosomu.
• Gatavojoties nākamajai mejozes stadijai, anafāzes II laikā abi šūnu poli arī attālinās viens no otra. II anafāzes beigās katrs pols satur pilnīgu hromosomu apkopojumu.

Pēc II anafāzes šūnas nonāk II telofāzē.

II telofāze

Mejozes II telofāzē notiek šādas izmaiņas:

• Pretējos polos veidojas atsevišķi kodoli.
• Notiek citokinēze (citoplazmas dalīšanās un jaunu šūnu veidošanās).
• II mejozes beigās tiek ražotas četras meitas šūnas. Katrā šūnā ir puse no sākotnējās mātes šūnas hromosomu skaita.

Mejozes rezultāts

Mejozes gala rezultāts ir četru meitas šūnu veidošanās. Šīm šūnām ir uz pusi mazāk hromosomu nekā vecākajām šūnām. Mejozes laikā tiek ražotas tikai seksuālās daļas. Citi sadalās caur mitozi. Kad apaugļošanas laikā dzimumi apvienojas, tie kļūst par . Diploīdajām šūnām ir pilns homologu hromosomu komplekts.

Zem šūnu cikls izprast notikumu kopumu, kas notiek no šūnas veidošanās (ieskaitot pašu dalīšanos) līdz tās dalīšanai vai nāvei. Laika intervālu no dalīšanas līdz dalīšanai sauc starpfāze, kas savukārt ir sadalīts trīs periodos - G1 (presintētisks), S (sintētisks) un G2 (postsintētisks). G1 ir augšanas periods, laika ziņā garākais un ietver G0 periodu, kad izaugušā šūna atrodas miera stāvoklī vai diferencējas, pārvēršas, piemēram, par aknu šūnu un darbojas kā aknu šūna un pēc tam mirst. Diploīdās šūnas hromosomu un DNS kopums šajā periodā ir 2n2c, kur n ir hromosomu skaits, c ir DNS molekulu skaits. S-periodā notiek galvenais starpfāzes notikums - DNS replikācija un hromosomu un DNS kopums kļūst par 2n4c, līdz ar to DNS molekulu skaits ir dubultojies. G2 šūna aktīvi sintezē nepieciešamos enzīmus, palielinās organellu skaits, nemainās hromosomu kopums un DNS - 2n4c. Lielākā daļa autoru pašlaik noliedz iespēju, ka šūna iziet no G2 perioda uz G0 periodu.

Mitotiskais cikls tiek novērots šūnās, kas pastāvīgi dalās un kurām nav G0 perioda.Šādu šūnu piemērs ir daudzas epitēlija bazālā slāņa šūnas, hematopoētiskās cilmes šūnas. Mitotiskais cikls ilgst aptuveni 24 stundas, aptuvenais posmu ilgums strauji dalāmām cilvēka šūnām ir šāds: G 1 periods - 9 stundas, S periods - 10 stundas, G 2 periods - 4,5 stundas, mitoze - 0,5 stundas.

Mitoze- galvenā eikariotu šūnu dalīšanas metode, kurā meitas šūnas saglabā sākotnējās mātes šūnas hromosomu komplektu.

Mitoze ir nepārtraukts process ar četrām fāzēm: profāze, metafāze, anafāze un telofāze.

Profāze (2n4c) – kodola membrāna tiek sadalīta fragmentos, centrioli novirzās uz dažādiem šūnas poliem, veidojas vārpstas pavedieni, kodoli “pazūd”, un bihromatīdu hromosomas kondensējas. Šī ir garākā mitozes fāze.

Metafāze (2n4c) – maksimāli kondensētu bihromatīdu hromosomu izlīdzināšana šūnas ekvatoriālajā plaknē (veidojas metafāzes plāksne), vārpstas pavedienu piestiprināšana vienā galā pie centriolām, otrā pie hromosomu centromēriem.

Anafāze (4n4c) - divu hromatīdu hromosomu sadalīšana hromatīdos un šo māsu hromatīdu novirzīšanās uz šūnas pretējiem poliem (šajā gadījumā hromatīdi kļūst par neatkarīgām viena hromatīda hromosomām).

