Spodaj celični cikel razumeti sklop dogodkov, ki se zgodijo od nastanka celice (vključno s samo delitvijo) do njene delitve ali smrti.Časovni interval od delitve do delitve se imenuje medfaza, ki pa je razdeljen na tri obdobja - G1 (presintetično), S (sintetično) in G2 (postsintetično). G1 je obdobje rasti, ki je časovno najdaljše in vključuje obdobje G0, ko zrasla celica bodisi miruje ali pa se diferencira, se spremeni npr. v jetrno celico in deluje kot jetrna celica ter nato odmre. Nabor kromosomov in DNA diploidne celice v tem obdobju je 2n2c, kjer je n število kromosomov, c je število molekul DNA. V S-obdobju pride do glavnega dogodka interfaze – replikacije DNK in nabor kromosomov in DNK postane 2n4c, zato se je število molekul DNK podvojilo. V G2 celica aktivno sintetizira potrebne encime, število organelov se poveča, nabor kromosomov in DNK se ne spremeni - 2n4c. Večina avtorjev trenutno zanika možnost, da bi celica iz obdobja G2 prešla v obdobje G0.

Mitotski cikel opazimo v celicah, ki se nenehno delijo in nimajo obdobja G0. Primer takšnih celic so številne celice bazalne plasti epitelija, hematopoetske matične celice. Mitotski cikel traja približno 24 ur, približno trajanje stopenj za hitro deleče se človeške celice je naslednje: obdobje G 1 - 9 ur, obdobje S - 10 ur, obdobje G 2 - 4,5 ure, mitoza - 0,5 ure.

Mitoza- glavna metoda delitve evkariontske celice, v kateri zadržijo hčerinske celice kromosomski nabor izvirna matična celica.

Mitoza je kontinuiran proces s štirimi fazami: profazo, metafazo, anafazo in telofazo.

Profaza (2n4c) – jedrska membrana se uniči na fragmente, centrioli se razhajajo na različne pole celice, nastanejo vretenasti filamenti, nukleoli "izginejo" in bikromatidni kromosomi se kondenzirajo. To je najdaljša faza mitoze.

Metafaza (2n4c) – poravnava maksimalno kondenziranih bikromatidnih kromosomov v ekvatorialni ravnini celice (nastane metafazna plošča), pritrditev vretenskih filamentov na enem koncu na centriole, na drugem na centromere kromosomov.

Anafaza (4n4c) - delitev dvokromatidnih kromosomov na kromatide in razhajanje teh sestrskih kromatid na nasprotne pole celice (v tem primeru postanejo kromatide neodvisni enokromatidni kromosomi).

Telofaza (2n2c v vsaki hčerinski celici) - dekondenzacija kromosomov, nastanek jedrnih membran okoli vsake skupine kromosomov, razpad vretenskih niti, pojav nukleolusa, delitev citoplazme (citotomija). Citotomija v živalskih celicah se pojavi zaradi cepitvene brazde, v rastlinskih celicah - zaradi celične plošče.

	riž. . Faze mitoze

Biološki pomen mitoza. Hčerinske celice, ki nastanejo kot posledica te metode delitve, so genetsko enake materinim. Mitoza zagotavlja stalnost kromosomskega nabora v več celičnih generacijah. Je osnova procesov, kot so rast, regeneracija, nespolno razmnoževanje itd.

Druga mejotska delitev (mejoza 2) se imenuje enačna.

Profaza 2 (1n2c). Skratka, profaza 1, kromatin je kondenziran, ni konjugacije in križanja, pride do procesov, običajnih za profazo - razpad jedrnih membran na fragmente, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek vretenskih filamentov.

Metafaza 2 (1n2c). Bikromatidni kromosomi se poravnajo v ekvatorialni ravnini celice in nastane metafazna plošča.

Ustvarjajo se predpogoji za tretjo rekombinacijo genetskega materiala - številne kromatide so mozaične in njihova lega na ekvatorju določa, na kateri pol se bodo premaknile v prihodnosti. Vretenasti filamenti so pritrjeni na centromere kromatid.

Anafaza 2 (2n2с). Pride do delitve dvokromatidnih kromosomov na kromatide in razhajanja teh sestrskih kromatid na nasprotna pola celice (v tem primeru postanejo kromatide neodvisni enokromatidni kromosomi) in pride do tretje rekombinacije genetskega materiala.

Telofaza 2 (1n1c v vsaki celici). Kromosomi dekondenzirajo, nastanejo jedrske membrane, uničijo se vretenasti filamenti, pojavijo se nukleoli in citoplazma se deli (citotomija), da na koncu nastanejo štiri haploidne celice.

Biološki pomen mejoze.

Mejoza je osrednji dogodek gametogeneze pri živalih in sporogeneze pri rastlinah. Z njegovo pomočjo se ohranja konstantnost kromosomskega nabora - po zlitju gameta se njegova podvojitev ne pojavi. Zahvaljujoč mejozi nastanejo genetsko različne celice, saj V procesu mejoze pride do rekombinacije genetskega materiala trikrat: zaradi crossing overja (profaza 1), zaradi naključne, neodvisne divergence homolognih kromosomov (anafaza 1) in zaradi naključne divergence kromatid (anafaza 2).

