Tento článok pomôže podrobne študovať proces prechodu jednou z foriem diploidného bunkového delenia, konkrétne so schémou meiózy. Dozviete sa v nej, z koľkých fáz sa tento proces skladá, aké vlastnosti má každá fáza, v akej fáze dochádza ku konjugácii chromozómov, čo je cross over a aká je účinnosť jednotlivých štádií delenia.

Význam pojmu "meióza"

Táto forma delenia je charakteristická hlavne pre bunky reprodukčného systému, konkrétne pre vaječníky a spermie. Z diploidnej bunky matky sa pomocou meiózy vytvoria štyri haploidné gaméty s n sadami chromozómov.

Proces pozostáva z dvoch fáz:

• Redukcia, meióza 1 -pozostáva zo štyroch fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Prvé delenie meiózy končí vytvorením dvoch haploidných buniek z diploidnej bunky.
• Etapa rovnice, meióza 2 , je procedurálne podobný mitóze. Toto štádium je charakterizované oddelením sesterských chromozómov a ich divergenciou k rôznym pólom.

Každá etapa pozostáva zo štyroch po sebe nasledujúcich fáz, ktoré plynulo prechádzajú z jednej do druhej. Medzi dvoma štádiami delenia prakticky neexistuje medzifáza, takže nedochádza k opakovanému procesu replikácie DNA.

Ryža. 1. Schéma prvého delenia meiózy.

Charakteristickým znakom prvej etapy delenia je profáza 1, ktorá pozostáva z piatich samostatných etáp. Vysvetlenie procesov, ktoré sa vyskytujú na každom z nich, nájdete ďalej v tabuľke. Počas profázy 1 sa chromozómy skracujú špirálovito. Homologické chromozómy sú navzájom tak pevne spojené, že dochádza k procesu konjugácie (konvergencia a fúzia úsekov chromozómov).

V tomto čase sa niektoré časti nesesterských chromozómov môžu navzájom vymieňať, tento proces sa nazýva prekríženie.

Ryža. 2. Schéma druhého meiotického delenia.

Tabuľka fáz meiózy

Fáza	Zvláštnosti
Profáza 1	Pozostáva z piatich etáp: Leptotena(tenké filamenty) - namiesto chromatínových granúl sa objavujú tenké filamenty chromozómov; Zygoten(zjednotenie vlákien) - prebieha proces konjugácie; Pachytene(hrubé filamenty) - charakteristické je kríženie úsekov chromozómov; Diploten(dvojité vlákna) - sú viditeľné chiazmy a chromatidy; diakinéza Chromozómy sa skracujú, centroméry sa odpudzujú, jadrové membrány a jadierko sa rozpúšťajú a vzniká štiepne vreteno.
Metafáza 1	Chromozómy sa zoraďujú na rovníku vretena, zatiaľ čo orientácia centromér k pólom je úplne náhodná.
Anafáza 1	Homologické chromozómy sa pohybujú na rôzne póly, zatiaľ čo sesterské chromozómy sú stále spojené centromérou.
Telofáza 1	Koniec telofázy je poznačený despiralizáciou chromozómov a vytvorením nového jadrového obalu.
Profáza 2	Obnoví sa nové deliace vreteno, jadrová membrána sa rozpustí.
Metafáza 2	Chromozómy sú zoradené v rovníkovej časti vretena.
Anafáza 2	Centroméry sa rozdelia a chromatidy sa pohybujú smerom k opačným pólom.
Telofáza 2	Z jedného haploidného jadra vznikajú dve s haploidnou sadou, vo vnútri ktorej je jedna chromatída.

V dôsledku takéhoto delenia sa z jednej diploidnej bunky vytvoria štyri gaméty s haploidnou sadou. Geneticky má každá zo štyroch buniek svoj špecifický genetický obsah.

TOP 4 článkyktorí čítajú spolu s týmto

Ryža. 3. Schéma gametogenézy.

Proces kríženia cez meiózu 2 nie je typický, pretože k výmene miest medzi chromozómami dochádza v profáze prvého delenia.

Čo sme sa naučili?

Bunkové delenie pohlavných žliaz nastáva pomocou meiózy, ktorá pozostáva z dvoch štádií delenia. Každá fáza má štyri fázy: profázu, metafázu, anafázu a telofázu. Znakom prvého štádia delenia je vytvorenie dvoch buniek s haploidnou sadou chromozómov. V dôsledku druhého delenia je počet vytvorených gamét štyri.

Tématický kvíz

Hodnotenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.1. Celkový počet získaných hodnotení: 206.

meióza - typ mitózy, v dôsledku ktorej z diploidnej (2p) somatické bunky gonády tvoria haploidné gaméty (1n). Počas oplodnenia sa jadrá gamét zlúčia a obnoví sa diploidná sada chromozómov. Meióza teda zabezpečuje zachovanie konštantnej sady chromozómov a množstva DNA pre každý druh.

Ako výsledok meióza I počet chromozómov je polovičný redukčné delenie);

pri meióze II bunková haploidia je zachovaná (rovnicové delenie). Bunky vstupujúce do meiózy obsahujú genetickú informáciu 2n2xp.