Telofāze (2n2c katrā meitas šūnā) - hromosomu dekondensācija, kodolmembrānu veidošanās ap katru hromosomu grupu, vārpstas pavedienu sadalīšana, kodola parādīšanās, citoplazmas sadalīšanās (citotomija). Citotomija dzīvnieku šūnās notiek šķelšanās vagas dēļ, augu šūnās – šūnas plāksnes dēļ.

	Rīsi. . Mitozes fāzes

Bioloģiskā nozīme mitoze. Šīs dalīšanās metodes rezultātā izveidotās meitas šūnas ir ģenētiski identiskas mātei. Mitoze nodrošina pastāvību hromosomu komplekts virknē šūnu paaudžu. Tas ir tādu procesu pamatā kā augšana, atjaunošanās, aseksuāla vairošanās utt.

Otro meiotisko dalījumu (2. mejozi) sauc par vienādojumu.

2. profāze (1n2c). Īsāk sakot, 1. profāze, hromatīns ir kondensēts, nav konjugācijas un krustošanās, notiek profāzei parastie procesi - kodolmembrānu sadalīšanās fragmentos, centriolu novirzīšanās uz dažādiem šūnas poliem, vārpstas pavedienu veidošanās.

2. metafāze (1n2c). Bihromatīdu hromosomas sarindojas šūnas ekvatoriālajā plaknē, un veidojas metafāzes plāksne.

Tiek radīti priekšnosacījumi trešajai ģenētiskā materiāla rekombinācijai - daudzas hromatīdas ir mozaīkas un to atrašanās ekvatorā nosaka, uz kuru polu tās virzīsies nākotnē. Vārpstas pavedieni ir pievienoti hromatīdu centromēriem.

2. anafāze (2n2с). Notiek divu hromatīdu hromosomu sadalīšanās hromatīdos un šo māsu hromatīdu novirzīšanās uz šūnas pretējiem poliem (šajā gadījumā hromatīdi kļūst par neatkarīgām viena hromatīda hromosomām), un notiek trešā ģenētiskā materiāla rekombinācija.

2. telofāze (1n1c katrā šūnā). Hromosomas dekondensējas, veidojas kodola membrānas, tiek iznīcināti vārpstas pavedieni, parādās nukleoli, un citoplazma sadalās (citotomija), veidojot četras haploīdas šūnas.

Meiozes bioloģiskā nozīme.

Mejoze ir galvenais gametoģenēzes notikums dzīvniekiem un sporoģenēzes notikums augos. Ar tās palīdzību tiek saglabāta hromosomu komplekta noturība - pēc gametu saplūšanas tā dubultošanās nenotiek. Pateicoties mejozei, veidojas ģenētiski atšķirīgas šūnas, jo Mejozes procesā ģenētiskā materiāla rekombinācija notiek trīs reizes: krustošanās dēļ (1. fāze), nejaušas, neatkarīgas homologu hromosomu diverģences dēļ (1. anafāze) un nejaušas hromatīdu diverģences dēļ (2. anafāze).

Amitoze– tieša starpfāzu kodola sadalīšana ar sašaurināšanos bez hromosomu spiralizācijas, bez dalīšanas vārpstas veidošanās. Meitas šūnām ir atšķirīgs ģenētiskais materiāls. Var aprobežoties tikai ar kodola dalīšanos, kas izraisa divkodolu un daudzkodolu šūnu veidošanos. Aprakstīts novecojošām, patoloģiski izmainītām un lemtām šūnām. Pēc amitozes šūna nespēj atgriezties normālā mitotiskā ciklā. Parasti to novēro ļoti specializētos audos, šūnās, kurām vairs nav jādalās – epitēlijā, aknās.

Gametoģenēze. Gametes veidojas dzimumdziedzeros - dzimumdziedzeri. Gametu attīstības procesu sauc gametoģenēze. Spermas veidošanās procesu sauc spermatoģenēze, un olšūnu veidošanās ir ooģenēze (ooģenēze). Gametu prekursori - gametocīti tiek veidoti uz agrīnās stadijas embrija attīstība ārpus dzimumdziedzeriem un pēc tam migrē uz tiem. Dzimumdziedzerī ir trīs dažādas zonas (vai zonas) - reprodukcijas zona, augšanas zona un dzimumšūnu nobriešanas zona. Šajās zonās notiek gametocītu reprodukcijas, augšanas un nobriešanas fāzes. Spermatoģenēzē ir vēl viena fāze - veidošanās fāze.