Amitoza – neposredna delitev interfazno jedro s konstrikcijo brez spiralizacije kromosoma, brez nastanka vretena. Hčerinske celice imajo drugačen genetski material. Lahko je omejeno le na delitev jedra, ki vodi v nastanek dvo- in večjedrnih celic. Opisano za starajoče se, patološko spremenjene in propadle celice. Po amitozi se celica ne more vrniti v normalni mitotični cikel. Običajno ga opazimo v visoko specializiranih tkivih, v celicah, ki se jim ni treba več deliti - v epiteliju, jetrih.

Gametogeneza. Gamete se tvorijo v spolnih žlezah - spolne žleze. Proces razvoja gamete se imenuje gametogeneza. Proces nastajanja semenčic se imenuje spermatogeneza, in tvorba jajčnih celic je oogeneza (oogeneza). Predhodniki gameta - gametociti nastanejo na zgodnje faze razvoj zarodka izven spolnih žlez, nato pa migrirajo vanje. V spolnih žlezah obstajajo tri različna področja (ali cone) - cona razmnoževanja, cona rasti in cona zorenja zarodnih celic. V teh conah potekajo faze razmnoževanja, rasti in zorenja gametocitov. V spermatogenezi je še ena faza - faza nastajanja.

Faza razmnoževanja. Diploidne celice v tem območju spolnih žlez (gonad) se večkrat delijo z mitozo. Poveča se število celic v spolnih žlezah. Imenujejo se oogonia in spermatogonija.

Faza rasti. V tej fazi rastejo spermatogoniji in oogoniji ter pride do replikacije DNA. Nastale celice imenujemo Oociti 1. reda in spermatociti 1. reda z naborom kromosomov in DNK 2n4s.

Faza zorenja. Bistvo te faze je mejoza. Gametociti prvega reda vstopijo v prvo mejotsko delitev. Posledično nastanejo gametociti 2. reda (n2c), ki vstopijo v drugo mejotsko delitev in nastanejo celice s haploidnim nizom kromosomov (nc) - jajčeca in okrogle spermatide. Spermatogeneza vključuje tudi faza nastajanja, med katerim se spermatide spremenijo v spermatozoide.

Spermatogeneza. Med puberteto se diploidne celice v semenskih tubulih testisov mitotično delijo, kar povzroči nastanek veliko več majhne celice, poklical spermatogonija. Nekatere od nastalih celic se lahko ponovijo mitotske delitve, kar povzroči nastanek istih celic spermatogonije. Drugi del se preneha deliti in se poveča v velikosti, vstopi v naslednjo fazo spermatogeneze - fazo rasti.

Sertolijeve celice zagotavljajo mehansko zaščito, podporo in prehrano razvijajočim se gametam. Spermatogoniji, ki so se povečali, se imenujejo Spermatociti 1. reda. Faza rasti ustreza interfazi 1 mejoze, tj. Med tem procesom se celice pripravijo na mejozo. Glavna dogodka faze rasti sta replikacija in kopičenje DNA hranila.

Spermatociti 1. reda ( 2n4s) vstopijo v prvo (redukcijsko) delitev mejoze, po kateri nastanejo spermatociti 2. reda ( n2c). Spermatociti 2. reda vstopijo v drugo (enakovredno) delitev mejoze in nastanejo okrogle spermatide ( nc). Iz enega spermatocita prvega reda nastanejo štiri haploidne spermatide. Za fazo nastajanja je značilno, da so prvotno sferične spermatide podvržene vrsti kompleksnih transformacij, zaradi katerih nastanejo spermiji.

Pri človeku se spermatogeneza začne v puberteti, obdobje nastajanja semenčic je tri mesece, tj. sperma se obnavlja vsake tri mesece. Spermatogeneza poteka neprekinjeno in sinhrono v milijonih celic.

Struktura sperme. Sperma sesalcev je oblikovana kot dolga nit.

Dolžina človeške sperme je 50-60 mikronov. Strukturo sperme lahko razdelimo na "glavo", "vrat", vmesni del in rep. Glava vsebuje jedro in akrosom. Jedro vsebuje haploiden nabor kromosomov. Akrosom (modificiran Golgijev kompleks) je organel, ki vsebuje encime, ki se uporabljajo za raztapljanje membran jajčeca. V vratu sta dva centriola, v vmesnem delu pa mitohondriji. Rep predstavlja ena, pri nekaterih vrstah dve ali več flagel. Flagellum je organel gibanja in je po strukturi podoben bičkom in migetalkam praživali. Za gibanje bičkov se uporablja energija makroergičnih vezi ATP, sinteza ATP poteka v mitohondrijih. Semenčico je leta 1677 odkril A. Leeuwenhoek.

Oogeneza.

Za razliko od tvorbe sperme, ki se pojavi šele po puberteti, se proces tvorbe jajčec pri ljudeh začne v embrionalnem obdobju in poteka občasno. V zarodku sta v celoti uresničeni fazi razmnoževanja in rasti ter začne se faza zorenja. Ko se deklica rodi, njeni jajčniki vsebujejo na stotine tisoče jajčnih celic prvega reda, ustavljenih, "zamrznjenih" na stopnji diplotene profaze 1 mejoze.

Med puberteto se bo mejoza nadaljevala: približno vsak mesec bo pod vplivom spolnih hormonov eden od oocitov 1. reda (redko dva) dosegel metafaza 2 mejoze in v tej fazi ovulirajo. Mejoza se lahko zaključi le pod pogojem oploditve, penetracije sperme; če do oploditve ne pride, oocit 2. reda odmre in se izloči iz telesa.