V profáze meiózy I dochádza k postupnej špirálovitosti chromatínu s tvorbou chromozómov. Homológne chromozómy sa spájajú a tvoria celková štruktúra, pozostávajúce z dvoch chromozómov (bivalentných) a štyroch chromatidov (tetrád).

Kontakt dvoch homológnych chromozómov po celej dĺžke je tzv konjugácia.

Potom sa medzi homológnymi chromozómami objavia odpudivé sily a chromozómy sa najskôr oddelia v oblasti centroméry, zostávajú spojené v oblasti ramena a tvoria dekusácie (chiasmata). Divergencia chromatidov sa postupne zvyšuje a dekusácie sa posúvajú smerom k ich koncom.

V procese konjugácie medzi niektorými chromatidami homológnych chromozómov môže dôjsť k výmene miest - prejsťčo vedie k rekombinácii genetického materiálu. Na konci profázy sa jadrový obal a jadierka rozpustia a vytvorí sa achromatínové vreteno. Obsah genetického materiálu zostáva rovnaký (2n2хр).

1)V metafáze bivalenty chromozómu meiózy I sa nachádzajú v rovníkovej rovine bunky. V tomto momente ich špirálovitosť dosahuje maximum. Obsah genetického materiálu sa nemení (2n2xp).

2) V anafáze homologické chromozómy meiosis I, pozostávajúce z dvoch chromatidov, sa nakoniec od seba vzdialia a rozchádzajú sa smerom k pólom bunky. V dôsledku toho sa do dcérskej bunky dostane iba jeden z každého páru homológnych chromozómov - počet chromozómov sa zníži na polovicu (dochádza k redukcii). Obsah genetického materiálu sa stáva 1n2xp na každom póle.

3) V telofáze dochádza k tvorbe jadier a k deleniu cytoplazmy – vznikajú dve dcérske bunky. Dcérske bunky obsahujú haploidnú sadu chromozómov, každý chromozóm má dve chromatidy (1n2xp).

biologický význam meióza:

1) je hlavnou fázou gametogenézy;

2) zabezpečuje prenos genetickej informácie z organizmu do organizmu pri pohlavnom rozmnožovaní;

3) dcérske bunky nie sú geneticky identické s rodičmi a navzájom.

Z jednej diploidnej materskej bunky sa teda v dôsledku meiózy vytvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov. Okrem toho v profáze meiózy I dochádza k rekombinácii genetického materiálu (crossing over) a v anafáze I a II k náhodnému odchodu chromozómov a chromatíd k jednému alebo druhému pólu. Tieto procesy sú príčinou kombinovanej variability.

18: Nepohlavné rozmnožovanie živých organizmov:

Asexuálna reprodukcia zahŕňa jedného jedinca bunkový mechanizmus je mitóza.

Metódy asexuálnej reprodukcie:

1) Delenie buniek - charakteristické len pre jednobunkové organizmy (huby ...)

1. Monotamia

2. Palintamia

3. Šizogónia

4. Anizotómia

2) Fragmentácia – základom je proces regenerácie, t.j. obnovenie stratených orgánov alebo ich častí. (červ)

3) Pučanie - charakteristické pre baktérie, huby, coelenteráty a plášťovce).

4) Sporulácia je rozmnožovanie spórami. (baktérie, vyššie a nižšie rastliny)
Spory sú: 1. Zoospóry (pohyblivé)

meióza (z gréčtiny. meióza- pokles) je špeciálny typ delenia eukaryotických buniek, pri ktorom po jedinom zdvojení DNA bunka rozdelené dvakrát a z jednej diploidnej bunky sa vytvoria 4 haploidné bunky. Pozostáva z 2 po sebe nasledujúcich divízií (označených II a II); každá z nich, podobne ako mitóza, zahŕňa 4 fázy (profáza, metafáza, anafáza, telofáza) a cytokinézu.

Fázy meiózy:

Profáza ja , je komplexný, rozdelený do 5 etáp:

1. Leptonema (z gréčtiny. leptos- tenký, nema- niť) - chromozómy sa špirálovito rozvinú a stanú sa viditeľnými ako tenké vlákna. Každý homológny chromozóm je už z 99,9 % replikovaný a pozostáva z dvoch sesterských chromatidov spojených navzájom v oblasti centroméry. Obsah genetického materiálu - 2 n 2 xp 4 c. Chromozómy s pomocou proteínových zhlukov ( prídavné disky ) sú na oboch koncoch pripevnené k vnútornej membráne jadrového obalu. Jadrová membrána je zachovaná, jadierko je viditeľné.

2. Zigonema (z gréčtiny. zygón - párové) - homológne diploidné chromozómy sa k sebe ponáhľajú a spájajú sa najskôr v oblasti centroméry a potom po celej dĺžke ( konjugácia ). Sú tvorené bivalenty (z lat. bi - dvojitý, valens- silný), príp tetrády chromatidy. Počet bivalentov zodpovedá haploidnej sade chromozómov, obsah genetického materiálu možno zapísať ako 1 n 4 xp 8 c. Každý chromozóm v jednom bivalente pochádza buď od otca alebo matky. pohlavné chromozómy nachádza sa v blízkosti vnútornej jadrovej membrány. Táto oblasť je tzv sexuálna vezikula.

