Šis raksts palīdzēs jums detalizēti izpētīt vienas no diploīdās šūnas dalīšanas formām, proti, mejozes shēmu. Tajā jūs uzzināsiet, no cik fāzēm sastāv šis process, kādas ir katras fāzes pazīmes, kādā fāzē notiek hromosomu konjugācija, kas ir krustošanās un kāda ir katra dalīšanas posma efektivitāte.

Jēdziena "meioze" nozīme

Šī dalīšanās forma galvenokārt raksturīga reproduktīvās sistēmas šūnām, proti, olnīcām un spermai. Ar mejozes palīdzību no diploīdās mātes šūnas veidojas četras haploīdas gametas ar n hromosomu komplektu.

Process sastāv no diviem posmiem:

• Samazinājums, mejoze 1 - sastāv no četrām fāzēm: profāze, metafāze, anafāze un telofāze. Pirmā mejozes dalīšanās beidzas ar divu haploīdu šūnu veidošanos no diploīdas šūnas.
• Vienādojuma stadija, mejoze 2 , ir procesuāli līdzīgs mitozei. Šo posmu raksturo māsu hromosomu atdalīšanās un to novirze uz dažādiem poliem.

Katrs posms sastāv no četrām secīgām fāzēm, kas vienmērīgi pāriet viena otrā. Starp diviem dalīšanas posmiem praktiski nav starpfāzes, tāpēc atkārtots DNS replikācijas process nenotiek.

Rīsi. 1. Mejozes pirmās dalīšanas shēma.

Pirmā sadalīšanas posma iezīme ir 1. profāze, kas sastāv no pieciem atsevišķiem posmiem. Katrā no tiem notiekošo procesu skaidrojumu var atrast tabulā zemāk. 1. profāzes laikā hromosomas tiek saīsinātas spiralizācijas dēļ. Homologās hromosomas ir tik cieši saistītas viena ar otru, ka notiek konjugācijas process (hromosomu posmu apvienošana un saplūšana).

Šajā laikā dažas hromosomu daļas, kas nav māsas, var apmainīties savā starpā, šo procesu sauc par šķērsošanu.

Rīsi. 2. Otrā meiotiskā dalījuma shēma.

Meiozes fāzes tabula

Fāze	Īpatnības
1. profāze	Sastāv no pieciem posmiem: Leptotens(plāni pavedieni) - hromatīna granulu vietā parādās plāni hromosomu pavedieni; Zigotēns(diegu kombinācija) - notiek konjugācijas process; Pachytena(biezi pavedieni) - raksturīga hromosomu sekciju šķērsošana; Diplotena(dubultie pavedieni) - ir redzamas chiasmata un hromatids; Diakinēze– hromosomas saīsinās, centromēri atgrūž viens otru, izšķīst kodolmembrānas un kodols, veidojas vārpstiņa.
1. metafāze	Hromosomas sarindojas pie vārpstas ekvatora, savukārt centromēru orientācija uz poliem ir pilnīgi nejauša.
1. anafāze	Homologās hromosomas pārvietojas uz dažādiem poliem, savukārt māsas hromosomas joprojām ir savienotas ar centromēru.
1. telofāze	Telofāzes beigas iezīmējas ar hromosomu despiralizāciju un jauna kodola apvalka veidošanos.
2. profāze	Tiek atjaunota jauna skaldīšanas vārpsta, izšķīst kodola membrāna.
2. metafāze	Hromosomas sarindojas vārpstas ekvatoriālajā daļā.
2. anafāze	Centromēri sadalās un hromatīdi pārvietojas uz pretējiem poliem.
2. telofāze	No viena haploīda kodola veidojas divi ar haploīdu komplektu, kura iekšpusē ir viens hromatīds.

Šīs dalīšanas rezultātā no vienas diploīdas šūnas veidojas četras gametas ar haploīdu komplektu. Ģenētiski katrai no četrām šūnām ir savs īpašs ģenētiskais saturs.

TOP 4 rakstikuri lasa kopā ar šo

Rīsi. 3. Gametoģenēzes shēma.

Šķērsošanas process nav raksturīgs 2. mejozei, jo sekciju apmaiņa starp hromosomām notiek pirmās dalīšanas profāzē.