Oogeneza poteka v jajčnikih in je razdeljena na tri faze – razmnoževanje, rast in zorenje. Med reproduktivno fazo se diploidna oogonia večkrat deli z mitozo. Faza rasti ustreza interfazi 1 mejoze, tj. Med njim se celice pripravijo na mejozo, celice se močno povečajo zaradi kopičenja hranil. Glavni dogodek faze rasti je replikacija DNK. V fazi zorenja se celice delijo z mejozo. Med prvo mejotsko delitvijo se imenujejo oociti 1. reda. Kot rezultat prve mejotske delitve nastaneta dve hčerinski celici: majhna, imenovana prvo polarno telo, in večje – Oocit 2. reda.

Druga delitev mejoze doseže metafazo 2, na tej stopnji pride do ovulacije - oocit zapusti jajčnik in vstopi v jajcevod.

Če semenčica prodre v jajčno celico, se druga mejotična delitev zaključi s tvorbo jajčeca in drugega polarnega telesca ter prva polarnega telesca s tvorbo tretjega in četrtega polarnega telesca. Tako se zaradi mejoze iz ene jajčne celice 1. reda oblikuje en oocit in tri polarna telesca.

Struktura jajc. Oblika jajc je običajno okrogla. Velikosti jajčec so zelo različne - od nekaj deset mikrometrov do nekaj centimetrov (človeško jajčece je približno 120 mikronov). Strukturne značilnosti jajc vključujejo: prisotnost membran, ki se nahajajo na vrhu plazemske membrane; in prisotnost v citoplazmi več

ali manj velika količina rezervna hranila. Pri večini živali imajo jajčeca dodatne membrane, ki se nahajajo na vrhu citoplazemske membrane. Glede na izvor so: primarne, sekundarne in terciarne lupine. Primarne membrane nastanejo iz snovi, ki jih izločajo oociti in po možnosti folikularne celice. Plast nastane v stiku s citoplazemsko membrano jajčeca. Opravlja zaščitno funkcijo, zagotavlja vrstno specifičnost prodiranja sperme, t.j. ne dovoljuje, da bi semenčice drugih vrst prodrle v jajce. Pri sesalcih se ta membrana imenuje sijoče. Sekundarne lupine tvorijo izločki folikularne celice jajčnik. Nimajo jih vsa jajca. Sekundarna lupina jajčec žuželk vsebuje kanal - mikropil, skozi katerega semenčica prodre v jajčece. Terciarne lupine nastanejo zaradi delovanja posebnih žlez jajcevodov. Na primer, iz izločkov posebnih žlez se pri pticah in plazilcih tvorijo beljakovine, podlupina pergamenta, lupina in nadlupina.

Sekundarne in terciarne membrane se praviloma oblikujejo v živalskih jajcih, katerih zarodki se razvijejo med zunanje okolje. Ker se sesalci razvijajo znotraj maternice, imajo njihova jajčeca samo primarno, briljantno lupina, na vrhu katere se nahaja sijoča ​​krona- plast folikularnih celic, ki dovajajo hranila v jajčece.

V jajcih se kopiči zaloga hranilnih snovi, ki se imenuje rumenjak. Vsebuje maščobe, ogljikove hidrate, RNK, minerale, beljakovine, od tega največ lipoproteinov in glikoproteinov. Rumenjak je v citoplazmi običajno v obliki rumenjakovih zrnc. Količina hranilnih snovi, nakopičenih v jajčecu, je odvisna od pogojev, v katerih se razvija zarodek. Torej, če se razvoj jajčeca pojavi zunaj materinega telesa in vodi do nastanka velikih živali, potem lahko rumenjak predstavlja več kot 95% volumna jajčeca. Jajca sesalcev, ki se razvijejo v materinem telesu, vsebujejo majhno količino rumenjaka - manj kot 5%, saj zarodki od matere prejmejo hranila, potrebna za razvoj.

Glede na količino rumenjaka ločimo naslednje vrste jajc: alecital(ne vsebujejo rumenjaka ali imajo majhno količino rumenjakovih vključkov - sesalci, ploščati črvi); izolecital(z enakomerno porazdeljenim rumenjakom – suličnik, morski ježek); zmerno telolecitalen(z neenakomerno porazdeljenim rumenjakom – ribe, dvoživke); ostro telolecitalen(rumenjak vzame večina, in le majhno območje citoplazme na živalskem polu je brez tega - ptice).

Zaradi kopičenja hranilnih snovi jajčeca razvijejo polarnost. Nasprotni poli se imenujejo vegetativno in živalski. Polarizacija se kaže v tem, da se spremeni lokacija jedra v celici (se premakne proti živalskemu polu), pa tudi v porazdelitvi citoplazemskih vključkov (v mnogih jajcih se količina rumenjaka poveča od živalskega do vegetativnega pola). ).

Človeško jajce je leta 1827 odkril K.M. Baer.