Reprodukcijas fāze. Diploīdās šūnas šajā dzimumdziedzeru (gonādu) zonā atkārtoti dalās ar mitozi. Šūnu skaits dzimumdziedzeros palielinās. Tos sauc oogonija Un spermatogoniju.

Izaugsmes fāze. Šajā fāzē aug spermatogonija un oogonija, un notiek DNS replikācija. Iegūtās šūnas sauc 1. kārtas oocīti un 1. kārtas spermatocīti ar hromosomu kopumu un DNS 2n4s.

Nobriešanas fāze.Šīs fāzes būtība ir mejoze. Pirmās kārtas gametocīti nonāk pirmajā meiotiskajā nodaļā. Tā rezultātā veidojas 2. kārtas gametocīti (n2c), kas nonāk otrajā meiotiskajā dalījumā, un veidojas šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu (nc) - olšūnas un apaļie spermatīdi. Spermatoģenēze ietver arī veidošanās fāze, kuras laikā spermatīdi pārvēršas par spermatozoīdiem.

Spermatoģenēze. Pubertātes laikā diploīdās šūnas sēklinieku sēklinieku kanāliņos mitotiski dalās, kā rezultātā veidojas daudz vairāk mazas šūnas, zvanīja spermatogoniju. Dažas no iegūtajām šūnām var atkārtoties mitotiskās dalīšanās, kā rezultātā veidojas tās pašas spermatogonijas šūnas. Otra daļa pārstāj dalīties un palielina izmēru, nonākot nākamajā spermatoģenēzes fāzē - augšanas fāzē.

Sertoli šūnas nodrošina mehānisku aizsardzību, atbalstu un uzturu jaunattīstības gametām. Spermatogonijas, kuru izmērs ir palielinājies, sauc Pirmās kārtas spermatocīti. Augšanas fāze atbilst mejozes 1. starpfāzei, t.i. Šī procesa laikā šūnas tiek sagatavotas mejozei. Galvenie augšanas fāzes notikumi ir DNS replikācija un uzkrāšanās barības vielas.

Pirmās kārtas spermatocīti ( 2n4s) iekļūst mejozes pirmajā (reducēšanas) nodaļā, pēc kuras veidojas 2. kārtas spermatocīti ( n2c). Otrās kārtas spermatocīti nonāk meiozes otrajā (vienādojuma) nodaļā un veidojas apaļas spermatīdas ( nc). No viena pirmās kārtas spermatocīta rodas četri haploīdi spermatīdi. Veidošanās fāzi raksturo fakts, ka sākotnēji sfēriskie spermatīdi iziet virkni sarežģītu transformāciju, kā rezultātā veidojas spermatozoīdi.

Cilvēkam spermatoģenēze sākas pubertātes laikā, spermas veidošanās periods ir trīs mēneši, t.i. spermatozoīdi tiek atjaunoti ik pēc trim mēnešiem. Spermatoģenēze notiek nepārtraukti un sinhroni miljoniem šūnu.

Spermas struktūra. Zīdītāju spermai ir garš pavediens.

Cilvēka spermas garums ir 50-60 mikroni. Spermas struktūru var iedalīt “galvā”, “kaklā”, starpposmā un asti. Galvā atrodas kodols un akrosoma. Kodols satur haploīdu hromosomu komplektu. Akrosoma (modificēts Golgi komplekss) ir organelle, kas satur fermentus, ko izmanto, lai izšķīdinātu olas membrānas. Kaklā ir divi centrioli, bet starpposmā - mitohondriji. Asti attēlo viena, dažās sugās divas vai vairākas flagellas. Ziedonis ir kustības organells, un pēc struktūras tas ir līdzīgs vienšūņu flagellām un cilijām. Ziedu kustībai tiek izmantota ATP makroerģisko saišu enerģija; ATP sintēze notiek mitohondrijās. Spermatozoīdu 1677. gadā atklāja A. Lēvenhuks.

Ooģenēze.

