Распределение генетического материала

G1à Sà G2à ПрофазаàМетафазаàАнафазаàТелофаза

Обозначения: n – гаплоидный (одинарный) набор хромосом

с - количество ДНК в гаплоидном наборе хромосом

На протяжении клеточного цикла существует, как минимум, 3 сверочные точки («контрольно-пропускные пункты»), которые существенны для перехода клетки из одной стадии в следующую:

1) Точка G1/S. В этой точке контролируется размер клетки и наличие повреждений в ДНК. При нестандартных размерах клетки или повреждённой ДНК переход к следующей стадии клеточного цикла невозможен. Клетка или остаётся в стадии G1 до коррекции повреждений ДНК или наступает её генетически запрограмированная гибель – апоптоз

2) Точка G2/М. Здесь проверяется наличие ошибок в структуре ДНК, возникающих в ходе редупликации и при их наличии клетка задерживается в данной точке до коррекции ошибок.

3) М-сверочная точка находится на стадии митоза и связана с формированием нитей веретена деления и прикрепления их к кинетохорам. При наличии этих повреждений вступление клетки в митоз задерживается.

Переход клетки из одной стадии клеточного цикла в другую контролируется в сверочных точках особыми белками-ферментами: cdc-киназами.

Мейоз является способом деления только половых клеток. Его биологическое значение: редукция (уменьшение) числа хромосом в дочерней клетке в 2 раза по сравнению с материнской и новая комбинация генов в хромосомах потомков за счёт кроссинговера. Редукция числа хромосом в гаметах до гаплоидного обеспечивает видовое постоянство числа хромосом. Диплоидность восстанавливается при оплодотворении.

Мейоз состоит из 2 последовательных делений – редукционного и эквационного. Первое деление – редукционное и его фазы обозначают значком I, второе – эквационное и его фазы обозначаются значком II. Каждое деление мейоза состоит из 4 стадий: про-, мета-, ана- и телофазы. Между двумя делениями мейоза протекает интерфаза II, её особенность – отсутствие S-периода, то есть не происходит редупликация (самоудвоение) ДНК. В интерфазу I, перед редукционным делением, редупликация ДНК осуществляется, в результате чего каждая хромосома будет состоять из 2 хроматид.

Наиболее длительна профаза I, состоящая из нескольких подстадий. В этот период происходит компактизация хромосом, коньюгация (слияние) хромосом каждой пары, в результате чего образуются биваленты, состоящие из 4 хроматид. На данной стадии происходит кроссинговер – обмен идентичными участками (локусами) гомологичных хромосом (хромосом одной пары). В метафазе I в экваториальной плоскости веретена деления выстраиваются биваленты. Число бивалентов вдвое меньше, чем число хромосом в соматической клетке организма, то есть равно гаплоидному. В анафазе I к полюсам деления отходят гомологичные хромосомы из каждого бивалента, то есть число хромосом уменьшается вдвое (это принципиальное отличие мейоза от митоза). При этом количество ДНК соответствует диплоидному, характерному для соматических клеток. Телофаза I очень короткая, в процессе её идёт формирование новых ядер, происходит декомпактизация хромосом.

Итог редукционного деления – образование клеток с гаплоидным числом хромосом, но диплоидным содержанием ДНК.

Второе деление мейоза – эквационное протекает по типу митоза. В анафазе II к полюсам деления расходятся, как и при митозе, хроматиды одной хромосомы. В результате образуются клетки не только с гаплоидным числом хромосом, но и с гаплоидным содержанием ДНК.

Обозначения: n – гаплоидный (одинарный) набор хромосом

с - количество ДНК в гаплоидном наборе хромосом

Гаметогенез (прогенез) – это процесс образования половых клеток. Он подразделяется на овогенез (образование яйцеклеток) и сперматогенез (образование сперматозоидов). Гаметогенез протекает в половых железах (гонадах). Гаметы, образующиеся в женском организме, называются яйцеклетками, в мужском – сперматозоидами.

3.неограниченность использования генетической

4.изменённый по сравнению с соматическими клетками ядерно-цитоплазматический индекс (у яйцеклетки уменьшенный, у сперматозоида – увеличенный).