Gnojenje. Oploditev je proces zlitja zarodnih celic, ki vodi v nastanek zigote. Sam proces oploditve se začne v trenutku stika med semenčico in jajčecem. V trenutku takega stika se plazemska membrana akrosomskega izrastka in sosednji del membrane akrosomskega vezikla raztopita, encim hialuronidaza in druge biološko aktivne snovi, ki jih vsebuje akrosom, se sprostijo in raztopijo del jajčne membrane. . Najpogosteje se semenčica popolnoma umakne v jajčece, včasih biček ostane zunaj in se zavrže. Od trenutka, ko semenčica prodre v jajčece, gamete prenehajo obstajati, saj tvorijo eno celico - zigoto. Jedro semenčice nabrekne, njegov kromatin se zrahlja, jedrna membrana se raztopi in se spremeni v moški pronukleus. To se zgodi sočasno z zaključkom druge mejotske delitve jajčnega jedra, ki se je nadaljevala zaradi oploditve. Postopoma se jedro jajčeca spremeni v ženski pronukleus. Pronukleusi se premaknejo v središče jajčeca, pride do replikacije DNK in po njihovi fuziji nabor kromosomov in DNK zigote postane 2n4c. Združitev pronukleusov predstavlja samo oploditev. Tako se oploditev konča s tvorbo zigote z diploidnim jedrom.

Glede na število osebkov, ki sodelujejo pri spolnem razmnoževanju, jih ločimo: navzkrižno oploditev - oploditev, pri kateri nastanejo gamete različni organizmi; samooploditev – oploditev, pri kateri se združijo gamete, ki jih tvori isti organizem (trakulje).

Partenogeneza– deviško razmnoževanje, ena od oblik spolnega razmnoževanja, pri kateri ne pride do oploditve in se iz neoplojenega jajčeca razvije nov organizem. Najdemo ga pri številnih rastlinskih vrstah, nevretenčarjih in vretenčarjih, razen pri sesalcih, pri katerih partenogenetski zarodki odmrejo v zgodnjih fazah embriogeneze. Partenogeneza je lahko umetna ali naravna.

Umetno partenogenezo povzroči človek tako, da z vplivom na jajčece aktivira različne snovi, mehansko draženje, povišana temperatura itd.

Pri naravni partenogenezi se jajčece začne cepiti in razvijati v zarodek brez sodelovanja semenčice, le pod vplivom notranjih oz. zunanji razlogi. pri trajno (obvezno) pri partenogenezi se jajčeca razvijejo samo partenogenetsko, na primer pri kavkaških kamnitih kuščarjih. Vse živali te vrste so samo samice. neobvezno Pri partenogenezi se zarodki razvijajo partenogenetsko in spolno. Klasičen primer je, da je pri čebelah spermateka matice zasnovana tako, da lahko leže oplojena in neoplojena jajčeca, iz neoplojenih pa se razvijejo troti. Oplojena jajčeca se razvijejo v ličinke čebel delavk - nerazvite samice ali v matice - odvisno od narave prehrane ličink. pri ciklično

Mejoza - vrsta mitoze, zaradi katere nastanejo haploidne gamete (1n) iz diploidnih (2n) somatskih celic spolnih žlez. Med oploditvijo se jedra gamete zlijejo in diploidni nabor kromosomov se obnovi. Tako mejoza zagotavlja, da nabor kromosomov in količina DNK ostaneta konstantna za vsako vrsto.

Kot rezultat mejoza Ištevilo kromosomov se prepolovi ( redukcijska delitev);

pri mejozi II celična haploidija se ohrani (enačna delitev). Celice, ki vstopajo v mejozo, vsebujejo genetske informacije 2n2xp.

V profazi mejoze I Pride do postopne spiralizacije kromatina s tvorbo kromosomov. Homologni kromosomi se združijo in nastanejo splošna struktura, sestavljen iz dveh kromosomov (dvovalentni) in štirih kromatid (tetrad).

Stik dveh homolognih kromosomov vzdolž celotne dolžine se imenuje konjugacija.

Nato se med homolognimi kromosomi pojavijo odbojne sile in kromosomi se najprej ločijo na centromerah, ostanejo povezani na krakih in tvorijo križnice (chiasmata). Razhajanje kromatid se postopoma povečuje, križišča se pomikajo proti njihovim koncem.

Med procesom konjugacije lahko pride do izmenjave regij med nekaterimi kromatidami homolognih kromosomov - prečkati, kar vodi do rekombinacije genskega materiala. Do konca profaze se jedrska ovojnica in nukleoli raztopijo in nastane akromatsko vreteno. Vsebnost genskega materiala ostaja enaka (2n2хр).

1)V metafazi V mejozi I se dvovalenti kromosomov nahajajo v ekvatorialni ravnini celice. V tem trenutku njihova spiralizacija doseže svoj maksimum. Vsebnost genskega materiala se ne spremeni (2n2xr).

2) V anafazi Homologni kromosomi mejoze I, sestavljeni iz dveh kromatid, se končno odmaknejo drug od drugega in se razhajajo do polov celice. Posledično iz vsakega para homolognih kromosomov pride v hčerinsko celico le eden - število kromosomov se prepolovi (pride do redukcije). Vsebnost genskega materiala postane 1n2xp na vsakem polu.

3) V telofazi Nastanejo jedra in razdeli se citoplazma – nastaneta dve hčerinski celici. Hčerinske celice vsebujejo haploiden nabor kromosomov, vsak kromosom vsebuje dve kromatidi (1n2хр).

Biološki pomen mejoze:

1) je glavna stopnja gametogeneze;

2) zagotavlja prenos genetske informacije iz organizma v organizem med spolnim razmnoževanjem;

3) hčerinske celice niso genetsko enake materi in druga drugi.