Atšķirībā no spermas veidošanās, kas notiek tikai pēc pubertātes sasniegšanas, olšūnu veidošanās process cilvēkiem sākas embrionālajā periodā un turpinās ar pārtraukumiem. Embrijā reprodukcijas un augšanas fāzes tiek pilnībā realizētas, un sākas nobriešanas fāze. Līdz meitenei piedzimstot, viņas olnīcās ir simtiem tūkstošu pirmās kārtas olšūnu, kas ir apstājušās, “sasaldētas” mejozes 1. profāzes diplotēna stadijā.

Pubertātes laikā atsāksies mejoze: aptuveni katru mēnesi dzimumhormonu ietekmē sasniegs viens no 1. kārtas oocītiem (retāk divi). mejozes 2. metafāze un šajā posmā notiek ovulācija. Mejoze var beigties tikai apaugļošanās, spermas iekļūšanas gadījumā; ja apaugļošanās nenotiek, 2. kārtas olšūna mirst un tiek izvadīta no organisma.

Ooģenēze notiek olnīcās un ir sadalīta trīs fāzēs - vairošanās, augšana un nobriešana. Reproduktīvās fāzes laikā diploīdā oogonija atkārtoti sadalās ar mitozi. Augšanas fāze atbilst mejozes 1. starpfāzei, t.i. Tās laikā šūnas tiek sagatavotas mejozei, barības vielu uzkrāšanās dēļ šūnas ievērojami palielinās. Galvenais augšanas fāzes notikums ir DNS replikācija. Nobriešanas fāzē šūnas dalās ar mejozes palīdzību. Pirmā meiotiskā dalīšanās laikā tos sauc par 1. kārtas oocītiem. Pirmās meiotiskās dalīšanās rezultātā rodas divas meitas šūnas: mazas, sauc pirmais polārais ķermenis un lielāks - 2. kārtas oocīts.

Otrais meiozes dalījums sasniedz 2. metafāzi, šajā posmā notiek ovulācija – olšūna iziet no olnīcas un nonāk olvados.

Ja spermatozoīds iekļūst olšūnā, otrā meiotiskā dalīšanās tiek pabeigta ar olšūnas un otrā polārā ķermeņa veidošanos, bet pirmais polārais ķermenis ar trešā un ceturtā polārā ķermeņa veidošanos. Tādējādi no viena 1. kārtas oocīta mejozes rezultātā veidojas viens oocīts un trīs polārie ķermeņi.

Olu struktūra. Olu forma parasti ir apaļa. Olu izmēri ir ļoti dažādi – no vairākiem desmitiem mikrometru līdz vairākiem centimetriem (cilvēka olšūna ir aptuveni 120 mikroni). Olu strukturālās iezīmes ietver: membrānu klātbūtni, kas atrodas virs plazmas membrānas; un klātbūtne citoplazmā vairāk

vai mazāk liels daudzums rezerves barības vielas. Lielākajai daļai dzīvnieku olām ir papildu membrānas, kas atrodas citoplazmas membrānas augšpusē. Atkarībā no izcelsmes ir: primārās, sekundārās un terciārās čaulas. Primārās membrānas veidojas no olšūnu un, iespējams, folikulu šūnu izdalītajām vielām. Saskaroties ar olšūnas citoplazmas membrānu, veidojas slānis. Tas veic aizsargfunkciju, nodrošina spermatozoīdu iespiešanās sugas specifiku, t.i., neļauj citu sugu spermai iekļūt olšūnā. Zīdītājiem šo membrānu sauc spīdīgs. Sekundāros apvalkus veido izdalījumi folikulu šūnas olnīcu. Ne visās olās tās ir. Kukaiņu olu sekundārajā apvalkā ir kanāls - mikropilis, caur kuru spermatozoīdi iekļūst olā. Terciārie apvalki veidojas olšūnu īpašo dziedzeru darbības dēļ. Piemēram, no īpašu dziedzeru izdalījumiem putniem un rāpuļiem veidojas olbaltumvielas, subshell pergamenta, apvalka un virsčaumalas membrānas.