Medzi homológnymi chromozómami v každom bivalentnom, špecializovanom synaptonemálne komplexy (z gréčtiny. synapsie- väzba, spojenie), čo sú bielkovinové štruktúry. Pri veľkom zväčšení komplex ukazuje dve paralelné proteínové vlákna, každé s hrúbkou 10 nm, spojené tenkými priečnymi pásikmi s veľkosťou asi 7 nm, na oboch stranách ležia chromozómy vo forme mnohých slučiek.

V strede komplexu prechádza axiálny prvok Hrúbka 20-40 nm. Synaptonemálny komplex sa porovnáva s lanový rebrík ktorých strany sú tvorené homológnymi chromozómami. Presnejšie porovnanie je zips .

Na konci zygonému je každý pár homológnych chromozómov prepojený synaptonemálnymi komplexmi. Iba pohlavné chromozómy X a Y nie sú úplne konjugované, pretože nie sú úplne homológne.

3. V pachinema (z gréčtiny. pahys- hustý) bivalenty sa skracujú a zahusťujú. Medzi chromatidami materského a otcovského pôvodu sa na viacerých miestach vyskytujú spojenia - chiasma (z gréčtiny c hiazma- kríž). V oblasti každej chiazmy sa tvorí komplex proteínov, ktoré sa podieľajú na rekombinácia (d ~ 90 nm) a dochádza k výmene zodpovedajúcich úsekov homológnych chromozómov - z otcovských na materské a naopak. Tento proces sa nazýva prejsť (z angličtiny. srossing- cez- križovatka). V každej ľudskej bivalentnej skupine napríklad dochádza k prekríženiu na dvoch až troch miestach.

4. V diplomom (z gréčtiny. diploos- dvojité) synaptonemálne komplexy sa rozpadajú a homológne chromozómy každého bivalentného vzdialiť sa od seba, ale spojenie medzi nimi je zachované v zónach chiazmy.

5. diakinéza (z gréčtiny. diakineín- prejsť cez). Pri diakinéze je kondenzácia chromozómov dokončená, sú oddelené od jadrového obalu, no homológne chromozómy naďalej zostávajú navzájom spojené koncovými úsekmi a sesterské chromatidy každého chromozómu sú centroméry. Bivalenty nadobúdajú bizarný tvar krúžky, krížiky, osmičky atď. V tomto čase sú jadrový obal a jadierka zničené. Replikované centrioly sa posielajú na póly, vretienkové vlákna sa pripájajú k centromérom chromozómov.

Vo všeobecnosti je profáza meiózy veľmi dlhá. S vývojom spermií môže trvať niekoľko dní a s vývojom vajíčok aj mnoho rokov.

metafáza ja pripomína podobné štádium mitózy. Chromozómy sú inštalované v rovníkovej rovine a tvoria metafázovú platňu. Na rozdiel od mitózy sú vretienkové mikrotubuly pripojené k centromére každého chromozómu len na jednej strane (zo strany pólu), zatiaľ čo centroméry homológnych chromozómov sú umiestnené na oboch stranách rovníka. Spojenie medzi chromozómami pomocou chiazmy sa naďalej zachováva.

IN anafázy ja chiasmata sa rozpadajú, homológne chromozómy sa od seba oddeľujú a rozchádzajú sa smerom k pólom. Centromeres tieto chromozómy však na rozdiel od anafázy mitózy, nereplikované, čo znamená, že sesterské chromatidy sa nerozchádzajú. Divergencia chromozómov je náhodný znak. Obsahom genetickej informácie sa stáva 1 n 2 xp 4 c na každom póle bunky, ale vo všeobecnosti v bunke - 2(1 n 2 xp 4 c) .

IN telofáza ja , ako pri mitóze sa tvoria jadrové membrány a jadierka, štiepna brázda. Potom príde cytokinéza . Na rozdiel od mitózy nedochádza k despiralizácii chromozómov.

V dôsledku meiózy I sa vytvoria 2 dcérske bunky obsahujúce haploidnú sadu chromozómov; každý chromozóm má 2 geneticky odlišné (rekombinantné) chromatidy: 1 n 2 xp 4 c. Preto v dôsledku meiózy dochádza k I zníženie (zníženie) počtu chromozómov, odtiaľ názov prvej divízie - zníženie .

Po skončení meiózy nastáva I krátke rozpätie -interkinéza , počas ktorej nedochádza k replikácii DNA a zdvojovaniu chromatidov.

Profáza II je krátkodobá a nedochádza ku konjugácii chromozómov.

IN metafáza II chromozómy zoradené v rovine rovníka.

IN anafázy II DNA v centromére sa replikuje, ako sa to stáva v anafáze mitózy, chromatidy sa rozchádzajú smerom k pólom.

Po telofáza II A cytokinéza II tvoria sa dcérske bunky s obsahom genetického materiálu v každej - 1 n 1 xp 2 c. Vo všeobecnosti je druhá divízia tzv rovnicové (vyrovnávanie).