Ko mēs esam iemācījušies?

Dzimumdziedzeru šūnu dalīšanās notiek caur mejozi, kas sastāv no diviem dalīšanās posmiem. Katram posmam ir četras fāzes: profāze, metafāze, anafāze un telofāze. Pirmā dalīšanās posma iezīme ir divu šūnu veidošanās ar haploīdu hromosomu komplektu. Otrās dalīšanas rezultātā izveidoto gametu skaits ir četras.

Tests par tēmu

Ziņojuma izvērtēšana

Vidējais vērtējums: 4.1. Kopējais saņemto vērtējumu skaits: 206.

Mejoze - mitozes veids, kā rezultātā no diploīda (2p) somatiskās šūnas dzimumdziedzeri ražo haploīdas gametas (1n). Apaugļošanas laikā gametu kodoli saplūst un tiek atjaunots diploīds hromosomu kopums. Tādējādi mejoze nodrošina, ka hromosomu kopums un DNS daudzums katrai sugai paliek nemainīgs.

Rezultātā mejoze I hromosomu skaits ir uz pusi samazināts ( samazināšanas nodaļa);

pie meiozes IIšūnu haploīdija tiek saglabāta (vienādojuma dalījums).Šūnas, kas nonāk meiozē, satur 2n2xp ģenētisko informāciju.

Mejozes I fāzē Notiek pakāpeniska hromatīna spiralizācija līdz ar hromosomu veidošanos. Homologās hromosomas apvienojas, veidojot vispārējā struktūra, kas sastāv no divām hromosomām (divvērtīgām) un četrām hromatīdām (tetradēm).

Tiek saukts divu homologu hromosomu kontakts visā garumā konjugācija.

Tad starp homologām hromosomām parādās atgrūdoši spēki, un hromosomas vispirms atdalās centromēros, paliekot savienotas pie rokām un veido dekusācijas (chiasmata). Hromatīdu diverģence pakāpeniski palielinās, un krustojums virzās uz to galiem.

Konjugācijas procesā starp dažām homologu hromosomu hromatīdām var notikt reģionu apmaiņa - šķērsojot, kas noved pie ģenētiskā materiāla rekombinācijas. Profāzes beigās kodola apvalks un nukleoli izšķīst, un veidojas ahromatiska vārpsta. Ģenētiskā materiāla saturs paliek nemainīgs (2n2хр).

1)Metafāzē I meiozes gadījumā hromosomu bivalenti atrodas šūnas ekvatoriālajā plaknē. Šajā brīdī to spiralizācija sasniedz maksimumu. Ģenētiskā materiāla saturs nemainās (2n2xr).

2) Anafāzē Meiozes I homologās hromosomas, kas sastāv no divām hromatīdām, beidzot attālinās viena no otras un novirzās uz šūnas poliem. Līdz ar to no katra homologo hromosomu pāra meitas šūnā nokļūst tikai viena - hromosomu skaits samazinās uz pusi (notiek samazinājums). Ģenētiskā materiāla saturs katrā polā kļūst 1n2xp.

3) Telofāzē Veidojas kodoli un sadalās citoplazma – veidojas divas meitas šūnas. Meitas šūnas satur haploīdu hromosomu komplektu, katrā hromosomā ir divi hromatīdi (1n2хр).

Bioloģiskā nozīme mejoze:

1) ir galvenais gametoģenēzes posms;

2) nodrošina ģenētiskās informācijas pārnešanu no organisma uz organismu dzimumvairošanās laikā;

3) meitas šūnas nav ģenētiski identiskas mātei un viena otrai.

Tādējādi no vienas diploīdas mātes šūnas mejozes rezultātā veidojas 4 šūnas ar haploīdu hromosomu komplektu. Turklāt I meiozes fāzē notiek ģenētiskā materiāla rekombinācija (šķērsošana), un I un II anafāzē hromosomas un hromatīdi nejauši pārvietojas uz vienu vai otru polu. Šie procesi ir kombinācijas mainīguma cēlonis.

18: dzīvo organismu aseksuāla vairošanās:

Aseksuālā vairošanās ietver vienu indivīdu šūnu mehānisms ir mitoze.

