Ta članek bo pomagal podrobno preučiti proces prehoda skozi eno od oblik diploidne celične delitve, in sicer s shemo mejoze. V njem boste izvedeli, iz koliko faz je ta proces sestavljen, 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 materine diploidne celice nastanejo štiri haploidne gamete z n nizi 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 iz ene v drugo. Med obema fazama 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 dogajajo na vsakem od njih, boste našli v nadaljevanju tabele. Med profazo 1 se kromosomi skrajšajo s spiralo. Homologni kromosomi so med seboj tako tesno povezani, da pride do procesa konjugacije (konvergence in fuzije odsekov 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: Leptotena(tanki filamenti) - namesto kromatinskih zrnc se pojavijo tanki filamenti kromosomov; Zygoten(združevanje niti) - poteka proces konjugacije; pahiten(debeli filamenti) - značilno je križanje odsekov kromosomov; Diploten(dvojne niti) - vidne so kiazme in kromatide; diakineza Kromosomi se skrajšajo, centromere se odbijajo, jedrske membrane in nukleolus se raztopijo in nastane cepitveno vreteno.
Metafaza 1	Kromosomi se vrstijo na ekvatorju vretena, medtem ko je usmerjenost centromer proti polima popolnoma naključna.
Anafaza 1	Homologni kromosomi se premaknejo na različne polove, medtem ko so sestrski kromosomi še vedno povezani s centromero.
Telofaza 1	Konec telofaze zaznamuje despiralizacija kromosomov in nastanek nove jedrske ovojnice.
Profaza 2	Obnovi se novo delitveno vreteno, jedrska membrana se raztopi.
Metafaza 2	Kromosomi se poravnajo na ekvatorialnem delu vretena.
Anafaza 2	Centromeri se razcepijo in kromatide se premaknejo proti nasprotnim polom.
Telofaza 2	Iz enega haploidnega jedra nastaneta dve s haploidnim nizom, znotraj katerih je ena kromatida.

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

TOP 4 člankiki berejo skupaj s tem

riž. 3. Shema gametogeneze.

Postopek prehajanja mejoze 2 ni značilen, saj pride do izmenjave mest med kromosomi v profazi prve delitve.

Kaj smo se naučili?

Delitev celic spolnih žlez poteka s pomočjo mejoze, 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.

Tematski kviz

Ocena poročila

Povprečna ocena: 4.1. Skupaj prejetih ocen: 206.

Mejoza - vrsta mitoze, zaradi katere iz diploidnega (2p) somatske celice spolne žleze tvorijo haploidne gamete (1n). Med oploditvijo se jedra gamete zlijejo in diploidni nabor kromosomov se obnovi. Tako mejoza zagotavlja ohranitev stalnega nabora kromosomov in količine DNK za vsako vrsto.

Kot rezultat mejoza Ištevilo kromosomov se prepolovi redukcijska delitev);

pri mejozi II celična haploidija je ohranjena (enačna delitev). Celice, ki vstopajo v mejozo, vsebujejo genetsko informacijo 2n2xp.

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

Stik dveh homolognih kromosomov vzdolž celotne dolžine se imenuje konjugacija.

Nato se med homolognima kromosomoma pojavijo odbojne sile in kromosoma se najprej ločita v predelu centromere, ostaneta povezana v predelu ramena in tvorita križnice (chiasmata). Razhajanje kromatid se postopoma povečuje, križišča pa se premaknejo proti njihovim koncem.

V procesu konjugacije med nekaterimi kromatidami homolognih kromosomov lahko pride do izmenjave mest - prečkati vodi do rekombinacije genskega materiala. Do konca profaze se jedrska ovojnica in nukleoli raztopijo in nastane ahromatinsko vreteno. Vsebina genskega materiala ostaja enaka (2n2хр).

1)V metafazi bivalenti kromosoma mejoze I se nahajajo v ekvatorialni ravnini celice. V tem trenutku njihova spiralizacija doseže maksimum. Vsebina genetskega materiala se ne spremeni (2n2xp).