Takže v dôsledku dvoch po sebe nasledujúcich delení meiózy sa vytvoria 4 bunky, z ktorých každá nesie haploidnú sadu chromozómov.

Bunkové delenie meiózou prebieha v dvoch hlavných štádiách: meióza I a meióza II. Na konci meiotického procesu sa vytvoria štyri. Predtým, ako deliaca bunka vstúpi do meiózy, prechádza obdobím nazývaným interfáza.

Medzifáza

• Fáza G1:štádium bunkového vývoja pred syntézou DNA. V tomto štádiu bunka, ktorá sa pripravuje na delenie, zväčšuje hmotnosť.
• S-fáza: obdobie, počas ktorého sa syntetizuje DNA. Pre väčšinu buniek trvá táto fáza krátky čas.
• Fáza G2: obdobie po syntéze DNA, ale pred začiatkom profázy. Bunka pokračuje v syntéze ďalších proteínov a zväčšuje sa.

V poslednej fáze interfázy má bunka ešte jadierka. obklopený jadrovou membránou a bunkový chromozóm duplikované, ale vo forme . Dva páry vytvorené replikáciou jedného páru sa nachádzajú mimo jadra. Na konci interfázy bunka vstupuje do prvého štádia meiózy.

Meióza I:

Profáza I

V profáze I meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Chromozómy kondenzujú a pripájajú sa k jadrovému obalu.
• Nastáva synapsia (párová konvergencia homológnych chromozómov) a vzniká tetráda. Každá tetráda pozostáva zo štyroch chromatidov.
• Môže dôjsť k genetickej rekombinácii.
• Chromozómy kondenzujú a oddeľujú sa od jadrového obalu.
• Podobne centrioly migrujú od seba a jadrový obal a jadrá sú zničené.
• Chromozómy začnú migrovať na metafázovú (ekvatoriálnu) platňu.

Na konci profázy I bunka vstúpi do metafázy I.

Metafáza I

V metafáze I meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Tetrady sú zarovnané na metafázovej platni.
• homológne chromozómy sú orientované na opačné póly bunky.

Na konci metafázy I bunka vstúpi do anafázy I.

Anafáza I

V anafáze I meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Chromozómy sa presúvajú na opačné konce bunky. Podobne ako mitóza, kinetochory interagujú s mikrotubulmi, aby posunuli chromozómy k pólom bunky.
• Na rozdiel od mitózy zostávajú spolu, keď sa presunú na opačné póly.

Na konci anafázy I bunka vstúpi do telofázy I.

Telofáza I

V telofáze I meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Vretienkové vlákna pokračujú v presúvaní homológnych chromozómov k pólom.
• Po dokončení pohybu má každý pól bunky haploidný počet chromozómov.
• Vo väčšine prípadov prebieha cytokinéza (delenie) súčasne s telofázou I.
• Na konci telofázy I a cytokinézy sa vytvoria dve dcérske bunky, každá s polovičným počtom chromozómov oproti pôvodnej rodičovskej bunke.
• V závislosti od typu bunky sa pri príprave na meiózu II môžu vyskytnúť rôzne procesy. Genetický materiál sa však znova nereplikuje.

Na konci telofázy I bunka vstupuje do profázy II.

Meióza II:

Profáza II

V profáze II meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Jadro a jadrá sú zničené, kým sa neobjaví štiepne vreteno.
• Chromozómy sa v tejto fáze už nereplikujú.
• Chromozómy začnú migrovať na metafázovú platňu II (na bunkovom rovníku).

Na konci profázy II bunky vstupujú do metafázy II.

Metafáza II

V metafáze II meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Chromozómy sa zoradia na metafázovej platni II v strede buniek.
• Kinetochorové vlákna sesterských chromatidov sa rozchádzajú na opačné póly.

Na konci metafázy II bunky vstupujú do anafázy II.

Anafáza II

V anafáze II meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Sesterské chromatidy sa oddelia a začnú sa presúvať na opačné konce (póly) bunky. Vretenové vlákna, ktoré nie sú spojené s chromatidami, sú natiahnuté a predlžujú bunky.
• Akonáhle sú spárované sesterské chromatidy od seba oddelené, každá z nich sa považuje za kompletný chromozóm, tzv.
• V rámci prípravy na ďalšie štádium meiózy sa dva póly buniek od seba vzdialia aj počas anafázy II. Na konci anafázy II obsahuje každý pól kompletnú kompiláciu chromozómov.

Po anafáze II bunky vstupujú do telofázy II.

Telofáza II

V telofáze II meiózy dochádza k nasledujúcim zmenám:

• Na opačných póloch sa tvoria samostatné jadrá.
• Dochádza k cytokinéze (rozdelenie cytoplazmy a tvorba nových buniek).
• Na konci meiózy II sa vytvoria štyri dcérske bunky. Každá bunka má polovičný počet chromozómov ako pôvodná rodičovská bunka.

výsledok meiózy

Konečným výsledkom meiózy je produkcia štyroch dcérskych buniek. Tieto bunky majú o dva chromozómy menej ako rodičovské bunky. Počas meiózy sa produkujú iba pohlavné bunky. Iné sa delia mitózou. Keď sa pohlavné orgány pri oplodnení spoja, stanú sa. Diploidné bunky majú kompletnú sadu homológnych chromozómov.