Tako se zaradi mejoze iz ene diploidne matične celice oblikujejo 4 celice s haploidnim nizom kromosomov. Poleg tega v profazi mejoze I pride do rekombinacije genetskega materiala (crossing over), v anafazi I in II pa se kromosomi in kromatide naključno premaknejo na en ali drugi pol. Ti procesi so vzrok kombinacijske variabilnosti.

18: Nespolno razmnoževanje živih organizmov:

Nespolno razmnoževanje vključuje enega posameznika celični mehanizem je mitoza.

Metode nespolnega razmnoževanja:

1) Celična delitev - značilna samo za enocelične organizme (glive...)

1. Monotomija

2. Palintamy

3. Shizogonija

4. Anizotomija

2) Fragmentacija – osnova je proces regeneracije, t.j. obnova izgubljenih organov ali njihovih delov. (črv)

3) Brstenje – značilno za bakterije, glive, koelenterate in plaščarje).

4) Sporulacija je razmnoževanje s sporami. (bakterije, višje in nižje rastline)
Obstajajo spori: 1. Zoospore (gibljive)

Ta članek vam bo pomagal podrobno preučiti proces ene od oblik delitve diploidne celice, in sicer sheme mejoze. V njem boste izvedeli, iz koliko faz je sestavljen ta proces, kakšne značilnosti ima posamezna faza, v kateri fazi pride do konjugacije kromosomov, kaj je crossing over in kakšna je učinkovitost posamezne faze delitve.

Pomen pojma "mejoza"

Ta oblika delitve je značilna predvsem za celice reproduktivnega sistema, in sicer za jajčnike in semenčice. S pomočjo mejoze iz diploidne matične celice nastanejo štiri haploidne gamete z n naborom kromosomov.

Postopek je sestavljen iz dveh stopenj:

• Redukcija, mejoza 1 - sestoji iz štirih faz: profaze, metafaze, anafaze in telofaze. Prva delitev mejoze se konča s tvorbo dveh haploidnih celic iz diploidne celice.
• Stopnja enačbe, mejoza 2 , je proceduralno podobna mitozi. Za to stopnjo je značilna ločitev sestrskih kromosomov in njihova razhajanje na različne pole.

Vsaka stopnja je sestavljena iz štirih zaporednih faz, ki gladko prehajajo ena v drugo. Med obema stopnjama delitve praktično ni interfaze, zato se ponavljajoči proces replikacije DNA ne pojavi.

riž. 1. Shema prve delitve mejoze.

Značilnost prve stopnje delitve je profaza 1, ki je sestavljena iz petih ločenih stopenj. Razlago procesov, ki se pojavljajo v vsakem od njih, najdete v spodnji tabeli. Med profazo 1 se kromosomi skrajšajo zaradi spiralizacije. Homologni kromosomi so med seboj tako tesno povezani, da pride do procesa konjugacije (združevanje in združevanje delov kromosomov).

V tem času se lahko nekateri deli nesestrskih kromosomov izmenjujejo med seboj, ta proces se imenuje križanje.

riž. 2. Shema druge mejotske delitve.

Tabela faz mejoze

Faza	Posebnosti
Profaza 1	Sestavljen je iz petih stopenj: Leptoten(tanke niti) - namesto kromatinskih zrnc se pojavijo tanke niti kromosomov; Zigoten(kombinacija niti) - pride do procesa konjugacije; Pachytena(debele niti) - značilno je prečkanje odsekov kromosomov; Diplotena(dvojne niti) - vidne so hiazme in kromatide; Diakineza– kromosomi se skrajšajo, centromere se odbijajo, jedrne membrane in jedro se raztopijo in nastane vreteno.
Metafaza 1	Kromosomi se vrstijo na ekvatorju vretena, medtem ko je usmerjenost centromer proti polom povsem naključna.
Anafaza 1	Homologni kromosomi se premaknejo na različne poli, medtem ko so sestrski kromosomi še vedno povezani na centromeri.
Telofaza 1	Konec telofaze je označen z despiralizacijo kromosomov in nastankom nove jedrske ovojnice.
Profaza 2	Novo fisijsko vreteno se obnovi, jedrska membrana se raztopi.
Metafaza 2	Kromosomi se poravnajo v ekvatorialnem delu vretena.
Anafaza 2	Centromeri se razcepijo in kromatide premaknejo na nasprotna pola.
Telofaza 2	Iz enega haploidnega jedra nastaneta dve s haploidnim nizom, znotraj katerih je ena kromatida.

Kot rezultat te delitve se iz ene diploidne celice oblikujejo štiri gamete s haploidnim nizom. Gensko gledano ima vsaka od štirih celic svojo posebno genetsko vsebino.

TOP 4 člankiki berejo skupaj s tem

riž. 3. Shema gametogeneze.

Postopek križanja ni tipičen za mejozo 2, saj pride do izmenjave odsekov med kromosomi v profazi prve delitve.

Kaj smo se naučili?

Celična delitev spolnih žlez poteka z mejozo, ki je sestavljena iz dveh faz delitve. Vsaka stopnja ima štiri faze: profazo, metafazo, anafazo in telofazo. Značilnost prve stopnje delitve je nastanek dveh celic s haploidnim nizom kromosomov. Kot rezultat druge delitve je število nastalih gamet štiri.