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

3) V telofazi pride do tvorbe jeder in delitve citoplazme – nastaneta dve hčerinski celici. Hčerinske celice vsebujejo haploiden nabor kromosomov, vsak kromosom ima dve kromatidi (1n2xp).

biološki pomen mejoza:

1) je glavna stopnja gametogeneze;

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

3) hčerinske celice niso genetsko enake matični 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 do naključnega odmika kromosomov in kromatid na en ali drug 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. Monotamija

2. Palintamija

3. Šizogonija

4. Anizotomija

2) Fragmentacija - osnova je proces regeneracije, tj. 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)
Spori so: 1. Zoospore (gibljive)

Mejoza (iz grščine. mejoza- zmanjšanje) je posebna vrsta delitve evkariontskih celic, pri kateri po enkratnem podvajanju DNK celica razdeljen dvakrat , iz ene diploidne celice pa nastanejo 4 haploidne celice. Sestavljen je iz 2 zaporednih razdelkov (označenih z II in II); vsaka od njih, tako kot mitoza, vključuje 4 faze (profazo, metafazo, anafazo, telofazo) in citokinezo.

Faze mejoze:

Profaza jaz , je kompleksen, razdeljen na 5 stopenj:

1. Leptonema (iz grščine. leptos- tanek, nema- nit) - kromosomi se spiralizirajo in postanejo vidni kot tanke niti. Vsak homologni kromosom je že 99,9 % repliciran in je sestavljen iz dveh sestrskih kromatid, ki sta med seboj povezani v območju centromere. Vsebina genskega materiala - 2 n 2 xp 4 c. Kromosomi s pomočjo beljakovinskih skupkov ( pritrdilni diski ) so na obeh koncih pritrjeni na notranjo membrano jedrske ovojnice. Jedrna membrana je ohranjena, nukleolus je viden.

2. Zigonema (iz grščine. zigon - seznanjeni) - homologni diploidni kromosomi hitijo drug k drugemu in se najprej povežejo v območju centromere, nato pa po celotni dolžini ( konjugacija ). se oblikujejo bivalenti (iz lat. bi - dvojno, valens- močna), oz tetrade kromatide. Število bivalentov ustreza haploidnemu nizu kromosomov, vsebino genskega materiala lahko zapišemo kot 1 n 4 xp 8 c. Vsak kromosom v enem bivalentu prihaja od očeta ali matere. spolnih kromosomov ki se nahaja v bližini notranje jedrske membrane. To območje se imenuje spolni mehurček.

Med homolognimi kromosomi v vsakem dvovalentnem, specializiranem sinaptonemalni kompleksi (iz grščine. sinapsa- vez, povezava), ki so proteinske strukture. Pri veliki povečavi kompleks pokaže dva vzporedna proteinska filamenta, vsaka debeline 10 nm, povezana s tankimi prečnimi trakovi velikosti približno 7 nm, na obeh straneh pa ležijo kromosomi v obliki številnih zank.

V središču kompleksa poteka aksialni element debeline 20–40 nm. Sinaptonemalni kompleks primerjamo z vrvna lestev katerih stranice tvorijo homologni kromosomi. Bolj natančna primerjava je zadrga .

Do konca zigonema je vsak par homolognih kromosomov medsebojno povezan s sinaptonemalnimi kompleksi. Le spolna kromosoma X in Y se ne konjugirata popolnoma, saj nista povsem homologna.

3. V pachinema (iz grščine. pahys- debeli) dvovalenti krajšajo in debelijo. Med kromatidami materinega in očetovega izvora se povezave pojavljajo na več mestih - kiazma (iz grščine c hiazma- križ). V predelu vsake kiazme se tvori kompleks beljakovin, ki sodelujejo pri rekombinacija (d ~ 90 nm) in pride do izmenjave ustreznih odsekov homolognih kromosomov - od očetovega do materinega in obratno. Ta proces se imenuje prečkati (iz angleščine. zrossing- čez- križišče). Na primer, pri vsakem človeškem bivalentu se crossing over pojavi na dveh do treh mestih.

4. V diplomom (iz grščine. diploos- dvojni) sinaptonemski kompleksi razpadejo in homologni kromosomi vsakega dvovalentnega oddaljiti drug od drugega, vendar je povezava med njimi ohranjena v conah kiazme.

5. diakineza (iz grščine. diakinein- iti skozi). Pri diakinezi je kondenzacija kromosomov končana, ti se ločijo od jedrne ovojnice, vendar homologni kromosomi še naprej ostanejo med seboj povezani s končnimi odseki, sestrske kromatide vsakega kromosoma pa so centromere. Bivalenti dobijo bizarno obliko prstani, križi, osmice itd. V tem času se jedrska ovojnica in nukleoli uničijo. Podvojeni centrioli so poslani na poli, vretenasta vlakna so pritrjena na centromere kromosomov.