Pod bunkový cyklus rozumieť súhrnu udalostí, ktoré sa vyskytujú od vytvorenia bunky (vrátane samotného delenia) až po jej rozdelenie alebo smrť.Časový interval od rozdelenia po rozdelenie je tzv medzifázou, ktoré je zase rozdelené do troch období - G1 (presyntetický), S (syntetický) a G2 (postsyntetický). G1 je obdobie rastu, najdlhšie v čase a zahŕňa obdobie G0, keď je pestovaná bunka buď v pokoji, alebo sa diferencuje, mení sa napríklad na pečeňovú bunku a funguje ako pečeňová bunka a potom zomrie. Súbor chromozómov a DNA diploidnej bunky v tomto období je 2n2c, kde n je počet chromozómov, c je počet molekúl DNA. V S-perióde nastáva hlavná udalosť interfázy - replikácia DNA a súbor chromozómov a DNA sa stáva 2n4c, takže počet molekúl DNA sa zdvojnásobil. V G2 bunka aktívne syntetizuje potrebné enzýmy, počet organel sa zvyšuje, súbor chromozómov a DNA sa nemení - 2n4c. Možnosť prechodu bunky z obdobia G2 do obdobia G0 v súčasnosti väčšina autorov popiera.

Mitotický cyklus sa pozoruje v bunkách, ktoré sa neustále delia, nemajú periódu G 0. Príkladom takýchto buniek sú mnohé bunky bazálnej vrstvy epitelu, hematopoetické kmeňové bunky. Mitotický cyklus trvá asi 24 hodín, približné trvanie štádií pre rýchlo sa deliace ľudské bunky je nasledovné: G 1 -perióda 9 hodín, S-perióda - 10 hodín, G 2 -perióda - 4,5 hodiny, mitóza - 0,5 hodiny.

Mitóza- hlavný spôsob delenia eukaryotických buniek, pri ktorom si dcérske bunky zachovávajú chromozómovú sadu pôvodnej materskej bunky.

Mitóza je nepretržitý proces, v ktorom existujú štyri fázy: profáza, metafáza, anafáza a telofáza.

Profáza (2n4c) - dochádza k deštrukcii jadrovej membrány na fragmenty, divergencii centriolov k rôznym pólom bunky, tvorbe vlákien štiepneho vretienka, "miznutiu" jadier a kondenzácii dvojchromatidových chromozómov. Toto je najdlhšia fáza mitózy.

metafáza (2n4c) - zarovnanie najviac zahustených dvojchromatidových chromozómov v rovníkovej rovine bunky (vznikne metafázová platnička), prichytenie závitov štiepneho vretienka na jednom konci k centriolom, druhému k centromérom chromozómov.

Anaphase (4n4c) - rozdelenie dvojchromatidových chromozómov na chromatidy a divergencia týchto sesterských chromatidov k opačným pólom bunky (v tomto prípade sa chromatidy stávajú samostatnými jednochromatidovými chromozómami).

Telofáza (2n2c v každej dcérskej bunke) - dekondenzácia chromozómov, tvorba jadrových membrán okolo každej skupiny chromozómov, rozpad vlákien štiepneho vretienka, objavenie sa jadierka, delenie cytoplazmy (cytotómia). Cytotómia v živočíšnych bunkách sa vyskytuje v dôsledku štiepnej brázdy, v rastlinných bunkách - v dôsledku bunkovej dosky.

	Ryža. . Fázy mitózy

Biologický význam mitózy. Dcérske bunky vytvorené v dôsledku tohto spôsobu delenia sú geneticky totožné s materskými. Mitóza poskytuje trvalosť chromozómová sada naprieč generáciami buniek. Je základom procesov ako rast, regenerácia, nepohlavné rozmnožovanie atď.

Druhé meiotické delenie (meióza 2) sa nazýva rovnicové.

Profáza 2 (1n2c). Stručne povedané, profáza 1, chromatín kondenzuje, nedochádza ku konjugácii a prekríženiu, dochádza k procesom, ktoré sú pre profázu spoločné - rozpad jadrových membrán na fragmenty, divergencia centriol na rôzne póly bunky, vznik štiepneho vretienka. vlákna.

Metafáza 2 (1n2c). Dvojchromatidové chromozómy sa zoradia v rovníkovej rovine bunky a tvoria metafázovú platňu.

Vytvárajú sa predpoklady pre tretiu rekombináciu genetického materiálu – mnohé chromatidy sú mozaikové a od ich polohy na rovníku závisí, na ktorý pól sa v budúcnosti presunú. Vretienkové vlákna sú pripojené k centromérom chromatidov.

Anafáza 2 (2n2c). Dochádza k deleniu dvojchromatidových chromozómov na chromatidy a divergencii týchto sesterských chromatidov k opačným pólom bunky (v tomto prípade sa chromatidy stávajú samostatnými jednochromatidovými chromozómami), dochádza k tretej rekombinácii genetického materiálu.