Aseksuālās pavairošanas metodes:

1) Šūnu dalīšanās - raksturīga tikai vienšūnu organismiem (sēnēm...)

1. Monotomija

2. Palintamija

3. Šizogonija

4. Anizotomija

2) Sadrumstalotība – pamats ir atjaunošanās process, t.i. zaudēto orgānu vai to daļu atjaunošana. (tārps)

3) Budding – raksturīga baktērijām, sēnītēm, koelenterātiem un tunikātiem).

4) Sporulācija ir vairošanās ar sporām. (baktērijas, augstākie un zemākie augi)
Ir strīdi: 1. Zoosporas (kustīgas)

Mejoze (no grieķu val mejoze- samazināšana) ir īpašs eikariotu šūnu dalīšanās veids, kurā pēc vienreizējas DNS dubultošanās šūna sadalīts divreiz , un no vienas diploīdas šūnas veidojas 4 haploīdi. Sastāv no 2 secīgām nodaļām (apzīmētas ar I un II); katra no tām, tāpat kā mitoze, ietver 4 fāzes (profāzi, metafāzi, anafāzi, telofāzi) un citokinēzi.

Meiozes fāzes:

Profāze es , tas ir sarežģīts, sadalīts 5 posmos:

1. Leptonēma (no grieķu val leptos- tievs, nema– pavediens) – hromosomas spirālē un kļūst redzamas kā plāni pavedieni. Katra homologā hromosoma jau ir replikēta par 99, 9%, un tā sastāv no diviem māsas hromatīdiem, kas savienoti viens ar otru centromērā. Ģenētiskā materiāla saturs - 2 n 2 xp 4 c. Hromosomas ar proteīnu kopu palīdzību ( piestiprināšanas diski ) abos galos ir piestiprināti pie kodola apvalka iekšējās membrānas. Kodola apvalks ir saglabāts, kodols ir redzams.

2. Zygonema (no grieķu val zigons – pārī) – homologas diploīdas hromosomas steidzas viena pret otru un savienojas vispirms centromēra reģionā un pēc tam visā garumā ( konjugācija ). Tiek veidoti bivalenti (no lat. bi - dubultā, valens– spēcīgs), vai tetrādes hromatīds. Bivalentu skaits atbilst haploīdajam hromosomu kopumam, ģenētiskā materiāla saturu var uzrakstīt kā 1 n 4 xp 8 c. Katra hromosoma vienā bivalentā nāk no tēva vai mātes. Dzimuma hromosomas atrodas netālu no iekšējās kodola membrānas. Šo apgabalu sauc dzimumorgānu pūslīši.

Starp homologām hromosomām katrā divvērtīgajā, specializētā sinaptonemālie kompleksi (no grieķu val sinapse– saite, savienojums), kas ir olbaltumvielu struktūras. Ar lielu palielinājumu kompleksā ir redzami divi paralēli proteīna pavedieni, katrs 10 nm biezs, savienots ar plānām šķērseniskām svītrām, kuru izmērs ir aptuveni 7 nm, un abās pusēs atrodas hromosomas daudzu cilpu veidā.

Kompleksa centrā atrodas aksiālais elements biezums 20 – 40 nm. Sinaptonemālais komplekss tiek salīdzināts ar virvju kāpnes , kuras malas veido homologas hromosomas. Precīzāks salīdzinājums - rāvējslēdzēja aizdare .

Līdz zigonēmas beigām katrs homologo hromosomu pāris ir savienots viens ar otru, izmantojot sinaptonemālos kompleksus. Tikai dzimuma hromosomas X un Y nav pilnībā konjugētas, jo tās nav pilnībā homologas.

3. B pachyneme (no grieķu val pahys– biezs) bivalenti saīsina un sabiezē. Starp mātes un tēva izcelsmes hromatīdiem savienojumi notiek vairākās vietās - chiasmata (no grieķu.c hiazma- krusts). Katras chiasmas zonā ir iesaistīts olbaltumvielu komplekss rekombinācija (d~ 90 nm), un notiek atbilstošo homologo hromosomu sekciju apmaiņa - no tēva uz māti un otrādi. Šo procesu sauc krosovers (no angļu valodas Arrossing- beidzies– krustcelēs). Piemēram, katrā cilvēka bivalentā šķērsošana notiek divās līdz trīs zonās.