Na splošno je profaza mejoze zelo dolga. Z razvojem semenčic lahko traja več dni, z razvojem jajčec pa več let.

metafaza jaz spominja na podobno stopnjo mitoze. Kromosomi so nameščeni v ekvatorialni ravnini in tvorijo metafazno ploščo. Za razliko od mitoze so vretenasti mikrotubuli pritrjeni na centromere vsakega kromosoma samo na eni strani (s strani pola), medtem ko se centromere homolognih kromosomov nahajajo na obeh straneh ekvatorja. Povezava med kromosomi s pomočjo kiazme se še naprej ohranja.

IN anafaza jaz chiasmata razpadejo, homologni kromosomi se ločijo drug od drugega in razhajajo proti poloma. Centromeri ti kromosomi pa za razliko od anafaze mitoze, ni ponovljeno, kar pomeni, da se sestrske kromatide ne razhajajo. Razhajanje kromosomov je naključni znak. Vsebina genetske informacije postane 1 n 2 xp 4 c na vsakem polu celice, ampak na splošno v celici - 2(1 n 2 xp 4 c) .

IN telofaza jaz , kot pri mitozi, nastanejo jedrske membrane in nukleoli, cepitvena brazda. Potem pride citokineza . Za razliko od mitoze ne pride do despiralizacije kromosomov.

Kot rezultat mejoze I nastaneta 2 hčerinski celici, ki vsebujeta haploiden nabor kromosomov; vsak kromosom ima 2 genetsko različni (rekombinantni) kromatidi: 1 n 2 xp 4 c. Zato se kot posledica mejoze pojavi I zmanjšanje (razpolovitev) števila kromosomov, od tod tudi ime prve delitve - zmanjšanje .

Po koncu mejoze nastopi I kratek razpon -interkineza , med katerim ni replikacije DNK in podvajanja kromatid.

Profaza II je kratkotrajen in ne pride do konjugacije kromosomov.

IN metafaza II kromosomi se nahajajo v ravnini ekvatorja.

IN anafaza II DNK v centromeri se replicira, kot se zgodi v anafazi mitoze, kromatidi se razhajajo proti poloma.

Po telofaza II in citokineza II nastanejo hčerinske celice z vsebnostjo genskega materiala v vsaki - 1 n 1 xp 2 c. Na splošno se druga divizija imenuje enačen (izenačevanje).

Torej, kot rezultat dveh zaporednih delitev mejoze, nastanejo 4 celice, od katerih vsaka nosi haploidni nabor kromosomov.

Celična delitev skozi mejozo poteka v dveh glavnih fazah: mejoza I in mejoza II. Na koncu mejotskega procesa nastanejo štiri. Preden celica, ki se deli, vstopi v mejozo, gre skozi obdobje, imenovano interfaza.

Interfaza

• Faza G1: stopnji razvoja celice pred sintezo DNA. Na tej stopnji se celica, ki se pripravlja na delitev, poveča v masi.
• S-faza: obdobje, v katerem se DNK sintetizira. Za večino celic ta faza traja kratek čas.
• Faza G2: obdobje po sintezi DNA, vendar pred nastopom profaze. Celica še naprej sintetizira dodatne beljakovine in raste v velikosti.

V zadnji fazi interfaze ima celica še nukleole. obdan z jedrno membrano in celični kromosom podvojeno, vendar v obliki . Dva para, ki nastaneta iz replikacije enega para, se nahajata zunaj jedra. Na koncu interfaze vstopi celica v prvo fazo mejoze.

Mejoza I:

Profaza I

V profazi I mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Kromosomi se kondenzirajo in pritrdijo na jedrno ovojnico.
• Pojavi se sinapsa (konvergenca homolognih kromosomov po parih) in nastane tetrada. Vsaka tetrada je sestavljena iz štirih kromatid.
• Lahko pride do genetske rekombinacije.
• Kromosomi se kondenzirajo in ločijo od jedrne ovojnice.
• Podobno se centrioli odmikajo drug od drugega, jedrska ovojnica in nukleoli pa se uničijo.
• Kromosomi se začnejo seliti v metafazno (ekvatorialno) ploščo.

Na koncu profaze I celica preide v metafazo I.

Metafaza I

V metafazi I mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Tetrade so poravnane na metafazni plošči.
• homologni kromosomi so usmerjeni na nasprotna pola celice.

Na koncu metafaze I celica preide v anafazo I.