Telofáza 2 (1n1c v každej bunke). Chromozómy dekondenzujú, vytvárajú sa jadrové membrány, ničia sa vlákna vretienka, objavujú sa jadierka, dochádza k deleniu cytoplazmy (cytotómii), výsledkom čoho sú štyri haploidné bunky.

Biologický význam meiózy.

Meióza je ústrednou udalosťou gametogenézy u zvierat a sporogenézy u rastlín. S jeho pomocou sa udržiava stálosť chromozómovej sady - po splynutí gamét nedochádza k jej zdvojeniu. Vďaka meióze vznikajú geneticky odlišné bunky, pretože v procese meiózy dochádza k rekombinácii genetického materiálu trikrát: v dôsledku kríženia (profáza 1), v dôsledku náhodnej nezávislej divergencie homológnych chromozómov (anafáza 1) a v dôsledku náhodnej divergencie chromatidov (anafáza 2).

Amitóza – priame delenie medzifázové jadro zovretím bez špirálovitosti chromozómov, bez vzniku štiepneho vretienka. Dcérske bunky majú odlišný genetický materiál. Môže byť obmedzený iba jadrovým delením, ktoré vedie k vzniku dvoj- a viacjadrových buniek. Opísané pre starnúce, patologicky zmenené a na smrť odsúdené bunky. Po amitóze sa bunka nedokáže vrátiť do normálneho mitotického cyklu. Normálne sa pozoruje vo vysoko špecializovaných tkanivách, v bunkách, ktoré sa už nemusia deliť - v epiteli, pečeni.

Gametogenéza. V pohlavných žľazách sa tvoria gaméty pohlavné žľazy. Vývoj gamét je tzv gametogenéza. Proces tvorby spermií je tzv spermatogenéza a tvorbu oocytov ovogenéza (oogenéza). Prekurzory gamét gametocyty vytvorený na skoré štádia vývoj embrya mimo pohlavných žliaz a potom do nich migrovať. V gonádach sa rozlišujú tri rôzne oblasti (alebo zóny) - reprodukčná zóna, rastová zóna, zóna dozrievania zárodočných buniek. V týchto zónach sa vyskytujú fázy reprodukcie, rastu a dozrievania gametocytov. Pri spermatogenéze existuje ďalšia fáza - fáza tvorby.

chovná fáza. Diploidné bunky v tejto zóne pohlavných žliaz (gonád) sa mnohokrát delia mitózou. Počet buniek v pohlavných žľazách rastie. Nazývajú sa oogónia A spermatogónie.

rastová fáza. V tejto fáze dochádza k rastu spermatogónií a oogónií, replikácii DNA. Výsledné bunky sú tzv oocyty 1. rádu a spermatocyty 1. rádu so sadou chromozómov a DNA 2n4s.

fáza dozrievania. Podstatou tejto fázy je meióza. Gametocyty 1. rádu vstupujú do prvého meiotického delenia. V dôsledku toho sa vytvárajú gametocyty 2. rádu (n2c), ktoré vstupujú do druhého meiotického delenia a vytvárajú sa bunky s haploidnou sadou chromozómov (nc) - vajíčka a zaoblené spermatidy. Spermatogenéza tiež zahŕňa fáza formovania počas ktorých sa spermatidy menia na spermie.

spermatogenéza. Počas puberty sa diploidné bunky v semenných tubuloch semenníkov delia mitoticky, čo vedie k mnohým ďalším malé bunky volal spermatogónie. Niektoré z vytvorených buniek sa môžu podrobiť opakovaniu mitotické delenie, čo vedie k vytvoreniu rovnakých buniek spermatogónie. Druhá časť sa prestane deliť a zväčší sa, čím sa dostane do ďalšej fázy spermatogenézy - do fázy rastu.

Sertoliho bunky poskytujú mechanickú ochranu, podporu a výživu pre vyvíjajúce sa gaméty. Zväčšené spermatogónie sa nazývajú spermatocyty 1. rádu. Rastová fáza zodpovedá interfáze 1 meiózy, t.j. počas nej sa bunky pripravujú na meiózu. Hlavnými udalosťami rastovej fázy sú replikácia a akumulácia DNA živiny.

Spermatocyty 1. rádu ( 2n4s) vstúpiť do prvého (redukčného) delenia meiózy, po ktorom sa vytvoria spermatocyty 2. rádu ( n2c). Spermatocyty 2. rádu vstupujú do druhého (rovnicového) delenia meiózy a tvoria sa zaoblené spermatidy ( nc). Z jedného spermatocytu 1. rádu vznikajú štyri haploidné spermatidy. Fáza tvorby je charakterizovaná skutočnosťou, že pôvodne sférické spermatidy prechádzajú sériou zložitých transformácií, v dôsledku ktorých sa vytvárajú spermie.

U človeka začína spermatogenéza v puberte, obdobie tvorby spermií je tri mesiace, t.j. každé tri mesiace sa spermie obnovujú. Spermatogenéza prebieha nepretržite a synchrónne v miliónoch buniek.

Štruktúra spermií. Cicavčie spermie má tvar dlhého vlákna.