Sekundārās un terciārās membrānas, kā likums, veidojas dzīvnieku olās, kuru embriji attīstās ārējā vide. Tā kā zīdītājiem notiek intrauterīna attīstība, viņu olām ir tikai primārā, izcili apvalks, kura augšpusē atrodas mirdzošs vainags- folikulu šūnu slānis, kas piegādā barības vielas olšūnai.

Olās uzkrājas barības vielu krājums, ko sauc par dzeltenumu. Tas satur taukus, ogļhidrātus, RNS, minerālvielas, olbaltumvielas, no kurām lielākā daļa ir lipoproteīni un glikoproteīni. Dzeltenums atrodas citoplazmā, parasti dzeltenuma granulu veidā. Olā uzkrāto uzturvielu daudzums ir atkarīgs no apstākļiem, kādos attīstās embrijs. Tātad, ja olas attīstība notiek ārpus mātes ķermeņa un noved pie lielu dzīvnieku veidošanās, tad dzeltenums var veidot vairāk nekā 95% no olas tilpuma. Zīdītāju olas, kas attīstās mātes ķermenī, satur nelielu daudzumu dzeltenuma - mazāk nekā 5%, jo embriji saņem no mātes barības vielas, kas nepieciešamas attīstībai.

Atkarībā no tajā esošā dzeltenuma daudzuma izšķir šādus olu veidus: alecitāls(nesatur dzeltenumu vai ir neliels daudzums dzeltenuma ieslēgumu - zīdītāji, plakanie tārpi); izoletāls(ar vienmērīgi sadalītu dzeltenumu – lancete, jūras ezis); vidēji telolecitāls(ar nevienmērīgi sadalītu dzeltenumu – zivis, abinieki); asi telolecitāls(dzeltenums ņem lielākā daļa, un tikai neliels citoplazmas laukums pie dzīvnieku pola ir brīvs no tā - putni).

Barības vielu uzkrāšanās dēļ olās attīstās polaritāte. Tiek saukti pretējie stabi veģetatīvs Un dzīvniecisks. Polarizācija izpaužas faktā, ka šūnā mainās kodola atrašanās vieta (novirzās uz dzīvnieka polu), kā arī citoplazmas ieslēgumu izplatībā (daudzās olās palielinās dzeltenuma daudzums no dzīvnieka uz veģetatīvo polu ).

Cilvēka olu 1827. gadā atklāja K. M. Bērs.

Mēslošana. Apaugļošana ir dzimumšūnu saplūšanas process, kas noved pie zigotas veidošanās. Pats apaugļošanas process sākas spermas un olšūnas kontakta brīdī. Šāda kontakta brīdī izšķīst akrosomu izauguma plazmas membrāna un blakus esošā akrosomu pūslīšu membrānas daļa, izdalās enzīms hialuronidāze un citas akrosomā esošās bioloģiski aktīvās vielas un izšķīdina olšūnas membrānas daļu. . Visbiežāk spermatozoīdi tiek pilnībā ievilkti olšūnā; dažreiz karogs paliek ārpusē un tiek izmests. No brīža, kad spermatozoīdi iekļūst olšūnā, gametas pārstāj eksistēt, jo tās veido vienu šūnu - zigotu. Spermas kodols uzbriest, tā hromatīns atslābst, kodola membrāna izšķīst, un tas pārvēršas par vīrišķo priekškodolu. Tas notiek vienlaikus ar olšūnas kodola otrās meiotiskās dalīšanas pabeigšanu, kas atsākās apaugļošanās dēļ. Pakāpeniski olšūnas kodols pārvēršas par sievietes priekškodolu. Prokodoli pārvietojas uz olšūnas centru, notiek DNS replikācija, un pēc to saplūšanas veidojas zigotas hromosomu kopums un DNS. 2n4c. Prokodolu savienība atspoguļo pašu apaugļošanos. Tādējādi apaugļošana beidzas ar zigotas veidošanos ar diploīdu kodolu.

Atkarībā no seksuālajā reprodukcijā iesaistīto īpatņu skaita izšķir: krustenisko apaugļošanu - apaugļošanu, kurā veidojās gametas. dažādi organismi; pašapaugļošanās - apaugļošana, kurā saplūst viena un tā paša organisma (lenteņu) veidotās gametas.