Anafaza I

V anafazi I mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Kromosomi se premaknejo na nasprotne konce celice. Podobno kot pri mitozi kinetohori medsebojno delujejo z mikrotubuli, da premaknejo kromosome na poli celice.
• Za razliko od mitoze ostanejo skupaj, ko se premaknejo na nasprotna pola.

Na koncu anafaze I celica vstopi v telofazo I.

Telofaza I

V telofazi I mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Vretenska vlakna še naprej premikajo homologne kromosome do polov.
• Ko je gibanje končano, ima vsak pol celice haploidno število kromosomov.
• V večini primerov se citokineza (delitev) pojavi sočasno s telofazo I.
• Na koncu telofaze I in citokineze nastaneta dve hčerinski celici, vsaka s polovico manj kromosomov kot prvotna matična celica.
• Glede na vrsto celice lahko pride do različnih procesov v pripravi na mejozo II. Vendar pa se genetski material ne podvaja znova.

Na koncu telofaze I celica vstopi v profazo II.

Mejoza II:

Profaza II

V profazi II mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Jedro in jedra se uničijo, dokler se ne pojavi fisijsko vreteno.
• Kromosomi se v tej fazi ne podvajajo več.
• Kromosomi se začnejo seliti na metafazno ploščo II (na celičnem ekvatorju).

Na koncu profaze II celice vstopijo v metafazo II.

Metafaza II

V metafazi II mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Kromosomi se vrstijo na metafazni plošči II v središču celic.
• Kinetohorne niti sestrskih kromatid se razhajajo proti nasprotnim polom.

Na koncu metafaze II celice vstopijo v anafazo II.

Anafaza II

V anafazi II mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Sestrske kromatide se ločijo in začnejo premikati proti nasprotnim koncem (polovom) celice. Vretenasta vlakna, ki niso povezana s kromatidami, se raztegnejo in celice podaljšajo.
• Ko so seznanjene sestrske kromatide ločene druga od druge, se vsaka od njih šteje za popoln kromosom, imenovan.
• V pripravi na naslednjo stopnjo mejoze se oba pola celic med anafazo II tudi odmakneta drug od drugega. Na koncu anafaze II vsak pol vsebuje popolno zbirko kromosomov.

Po anafazi II celice vstopijo v telofazo II.

Telofaza II

V telofazi II mejoze pride do naslednjih sprememb:

• Na nasprotnih polih se oblikujejo ločena jedra.
• Pojavi se citokineza (delitev citoplazme in nastanek novih celic).
• Na koncu mejoze II nastanejo štiri hčerinske celice. Vsaka celica ima polovico manjše število kromosomov kot prvotna matična celica.

rezultat mejoze

Končni rezultat mejoze je proizvodnja štirih hčerinskih celic. Te celice imajo dva kromosoma manj kot matična. Med mejozo nastajajo samo spolne celice. Drugi se delijo z mitozo. Ko se spolovili med oploditvijo združita, postaneta. Diploidne celice imajo popoln niz homolognih kromosomov.

Spodaj celični cikel razume celoto 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 miruje ali se diferencira, se spremeni na primer 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. Možnost izstopa celice iz obdobja G2 v obdobje G0 trenutno večina avtorjev zanika.

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

Mitoza- glavna metoda delitve evkariontskih celic, pri kateri hčerinske celice ohranijo nabor kromosomov prvotne matične celice.

Mitoza je neprekinjen proces, v katerem so štiri faze: profaza, metafaza, anafaza in telofaza.

Profaza (2n4c) - pride do uničenja jedrske membrane na fragmente, razhajanja centriolov na različne pole celice, tvorbe niti cepitvenega vretena, "izginotja" nukleolov in kondenzacije dvokromatidnih kromosomov. To je najdaljša faza mitoze.

metafaza (2n4c) - poravnava najbolj zgoščenih dvokromatidnih kromosomov v ekvatorialni ravnini celice (nastane metafazna plošča), pritrditev niti fisijskih vreten 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 kromatide postanejo neodvisni enokromatidni kromosomi).

Telofaza (2n2c v vsaki hčerinski celici) - dekondenzacija kromosomov, tvorba jedrnih membran okoli vsake skupine kromosomov, razpad niti cepitvenega vretena, 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 mitoze. Hčerinske celice, ki nastanejo kot posledica te metode delitve, so genetsko enake materinim. Mitoza zagotavlja trajnost kromosomski nabor skozi generacije celic. Je osnova takih 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 crossing overja, pride do procesov, ki so običajni za profazo - razpad jedrnih membran na fragmente, razhajanje centriolov na različne pole celice, nastanek cepitvenega vretena. filamenti.