Dĺžka ľudskej spermie je 50-60 mikrónov. V štruktúre spermií je možné rozlíšiť „hlavu“, „krk“, strednú časť a chvost. Hlava obsahuje jadro a akrozóm. Jadro obsahuje haploidnú sadu chromozómov. Akrozóm (upravený Golgiho komplex) je organoid obsahujúci enzýmy používané na rozpustenie membrán vajíčka. V krku sú dve centrioly a v strednej časti mitochondrie. Chvost je reprezentovaný jedným, u niektorých druhov dvoma alebo viacerými bičíkmi. Bičík je organela pohybu a má podobnú štruktúru ako bičíky a mihalnice prvokov. Na pohyb bičíkov sa využíva energia makroergických väzieb ATP, syntéza ATP prebieha v mitochondriách. Spermie objavil v roku 1677 A. Leeuwenhoek.

Ovogenéza.

Na rozdiel od tvorby spermií, ku ktorej dochádza až po dosiahnutí puberty, proces tvorby vajíčok u ľudí začína už v embryonálnom období a prebieha prerušovane. V embryu sa naplno realizujú fázy rozmnožovania a rastu a začína sa fáza dozrievania. V čase, keď sa dievča narodí, sú v jej vaječníkoch státisíce oocytov 1. rádu, zastavené, „zamrznuté“ v diploténnom štádiu profázy 1 meiózy.

Počas puberty sa obnoví meióza: približne každý mesiac pod vplyvom pohlavných hormónov dosiahne jeden z oocytov 1. rádu (zriedka dva) metafáza 2 meióza a v tomto štádiu ovuluje. Meióza môže skončiť iba pod podmienkou oplodnenia, penetrácie spermií, ak nedôjde k oplodneniu, oocyt 2. rádu odumrie a je vylúčený z tela.

Ovogenéza sa uskutočňuje vo vaječníkoch, je rozdelená do troch fáz - reprodukcia, rast a dozrievanie. Počas reprodukčnej fázy sa diploidná ovogónia opakovane delí mitózou. Rastová fáza zodpovedá interfáze 1 meiózy, t.j. pri nej nastáva príprava buniek na meiózu, bunky sa výrazne zväčšujú akumuláciou živín. Hlavnou udalosťou rastovej fázy je replikácia DNA. Počas fázy dozrievania sa bunky delia meiózou. Pri prvom delení meiózy sa nazývajú oocyty 1. rádu. V dôsledku prvého meiotického delenia vznikajú dve dcérske bunky: malá, tzv prvé polárne teleso, a tým väčší oocyt 2. rádu.

Druhé delenie meiózy sa dostáva do štádia 2. metafázy, v tomto štádiu nastáva ovulácia – oocyt opúšťa vaječník a dostáva sa do vajíčkovodov.

Ak spermie vstúpi do oocytu, druhé meiotické delenie pokračuje až do konca vytvorením vajíčka a druhého polárneho telieska a prvé polárne telieska vytvorením tretieho a štvrtého polárneho telieska. Z jedného oocytu 1. rádu teda v dôsledku meiózy vzniká jedno vajíčko a tri polárne telieska.

Štruktúra vajíčka. Tvar vajec je zvyčajne okrúhly. Veľkosť vajíčok sa veľmi líši - od niekoľkých desiatok mikrometrov až po niekoľko centimetrov (ľudské vajce má asi 120 mikrónov). Štrukturálne znaky vaječných buniek zahŕňajú: prítomnosť membrán umiestnených na vrchu plazmatickej membrány; a prítomnosť v cytoplazme viac

alebo menej Vysoké číslo náhradné živiny. U väčšiny zvierat majú vajíčka ďalšie membrány umiestnené na vrchu cytoplazmatickej membrány. V závislosti od pôvodu existujú: primárne, sekundárne a terciárne schránky. Primárne membrány sú tvorené z látok vylučovaných oocytom a prípadne folikulárnymi bunkami. Vrstva sa vytvorí v kontakte s cytoplazmatickou membránou vajíčka. Vykonáva ochrannú funkciu, poskytuje druhovo špecifickú penetráciu spermií, to znamená, že nedovoľuje spermiám iných druhov preniknúť do vajíčka. U cicavcov je táto membrána tzv brilantný. Sekundárne škrupiny sú tvorené sekrétmi folikulárnych buniek vaječník. Nie všetky vajíčka ich majú. Sekundárna membrána vajíčok hmyzu obsahuje kanálik - mikropyle, cez ktorý spermie vstupujú do vajíčka. Terciárne membrány sa tvoria v dôsledku činnosti špeciálnych žliaz vajcovodov. Napríklad z tajomstiev špeciálnych žliaz sa u vtákov a plazov tvorí bielkovina, podškrupinový pergamen, mušľové a nadplášťové membrány.

Sekundárne a terciárne membrány sa spravidla tvoria vo vajciach zvierat, v ktorých sa vyvíjajú embryá vonkajšie prostredie. Keďže cicavce majú vnútromaternicový vývoj, ich vajíčka majú iba primárne, brilantnýškrupina na ktorej vrchu žiarivá koruna- vrstva folikulárnych buniek, ktoré dodávajú vajíčku živiny.