Test na temo

Ocena poročila

Povprečna ocena: 4.1. Skupaj prejetih ocen: 206.

Mejoza je proces delitve jeder zarodnih celic med njihovo pretvorbo v gamete. Mejoza vključuje dve delitvi celic, imenovani mejoza I in mejoza II. Vsaka od teh delitev je formalno sestavljena iz istih stopenj kot mitoza: profaza, metafaza, anafaza in telofaza.

Prva mejotska delitev je redukcija. Iz ene celice z diploidnim nizom kromosomov nastaneta dva s haploidnim nizom.

· Leptoten. Faza tankih niti. Povečanje jedra (diploidni nabor kromosomov), začne se spiralizacija kromosomov.

· Zigoten. Konjugacija homolognih kromosomov.

· Pachytena. Stopnja debelih filamentov. Bivalent (konjugacija kromosomov) je sestavljen iz 4 kromatid. Število bivalentov je enako haploidnemu nizu. Pride do nadaljnje spiralizacije. Prečkati.

· Diplotena. Nastanejo odbojne sile. Kromosomska divergenca (začne se na centromeri). V vsaki kiazmi (kraj, kjer pride do crossing overja) se deli kromatid zamenjajo. Kromosomi se spiralno skrajšajo.

· Diakineza. Največja spiralizacija, skrajšanje in zgostitev kromosomov. Jedrce in jedrna ovojnica se raztopita. Centrioli se razhajajo proti poloma.

Metafaza 1. Bivalenti kromosomov se nahajajo vzdolž ekvatorja celičnega delitvenega vretena in tvorijo metafazno ploščo. Vretenske niti so pritrjene na kromosome.

Anafaza 1. Kromosomi se premikajo proti polom vretena. Hčerinske celice prejmejo samo en par homolognih kromosomov.

Telofaza 1. Število kromosomov v vsaki celici postane haploidno. Vklopljeno kratek čas nastane jedrna ovojnica, kromosomi despirirajo in jedro postane interfazno. Nato v živalski celici pride do delitve citoplazme, v rastlinski celici pa do tvorbe celične stene.

Interfaza 2. (samo v živalskih celicah). V sintetičnem obdobju ne pride do replikacije DNK.

Druga mejotska delitev je enačna. Izgleda kot mitoza. Iz kromosomov, ki imajo dve kromatidi, nastanejo kromosomi, sestavljeni iz ene kromatide.

Profaza 2. Kromosomi se zgostijo in skrajšajo. Jedrce in jedrna ovojnica se raztopita. Nastane fisijsko vreteno.

Metafaza 2. Kromosomi se razporedijo vzdolž ekvatorja. Filamenti akromatinskega vretena segajo proti polom. Nastane metafazna plošča.

Anafaza 2. Centromeri se delijo in s seboj vlečejo kromosome (proti nasprotnim polom).

Telofaza 2. Kromosomi despirirajo in postanejo nevidni. Niti vretena izginejo. Okoli jeder se oblikuje jedrska ovojnica. Jedra vsebujejo haploidni niz. Pride do delitve citoplazme/tvorbe celične stene. Iz ene prvotne celice - 4 haploidne.

Pomen mejoze:

1. Ohranjanje konstantnega števila kromosomov.

2. Mejoza proizvaja velika številka nove kombinacije nehomolognih kromosomov.

3. Med postopkom križanja pride do rekombinacije genskega materiala.

Razlike med mitozo in mejozo.

Pri mitozi: 1) med procesom mitoze pride do samo ene celične delitve;

2) DNK se sintetizira pred delitvijo celice, v interfazi (v S-periodi interfaze);

3) profaza traja kratek čas;

4) v profazi ne pride do konjugacije in crossing overja;

5) v metafazi se vzdolž ekvatorja nahajajo ločeni kromosomi, sestavljeni iz dveh kromatid;

6) najprej se ločijo kromatidne krake;

7) v anafazi se centromeri delijo in kromatide premaknejo na poli;

8) zaradi mitoze število kromosomov v celici ostane nespremenjeno;

9) mitoza se pojavi v haploidnih, diploidnih in poliploidnih celicah;

10) se pojavi med nastajanjem somatskih celic, pa tudi med nastajanjem gamet v rastlinah (v katerih pride do menjave generacij).

Pri mejozi: 1) med procesom mejoze pride do dveh delitev (prva in druga delitev mejoze);

2) DNK se sintetizira šele pred prvo mejotsko delitvijo. Med prvo in drugo mejotsko delitvijo ne pride do replikacije DNA;

3) profaza-I traja zelo dolgo in je razdeljena na 5 stopenj;

4) med profazo se homologni kromosomi konjugirajo in lahko izmenjujejo dele (pride do križanja);

5) v metafazi I vzdolž ekvatorja celice niso nameščeni posamezni kromosomi, temveč pari konjugiranih kromosomov - bivalenti. V metafazi II se kromosomi nahajajo vzdolž ekvatorja celice;

6) odbojna sila se manifestira v območju centromere;

7) centromere se delijo šele v drugi delitvi mejoze; kromatide se ločijo šele v drugi delitvi mejoze;

8) število kromosomov v celici po mejozi se prepolovi;

9) pojavlja se samo v diploidnih in poliploidnih celicah;

10) se pojavi med gameto- in sporogenezo.