Metafaza 2 (1n2c). Dvokromatidni kromosomi se vrstijo v ekvatorialni ravnini celice in tvorijo metafazno ploščo.

Ustvarjajo se predpogoji za tretjo rekombinacijo genetskega materiala - številne kromatide so mozaične in od njihove lege na ekvatorju je odvisno, na kateri pol se bodo premaknile v prihodnosti. Vretenska vlakna so pritrjena na centromere kromatid.

Anafaza 2 (2n2c). Pride do delitve dvokromatidnih kromosomov v kromatide in razhajanja teh sestrskih kromatid na nasprotne pole celice (v tem primeru postanejo kromatide neodvisni enokromatidni kromosomi), pride do tretje rekombinacije genetskega materiala.

Telofaza 2 (1n1c v vsaki celici). Kromosomi dekondenzirajo, nastanejo jedrske membrane, uničijo se vretenasta vlakna, pojavijo se nukleoli, pride do delitve citoplazme (citotomije), kar povzroči nastanek štirih haploidnih celic.

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 naključnega, neodvisnega razhajanja homolognih kromosomov (anafaza 1) in zaradi naključnega razhajanja kromatid (anafaza 2).

Amitoza – neposredna delitev interfazno jedro z zožitvijo brez spiralizacije kromosomov, brez nastanka cepitvenega vretena. Hčerinske celice imajo drugačen genetski material. Omejuje ga lahko le delitev jedra, ki vodi v nastanek dvo- in mnogojedrnih celic. Opisan za starajoče se patološko spremenjene in na smrt obsojene 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 nastanejo v spolnih žlezah spolne žleze. Razvoj spolnih celic se imenuje gametogeneza. Proces nastajanja semenčic se imenuje spermatogeneza in nastanek jajčnih celic ovogeneza (oogeneza). Predhodniki gameta gametociti nastala na zgodnje faze razvoj zarodka izven spolnih žlez, nato pa migrirajo vanje. V spolnih žlezah ločimo tri različna področja (ali cone) - cono razmnoževanja, cono rasti in cono zorenja zarodnih celic. V teh conah potekajo faze razmnoževanja, rasti in zorenja gametocitov. V spermatogenezi obstaja še ena faza - faza nastajanja.

faza vzreje. Diploidne celice v tem območju spolnih žlez (gonad) se večkrat delijo z mitozo. Število celic v spolnih žlezah narašča. Imenujejo se oogonia in spermatogonija.

faza rasti. V tej fazi pride do rasti spermatogonije in oogonije, replikacije DNA. Nastale celice imenujemo jajčnih celic 1. reda in spermatocitov 1. reda z naborom kromosomov in DNK 2n4s.

faza zorenja. Bistvo te faze je mejoza. Gametociti 1. 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 zaobljene 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 veliko več majhne celice klical spermatogonija. Nekatere nastale celice so lahko izpostavljene ponovljenim 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 za razvoj gamete. Povečane spermatogonije imenujemo spermatociti 1. reda. Faza rasti ustreza interfazi 1 mejoze, tj. med njim se celice pripravljajo 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 1. reda nastanejo štiri haploidne spermatide. Za fazo nastajanja je značilno, da so sprva sferične spermatide podvržene vrsti zapletenih transformacij, zaradi katerih nastanejo spermiji.

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

Struktura sperme. Sperma sesalcev je oblikovana kot dolg filament.

Dolžina človeškega semenčka je 50-60 mikronov. V strukturi spermatozoida lahko ločimo "glavo", "vrat", vmesni del in rep. Glava vsebuje jedro in akrosom. Jedro vsebuje haploiden nabor kromosomov. Akrosom (modificiran Golgijev kompleks) je organoid, 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 flagella se uporablja energija makroergičnih vezi ATP, sinteza ATP se pojavi v mitohondrijih. Semenčico je leta 1677 odkril A. Leeuwenhoek.

Ovogeneza.

Za razliko od tvorbe semenčic, ki se pojavi šele po puberteti, se proces tvorbe jajčec pri ljudeh začne že 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, je v njenih jajčnikih več sto tisoč jajčnih celic 1. reda, ustavljenih, "zamrznjenih" na diplotenski stopnji 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 mejoza in v tej fazi ovulirajo. Mejoza lahko poteka do konca le pod pogojem oploditve, prodiranja sperme, če do oploditve ne pride, oocit 2. reda odmre in se izloči iz telesa.