Vo vajciach dochádza k hromadeniu zásoby živín, ktorá sa nazýva žĺtok. Obsahuje tuky, sacharidy, RNA, minerály, bielkoviny a jeho podstatnú časť tvoria lipoproteíny a glykoproteíny. Žĺtok je obsiahnutý v cytoplazme, zvyčajne vo forme žĺtkových granúl. Množstvo živín nahromadených vo vaječnej bunke závisí od podmienok, v ktorých sa embryo vyvíja. Ak sa teda vývoj vajíčka vyskytuje mimo tela matky a vedie k tvorbe veľkých zvierat, potom môže žĺtok tvoriť viac ako 95% objemu vajíčka. Vajcia cicavcov, ktoré sa vyvíjajú v tele matky, obsahujú malé množstvo žĺtka - menej ako 5%, pretože embryá dostávajú živiny potrebné pre vývoj od matky.

V závislosti od množstva obsiahnutého žĺtka sa rozlišujú tieto druhy vajec: alecitál(neobsahujú žĺtok alebo majú malé množstvo žĺtkových inklúzií - cicavce, plochých červov); izolecitál(s rovnomerne rozloženým žĺtkom - lancelet, morský ježko); stredne telolecitálne(s nerovnomerne rozloženým žĺtkom - ryby, obojživelníky); ostro telolecitálne(žĺtok zaberá najviac a iba malá oblasť cytoplazmy na zvieracom póle je bez nej - vtáky).

V dôsledku akumulácie živín sa vo vajciach objavuje polarita. Opačné póly sú tzv vegetatívny A zviera. Polarizácia sa prejavuje v tom, že sa mení umiestnenie jadra v bunke (posúva sa smerom k živočíšnemu pólu), ako aj v distribúcii cytoplazmatických inklúzií (v mnohých vajciach sa množstvo žĺtka zvyšuje od živočíšneho k vegetatívnemu pól).

Ľudské vajíčko objavil v roku 1827 K. M. Baer.

Hnojenie. Hnojenie je proces fúzie zárodočných buniek, čo vedie k vytvoreniu zygoty. Vlastný proces oplodnenia začína v momente kontaktu medzi spermiou a vajíčkom. V čase tohto kontaktu plazmatická membrána akrozomálny výrastok a priľahlá časť membrány akrozomálneho vezikula sa rozpustia, enzým hyaluronidáza a ďalšie biologicky aktívne látky obsiahnuté v akrozóme sa uvoľnia von a rozpustia časť vaječnej membrány. Najčastejšie je spermia úplne vtiahnutá do vajíčka, niekedy bičík zostáva vonku a je zlikvidovaný. Od okamihu, keď spermie vstúpi do vajíčka, gaméty prestanú existovať, pretože tvoria jedinú bunku - zygotu. Jadro spermie napučí, jeho chromatín sa uvoľní, jadrová membrána sa rozpustí a zmení sa na mužské pronukleus. K tomu dochádza súčasne s dokončením druhého delenia meiózy jadra vajíčka, ktoré bolo obnovené v dôsledku oplodnenia. Postupne sa jadro vajíčka mení na ženský pronukleus. Pronuklei sa presúvajú do stredu vajíčka, dochádza k replikácii DNA a po ich fúzii sa súbor chromozómov a DNA zygoty stáva 2n4c. Spojenie zárodkov je vlastne oplodnenie. Oplodnenie teda končí vytvorením zygoty s diploidným jadrom.

V závislosti od počtu jedincov zúčastňujúcich sa na pohlavnom rozmnožovaní dochádza k: skríženému oplodneniu - oplodneniu, pri ktorom sa vytvorili gaméty rôzne organizmy; samooplodnenie - oplodnenie, pri ktorom sa spoja gaméty tvorené tým istým organizmom (pásomnice).

Partenogenéza- panenské rozmnožovanie, jedna z foriem pohlavného rozmnožovania, pri ktorej nedochádza k oplodneniu, z neoplodneného vajíčka sa vyvinie nový organizmus. Vyskytuje sa u mnohých druhov rastlín, bezstavovcov a stavovcov, okrem cicavcov, u ktorých partenogenetické embryá odumierajú v skorých štádiách embryogenézy. Partenogenéza môže byť umelá a prirodzená.

Umelá partenogenéza je spôsobená tým, že človek aktivuje vajíčko tým, že ho ovplyvňuje rôzne látky, mechanické podráždenie, zvýšenie teploty atď.

Pri prirodzenej partenogenéze sa vajíčko začne rozpadávať a vyvíjať sa na embryo bez účasti spermie, len vplyvom vnútornej resp. vonkajšie príčiny. O trvalé (povinný) v partenogenéze sa vajíčka vyvíjajú len partenogeneticky, napríklad u jašterov kaukazských. Všetky zvieratá tohto druhu sú len samice. voliteľné V partenogenéze sa embryá vyvíjajú partenogeneticky aj sexuálne. Klasickým príkladom je, že u včiel je semenná schránka maternice navrhnutá tak, aby mohla klásť oplodnené a neoplodnené vajíčka a z neoplodnených sa vyvinú trúdy. Z oplodnených vajíčok sa v závislosti od charakteru výživy lariev vyvinú larvy včiel robotníc – nedostatočne vyvinuté samice, alebo kráľovné. O cyklický