12. Progeneza. Spermatogeneza. Citološke in citogenetske značilnosti procesa. Zgradba testisa sesalca. sperma. Razmerje med strukturo in funkcijo.

Progeneza- proces zorenja zarodnih celic, dokler telo ne doseže odraslega stanja.

Spermatogeneza– tvorba zarodnih celic v spolnih žlezah pri moških.

Do pubertete se nekatere celice diferencirajo v spermatocite prvega reda. Mejoza 1. reda. Po zaključku je spermatocit 1. reda oblikoval dva spermatocita drugega reda, od katerih ima vsak dvojni niz haploidnih kromosomov. V mejozi 2 se vsak spermatocit drugega reda razdeli, da tvorita dve spermatidi. Spermatid se diferencira v semenčice. Spermatogeneza pri moških je stalen proces.

Testisi– moške parne spolne žleze, ki proizvajajo reproduktivne produkte in spolne hormone. Pri placentnih sesalcih so vzeti izven telesne votline in se nahajajo v posebnem organu - mošnjici v povezavi z visoka temperatura telesa. Pri sesalcih je površina testisa prekrita z membranami. Notranjost vezivnega tkiva razdeljen na segmente. Vsak lobulus vsebuje zavit seminiferni tubul. Zaviti tubul je valjasta cev, ki se na eni strani slepo konča, na drugi pa je povezana z ravnimi tubuli. Steno tubula tvorijo Sertolijeve celice (celice epitelnega izvora). Sertolijeve celice so velike, njihovo jedro je premaknjeno na zunanji del, citoplazma pa je obrnjena proti lumnu tubula. Predstavlja sincicijsko osnovo za razvoj zarodnih celic.

Razvoj sperme poteka v zavitih semenskih tubulih. Ta razvoj poteka valovito, tako po dolžini kot po prerezu, in sicer so na topem koncu celice v zgodnjih fazah razvoja, bližje lumnu pa so zrele semenčice. V prerezu je mogoče zaznati zaporedne generacije zarodnih celic, od spermatogonije v Sertolijevih celicah do pripravljene sperme v središču tubula.

sperma- moški spolna celica, moška spolna celica, ki služi za oploditev ženske spolne celice, jajčeca.

· Glavica človeškega semenčka ima ob straneh stisnjeno obliko elipsoida, na eni strani je majhna jamica, zato ljudje včasih govorijo o "žličasti" obliki glavice semenčice pri človeku. . Glava sperme vsebuje naslednje: celične strukture:

1. Jedro, ki nosi en niz kromosomov. Takšno jedro imenujemo haploidno. Po zlitju semenčice in jajčeca (katerega jedro je prav tako haploidno) nastane zigota - nov diploiden organizem, ki nosi materine in očetove kromosome. Med spermatogenezo (razvojom semenčic) nastaneta dve vrsti semenčic: tiste s kromosomom X in tiste s kromosomom Y. Ko je jajčece oplojeno s semenčico, ki nosi X, nastane ženski zarodek. Ko je jajčece oplojeno s semenčico, ki nosi Y, nastane moški zarodek. Jedro sperme je veliko manjše od jeder drugih celic, kar je v veliki meri posledica edinstvene organizacije strukture kromatina sperme (glej protamine). Zaradi močne kondenzacije je kromatin neaktiven - RNA se ne sintetizira v jedru sperme.

2. Akrosom - modificiran lizosom - membranski vezikel, ki nosi litične encime - snovi, ki raztopijo membrano jajčeca. Akrosom zavzema približno polovico volumna glave in je približno enak velikosti jedra. Leži pred jedrom in pokriva polovico jedra (zato akrosom pogosto primerjamo s kapico). Ob stiku z jajčecem akrosom sprosti svoje encime navzven in raztopi majhen odsek jajčne membrane ter tako ustvari majhen »prehod« za prodiranje semenčic. Akrosom vsebuje približno 15 litičnih encimov, od katerih je glavni akrozin.

3. Centrosom je središče za organizacijo mikrotubulov, zagotavlja gibanje repa sperme in je domnevno vpleten tudi v združevanje jeder zigote in prvo celično delitev zigote.

· Za glavico je tako imenovani »srednji del« semenčice. Iz glave srednji del ločuje majhno zožitev - "vrat". Rep se nahaja za srednjim delom. Skozi celoten srednji del semenčice poteka citoskelet flageluma, ki ga sestavljajo mikrotubule. V srednjem delu okoli citoskeleta bička je mitohondrij - velikanski mitohondrij sperme. Mitohondriji imajo spiralno obliko in se zdi, kot da se ovijajo okoli citoskeleta bička. Mitohondrij opravlja funkcijo sinteze ATP in s tem zagotavlja gibanje flageluma.

· Rep ali flagellum se nahaja za srednjim delom. Tanjši je od srednjega dela in precej daljši od njega. Rep je organ gibanja semenčic. Njegova zgradba je značilna za evkariontske celične bičke.