4. B diplomēma (no grieķu val diploos- dubultā) sinaptonemālie kompleksi sadalās un katras divvērtīgās homologās hromosomas attālināties viens no otra, bet saikne starp tām saglabājas chiasmata zonās.

5. Diakinēze (no grieķu val diakineīns- iet cauri). Diakinēzē hromosomu kondensācija ir pabeigta, tās tiek atdalītas no kodola membrānas, bet homologās hromosomas turpina palikt savienotas viena ar otru ar gala sekcijām, bet katras hromosomas māsas hromatīdas ar centromēriem. Bivalenti iegūst dīvainu formu gredzeni, krusti, astoņnieki utt. Šajā laikā tiek iznīcināta kodola membrāna un kodoli. Atkārtoti centrioli tiek novirzīti uz poliem, un vārpstas pavedieni ir pievienoti hromosomu centromēriem.

Kopumā meiotiskā profāze ir ļoti gara. Kad attīstās sperma, tas var ilgt vairākas dienas, un, kad attīstās olšūnas, tas var ilgt daudzus gadus.

Metafāze es atgādina līdzīgu mitozes stadiju. Hromosomas ir uzstādītas ekvatoriālajā plaknē, veidojot metafāzes plāksni. Atšķirībā no mitozes, vārpstas mikrotubulas ir pievienotas katras hromosomas centromēram tikai vienā pusē (pola pusē), un homologo hromosomu centromēri atrodas abās ekvatora pusēs. Saikne starp hromosomām ar chiasmata palīdzību joprojām tiek saglabāta.

IN anafāze es chiasmata sadalās, homologās hromosomas atdalās viena no otras un novirzās uz poliem. Centromēri no šīm hromosomām, atšķirībā no mitozes anafāzes, netiek replicēti, kas nozīmē, ka māsas hromatīdas neatdalās. Hromosomu diverģence ir nejaušs raksturs. Ģenētiskās informācijas saturs kļūst 1 n 2 xp 4 c katrā šūnas polā un šūnā kopumā - 2(1 n 2 xp 4 c) .

IN telofāze es , tāpat kā mitozē, veidojas, veidojas un padziļinās kodola membrānas un nukleoli šķelšanās vaga. Tad tas notiek citokinēze . Atšķirībā no mitozes, hromosomu atdalīšana nenotiek.

I mejozes rezultātā veidojas 2 meitas šūnas, kas satur haploīdu hromosomu komplektu; katrai hromosomai ir 2 ģenētiski atšķirīgas (rekombinantās) hromatīdas: 1 n 2 xp 4 c. Tāpēc mejozes rezultātā rodas I samazināšana (uz pusi) hromosomu skaits, līdz ar to pirmās dalīšanas nosaukums - samazināšana .

Pēc mejozes beigām es sāku īss periods -interkinēze , kuras laikā nenotiek DNS replikācija un hromatīdu dublēšanās.

Profāze II nenotiek ilgi, un hromosomu konjugācija nenotiek.

IN metafāze II hromosomas sarindojas ekvatoriālajā plaknē.

IN anafāze II DNS centromēra reģionā tiek replicēta, kā tas notiek mitozes anafāzē, hromatīdi virzās uz poliem.

Pēc telofāzes II Un citokinēze II veidojas meitas šūnas, kas satur ģenētisko materiālu katrā - 1 n 1 xp 2 c. Kopumā tiek saukta otrā nodaļa vienādojums (izlīdzinot).

Tātad divu secīgu meiotisko dalījumu rezultātā veidojas 4 šūnas, no kurām katra satur haploīdu hromosomu komplektu.

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 aizņem īsu laiku.
• 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.

I anafāze

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

Mitozes bioloģiskā nozīme. 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 – tiešā sadalīšana starpfāzu kodols ar sašaurināšanos bez hromosomu spiralizācijas, bez 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 starojošs 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); izolecitāls(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 sadalījumā (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. Šādas saskarsmes brīdī plazmas membrāna Izšķīst akrosomu izaugums 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, kaukāziešu 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