Partenoģenēze– jaunava vairošanās, viena no dzimumvairošanās formām, kurā apaugļošanās nenotiek, un no neapaugļotas olšūnas attīstās jauns organisms. Tas ir atrodams vairākās augu sugās, bezmugurkaulniekiem un mugurkaulniekiem, izņemot zīdītājus, kuriem partenoģenētiskie embriji mirst agrīnās embrioģenēzes stadijās. Partenoģenēze var būt mākslīga vai dabiska.

Mākslīgo partenoģenēzi izraisa cilvēki, aktivizējot olšūnu, ietekmējot to dažādas vielas, mehānisks kairinājums, paaugstināta temperatūra utt.

Dabiskās partenoģenēzes laikā olšūna sāk sadalīties un attīstīties par embriju bez spermas līdzdalības, tikai iekšējā vai ārējie iemesli. Plkst pastāvīgs (obligāts) partenoģenēzē olas attīstās tikai partenoģenētiski, piemēram, Kaukāza klinšu ķirzakām. Visi šīs sugas dzīvnieki ir tikai mātītes. neobligāti Partenoģenēzē embriji attīstās gan partenoģenētiski, gan seksuāli. Klasisks piemērs ir tas, ka bitēm bišu mātes spermateka ir veidota tā, lai tā varētu dēt apaugļotas un neapaugļotas olas, un no neapaugļotām attīstās trani. Apaugļotas olas attīstās par darba bišu kāpuriem – mazattīstītām mātītēm vai par bišu mātītēm – atkarībā no kāpuru uztura rakstura. Plkst ciklisks

Mejoze sastāv no diviem secīgiem šūnu dalījumiem, no kuriem pirmā ilgst gandrīz tikpat ilgi kā visa mejoze, un ir daudz sarežģītāka nekā otrā (15.-20.A att.).

Otrais mejozes dalījums sastāv no tādiem pašiem posmiem kā mitoze, ar atšķirību, ka katra šūna satur nevis diploīdu, bet gan haploīdu hromosomu skaitu. Otrais meiotiskais dalījums notiek daudz ātrāk nekā pirmais un parasti aizņem vairākas stundas. Kopumā, salīdzinot ar mitozi, mejoze ir daudz ilgāks process: rudzos tas aizņem vairāk nekā divas dienas, Drosofilā - apmēram nedēļu, cilvēkiem - trīs ar pusi nedēļas. Mejozes rezultātā viena diploīda šūna rada četras šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu. Turklāt, pateicoties nejaušam tēva un mātes hromosomu sadalījumam starp šūnām, kā arī homologu hromosomu apmaiņas rezultātā atsevišķās sekcijās, katrā organismā tiek sasniegta milzīga gametu dažādība. Dzimumšūnām apvienojoties, ir iespējams arī izveidot lielu skaitu kombināciju (par to sīkāk tiks runāts sadaļā par iedzimtības informāciju). Tādējādi ar seksuālo pavairošanas metodi notiek iedzimtas informācijas rekombinācija, kā rezultātā pēcnācēji būtiski atšķiras no saviem vecākiem.

Pēc pirmās meiotiskās dalīšanās beigām abās meitas šūnās atkal veidojas membrānas un sākas īsa starpfāze. Šajā laikā hromosomas ir nedaudz despiralizētas, bet drīz tās atkal kondensējas un sākas II fāze. Tā kā šajā periodā DNS sintēze nenotiek, šķiet, ka dažos organismos hromosomas pāriet tieši no viena dalījuma uz otru. II fāze visos organismos ir īsa: kodola apvalks tiek iznīcināts, veidojoties jaunai vārpstai, pēc kuras strauji pēc kārtas seko II metafāze, II anafāze un II telofāze. Tāpat kā mitozē, māsas hromatīdos veidojas kinetohora pavedieni, kas stiepjas no centromēra pretējos virzienos. Metafāzes plāksnē abas māsas hromatīdas tiek turētas kopā līdz anafāzei, kad tās atdalās pēkšņas to kinetohoru atdalīšanās dēļ.Tādējādi otrais mejozes dalījums ir līdzīgs parastajai mitozei, vienīgā būtiskā atšķirība ir tā, ka ir viena kopija. katras hromosomas, nevis divas, kā tas ir