Ovogeneza se izvaja v jajčnikih in je razdeljena na tri faze - razmnoževanje, rast in zorenje. Med reproduktivno fazo se diploidna ovonija večkrat deli z mitozo. Faza rasti ustreza interfazi 1 mejoze, tj. med njim pride do priprave celic za mejozo, celice se znatno povečajo zaradi kopičenja hranil. Glavni dogodek faze rasti je replikacija DNK. V fazi zorenja se celice delijo z mejozo. Med prvo delitvijo mejoze se imenujejo oociti 1. reda. Kot rezultat prve mejotske delitve nastaneta dve hčerinski celici: majhna, imenovana prvo polarno telo, in večji oocit 2. reda.

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

Če semenčica vstopi v jajčno celico, se druga mejotska delitev konča s tvorbo jajčeca in drugega polarnega telesca, prva polarnega telesca pa s tvorbo tretjega in četrtega polarnega telesca. Tako se zaradi mejoze iz ene jajčne celice 1. reda oblikuje eno jajčece in tri polarna telesca.

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

ali manj veliko število 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 oocite in morda folikularne celice. Plast nastane v stiku s citoplazemsko membrano jajčeca. Izvaja zaščitno funkcijo, zagotavlja specifičen prodor sperme v vrsto, to pomeni, da semenčicam drugih vrst ne omogoča prodiranja v jajčece. Pri sesalcih se ta membrana imenuje briljantno. Sekundarne lupine tvorijo izločki folikularne celice jajčnik. Nimajo jih vsa jajca. Sekundarna membrana jajčec žuželk vsebuje kanal - mikropilo, skozi katerega semenčica vstopi v jajčece. Terciarne membrane nastanejo zaradi delovanja posebnih žlez jajcevodov. Na primer, iz skrivnosti posebnih žlez se pri pticah in plazilcih tvorijo beljakovine, pergament pod lupino, lupine in nadlupine.

Sekundarne in terciarne membrane se praviloma tvorijo v jajcih živali, katerih zarodki se razvijejo v zunanje okolje. Ker imajo sesalci intrauterini razvoj, imajo njihova jajčeca samo primarno, briljantno lupina, na vrhu katere 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, glavnino pa sestavljajo lipoproteini in glikoproteini. Rumenjak se nahaja v citoplazmi, običajno v obliki rumenjakovih zrnc. Količina hranilnih snovi, nakopičenih v jajčni celici, 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 razporejenim rumenjakom - suličnik, morski ježek); zmerno telolecitalen(z neenakomerno porazdeljenim rumenjakom - ribe, dvoživke); ostro telolecitalen(rumenjak zavzema večina, in le majhen del citoplazme na živalskem polu je brez njega - ptice).

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

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

Gnojenje. Oploditev je proces zlitja zarodnih celic, ki vodi v nastanek zigote. Dejanski proces oploditve se začne v trenutku stika med semenčico in jajčecem. V času tega stika plazemska membrana akrosomski izrastek in sosednji del membrane akrosomskega vezikla se raztopita, encim hialuronidaza in druge biološko aktivne snovi, ki jih vsebuje akrosom, se sprostijo navzven in raztopijo del jajčne membrane. Najpogosteje se spermatozoid popolnoma vleče v jajčece, včasih flagellum ostane zunaj in se zavrže. Od trenutka, ko semenčica vstopi 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 delitve mejoze 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 DNA in po njihovi fuziji nabor kromosomov in DNA zigote postane 2n4c. Združitev pronukleusov je pravzaprav oploditev. Tako se oploditev konča s tvorbo zigote z diploidnim jedrom.

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

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

Umetno partenogenezo povzroči človek tako, da aktivira jajčece tako, da nanj vpliva različne snovi, mehansko draženje, zvišanje temperature itd.

Pri naravni partenogenezi začne jajčece razpadati in se razvijati v zarodek brez sodelovanja semenčic, le pod vplivom notranjih oz. zunanji vzroki. 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 semenovod maternice zasnovan tako, da lahko odlaga oplojena in neoplojena jajčeca, iz neoplojenih pa se razvijejo troti. Oplojena jajčeca se razvijejo v ličinke čebel delavk - nerazvite samice ali matice - odvisno od narave prehrane ličink. pri ciklično