Spolno razmnoževanje živali, rastlin in gliv je povezano s tvorbo specializiranih zarodnih celic.
Mejoza- posebna vrsta celične delitve, pri kateri nastanejo spolne celice.
Za razliko od mitoze, pri kateri se ohrani število kromosomov, ki jih sprejmejo hčerinske celice, se med mejozo število kromosomov v hčerinskih celicah prepolovi.
Proces mejoze je sestavljen iz dveh zaporednih celičnih delitev - mejoza I(prva divizija) in mejoza II(druga divizija).
Do podvajanja DNK in kromosomov pride šele pred mejoza I.
Kot rezultat prve delitve mejoze, imenovane redukcionist, celice nastanejo s prepolovljenim številom kromosomov. Druga delitev mejoze se konča s tvorbo zarodnih celic. Torej vse somatske celice organizem vsebuje dvojni, diploidni (2n), niz kromosomov, kjer ima vsak kromosom seznanjen, homologen kromosom. Zrele spolne celice imajo samo samski, haploiden (n), nabor kromosomov in s tem polovica količine DNK.

Faze mejoze

Med profaza I Dvojni kromosomi mejoze so jasno vidni pod svetlobnim mikroskopom. Vsak kromosom je sestavljen iz dveh kromotidov, ki sta med seboj povezani z eno samo centromero. Med procesom spiralizacije se dvojni kromosomi skrajšajo. Homologni kromosomi so vzdolžno tesno povezani med seboj (kromatida do kromatide) ali, kot pravijo, konjugat. V tem primeru se kromatide pogosto križajo ali zvijajo ena okoli druge. Nato se homologni dvojni kromosomi začnejo odrivati ​​drug od drugega. Na mestih križanja kromatid pride do prečnih zlomov in zamenjav njihovih delov. Ta pojav se imenuje križanje kromosomov. Istočasno, tako kot pri mitozi, jedrska membrana razpade, nukleolus izgine in nastanejo vretenasti filamenti. Razlika med profazo I mejoze in profazo mitoze je konjugacija homolognih kromosomov in medsebojna izmenjava odsekov med procesom križanja kromosomov.
Značilen znak metafaza I- razporeditev v ekvatorialni ravnini celice homolognih kromosomov, ki ležijo v parih. Temu sledi anafaza I, med katerim se celotni homologni kromosomi, od katerih je vsak sestavljen iz dveh kromatid, premaknejo na nasprotna pola celice. Zelo pomembno je poudariti eno značilnost kromosomske divergence na tej stopnji mejoze: homologni kromosomi vsakega para se naključno ločijo, ne glede na kromosome drugih parov. Vsak pol ima na koncu polovico manj kromosomov, kot jih je bilo v celici na začetku delitve. Potem pride telofaza I, med katerim nastaneta dve celici s prepolovljenim številom kromosomov.
Interfaza je kratka, ker ne pride do sinteze DNA. Temu sledi druga mejotska delitev ( mejoza II). Od mitoze se razlikuje le po tem, da se število kromosomov v metafaza II polovica števila kromosomov v metafazi mitoze v istem organizmu. Ker je vsak kromosom sestavljen iz dveh kromatid, se v metafazi II centromere kromosomov delijo, kromatide pa se premaknejo proti polom, ki postanejo hčerinski kromosomi. Šele zdaj se začne prava medfaza. Iz vsake začetne celice nastanejo štiri celice s haploidnim naborom kromosomov.

Raznolikost gamete

Razmislite o mejozi celice, ki ima tri pare kromosomov ( 2n = 6). V tem primeru po dveh mejotskih delitvah nastanejo štiri celice s haploidnim naborom kromosomov ( n=3). Ker se kromosomi vsakega para razpršijo v hčerinske celice neodvisno od kromosomov drugih parov, je enako verjetna tvorba osmih vrst gamet z različnimi kombinacijami kromosomov, prisotnih v prvotni matični celici.
Še večjo pestrost gamet zagotavlja konjugacija in križanje homolognih kromosomov v profazi mejoze, kar je zelo velikega splošnega biološkega pomena.

Biološki pomen mejoze

Če v procesu mejoze ne bi prišlo do zmanjšanja števila kromosomov, bi se v vsaki naslednji generaciji s fuzijo jeder jajčeca in semenčice število kromosomov povečevalo za nedoločen čas. Zahvaljujoč mejozi dobijo zrele zarodne celice haploidno (n) število kromosomov, med oploditvijo pa značilnost te vrste diploidno (2n) število. Med mejozo homologni kromosomi končajo v različnih zarodnih celicah, med oploditvijo pa se združevanje homolognih kromosomov ponovno vzpostavi. Posledično sta za vsako vrsto zagotovljena popolna diploidna garnitura kromosomov in stalna količina DNA.
Križanje kromosomov, ki se pojavi v mejozi, izmenjava odsekov, pa tudi neodvisna divergenca vsakega para homolognih kromosomov določajo vzorce dednega prenosa lastnosti od staršev do potomcev. Od vsakega para dveh homolognih kromosomov (materinega in očetovega), ki sta bila del kromosomske garniture diploidnih organizmov, haploidna garnitura jajčeca ali semenčice vsebuje samo en kromosom. Lahko je:

• očetov kromosom;
• materin kromosom;
• očetovsko z materinsko področje;
• materini z očetovo parcelo.

Ti procesi nastanka velikega števila kvalitativno različnih zarodnih celic prispevajo k dedni variabilnosti.
V nekaterih primerih zaradi motenj v procesu mejoze z neločevanjem homolognih kromosomov zarodne celice morda nimajo homolognega kromosoma ali pa imajo, nasprotno, oba homologna kromosoma. To vodi do hudih motenj v razvoju organizma ali do njegove smrti.