Функция сперматозоидов не только участие в оплодотворении, но и доставка генетической информации к яйцеклетке. Соответственно функциям мужские гаметы имеют аппарат проникновения – акросому (видоизменённый комплекс Гольджи) и аппарат движения – хвостик. Скорость движения сперматозоидов человека до 5 см в час.

Функция яйцеклетки не только участие в оплодотворении, но и обеспечение питательными веществами ранних фаз развития зародыша. Питательная функция яйцеклетки выполняется за счёт запаса в ней желтка. В зависимости от количества и распределения желтка различают несколько типов яйцеклеток.

Полюс яйцеклетки, к которому сдвинут желток, называется вегетативный, противоположный – анимальный.

За счёт запаса желтка для женских гамет характерны крупные размеры. К другим особенностям яйцеклетки относят наличие защитных оболочек и ооплазматическую сегрегацию (неоднородность различных участков цитоплазмы по химическому составу).

Сравнительная характеристика сперматогенеза и овогенеза.

Обозначения: n – гаплоидный (одинарный) набор хромосом

с - количество ДНК в гаплоидном наборе хромосом

Редукционное (направительное) тельце – это клетка фактически лишённая цитоплазмы. За счёт образования этих телец в яйцеклетке аккумулируется цитоплазма 4 клеток и, соответственно, увеличивается запас питательных веществ.

В результате сперматогенеза из одной сперматогонии образуется 4 сперматозоида, в результате овогенеза – 1 яйцеклетка и 3 редукционных тельца. Интенсивность сперматогенеза значительно превосходит интенсивность овогенеза. У мужчин в среднем за сутки вырабатывается около 250 млн. сперматозоидов, а за всю жизнь – около 500 млрд. гамет. Сперматогенез у человека длится 64 - 74 дня, начинается с момента полового созревания и продолжается вплоть до смерти, интенсивность его снижается после 45 – 50 лет. У женщин первый период овогенеза – период размножения заканчивается на стадии внутриутробного развития, с периода полового созревания в период роста ежемесячно вступает обычно лишь одна овогония. Продолжительность овогенеза от стадии роста до момента его окончания составляет 28-35 дней. При этом на стадии метафазы эквационного деления образуется блок, который снимается только во время оплодотворения, то есть фаза созревания в овогенез заканчивается только после проникновения в женскую гамету сперматозоида. К 45 – 50 годам организм женщины теряет способность к овогенезу.

Биологические аспекты репродукции человека. Основной аспект репродукции человека – малое количество потомков, что связано не только с социальными, но и биологическими факторами:

2. Короткий репродуктивный период у женщин по отношению к продолжительности жизни

3. Длительный (9месяцев) период внутриутробного развития

4. Длительная лактация (грудное вскармливание), препятствующая наступлению следующей беременности

5. Моноплодная беременность, то есть, как правило беременность заканчивается рождением 1 ребёнка.

1. Генетические факторы (аномалии кариотипа, ряд моногенных заболеваний)

2. Анатомические аномалии (крипторхизм - неопущение яичек в мошонку, аномалии строения матки и др.).

3. Эндокринные нарушения (гормональные изменения).

4. Экологические (дефицит витаминов, воздействие солей тяжёлых металлов, радиоактивных веществ и др.).

5. Воспалительные изменения женской и мужской репродуктивных систем.

7. Вредные привычки (в первую очередь – курение).

Вопросы для самоконтроля:1. Дайте определение размножения.

2. Перечислите основные формы размножения, их классификацию, приведите примеры организмов, у которых имеются данные формы размножения.

4. Вспомните определение и периодизацию митотического цикла.

5. Объясните биологическое значение митоза и мейоза.

6. В исходной клетке содержится 46 хромосом. Клетка делится путём митоза. Сколько хромосом будет содержаться в дочерних клетках?

7. В исходной клетке содержится 46 хромосом. Клетка делится путём мейоза. Сколько хромосом будет содержаться в дочерних клетках?

8. Перечислите биологические особенности половых клеток, расскажите об их строении и специализации.

9. Дайте характеристику этапов гаметогенеза, укажите на отличия в протекании сперматогенеза и овогенеза.

10. В чём заключается биологический аспект репродукции человека?

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: