جدول انصهار الخلايا الجنسية. تكون عملية تكوين الخلايا الجرثومية هي عملية تكوين الخلايا الجرثومية

أثناء التكاثر الجنسي ، ينشأ كل جيل تال نتيجة اندماج خليتين متخصصتين - الأمشاج. تنشأ الجاميطات في أعضاء خاصة لأفراد من الوالدين ، ذكورا وإناثا. جوهر التكاثر الجنسي هو اندماج الجينات معلومةالآباء ، بسبب زيادة التنوع الجيني في النسل ، مما يعني أن القابلية للحياة تزداد أيضًا مقارنة بالوالد.

على ما يبدو ، تاريخيا أكثر المخنثين القديمة الحيوانات- المخنثين ، مثل تجاويف الأمعاء ، والمسطحة والحلقية ، وبعض الرخويات. ولكن في سياق التطور ، بدأت الأنواع ثنائية المسكن في الهيمنة. في بعض الأحيان أثناء العملية الجنسية ، يتبادل شخصان المواد الجينية. لا يزداد عدد الأفراد ، ولكن نتيجة لذلك ، يتلقى كل منهم مادة وراثية جديدة. لذلك ، على سبيل المثال ، تحدث العملية الجنسية في الشركات العملاقة.

الخلايا الجنسية - تتشكل الأمشاج في الحيوانات في الغدد الجنسية ؛ في الذكور ، تتشكل الحيوانات المنوية في الخصيتين ، وفي الإناث ، تتشكل البويضات في المبايض.

البيض غير متحرك ، وعادة ما يكون كبيرًا في الحجم ويحتوي على احتياطيات من المغذيات. يبلغ قطر بيضة الثدييات حوالي 0.1 مم ؛ بيض السمك (البيض) يحتوي على المزيد العناصر الغذائيةوأكبر من ذلك بكثير. بيض الطيور أكبر. بيضة دجاج مع العناصر الغذائية - يبلغ قطر صفار البيض حوالي 3 سم (الشكل 44). وأكبر بيضة في قرش الرنجة - قطرها أكثر من 23 سم! الحيوانات المنوية صغيرة جدًا ومتحركة. في الثدييات ، يتكون الحيوان المنوي من رأس (طوله حوالي 5-10 ميكرون) وعنق وذيل (يبلغ طولها الإجمالي حوالي 60 ميكرون) (الشكل 45). تقع في الرأس جوهرتحتوي مجموعة أحادية العددالكروموسومات. يوجد القليل جدًا من السيتوبلازم في الرأس. العنق يحتوي على عدد صغير الانقسام المتساوي، والتي تولد الطاقة لحركة الحيوانات المنوية ، والمريكز ، الذي يوفر اهتزازات في السوط الذي يقع على طول محور الذيل.

تطور الخلايا الجنسية.

تسمى عملية تكوين الخلايا الجرثومية - الحيوانات المنوية والبويضات - تكوين الأمشاج. يميز عدة مراحل (الشكل 46).

المرحلة الأولى هي موسم التكاثر.

في هذا الوقت ، تنقسم الخلايا الجرثومية الأولية عن طريق الانقسام ويزداد عددها. في ذكور الثدييات (بما في ذلك البشر) ، تحدث هذه العملية من بداية سن البلوغ إلى كبار السن. ولكن في إناث الثدييات ، بما في ذلك النساء ، تنقسم الخلايا الجنسية الأولية فقط خلال فترة نمو الجنين داخل الرحم وتبقى في حالة راحة حتى بداية سن البلوغ. المرحلة الثانية هي فترة نمو الأمشاج المستقبلية. تزداد خلايا الحيوانات المنوية في المستقبل زيادة طفيفة ، لأنها صغيرة جدًا ، لكن البويضات المستقبلية تزداد عدة مرات.

المرحلة الثالثة في تكوين الأمشاج هي فترة النضج أو الانقسام الاختزالي.

الانقسام الاختزالي هو نوع خاصانقسام الخلية ، وفيه العدد الكروموسوماتفي الخلايا الوليدة إلى النصف. هذا ضروري للحفاظ على ثبات عدد الكروموسومات في خلايا الجسم أثناء التكاثر الجنسي. دعنا نوضح بمثال. في كل خلية من خلايا جسم الإنسان ، مجموعة الكروموسومات ثنائية الصبغيات (2n) هي 46. ينشأ الكائن البشري الجديد في لحظة اندماج البويضة والحيوانات المنوية. من أجل أن تحتوي خلايا الجنين أيضًا على 46 كروموسومًا ، من الضروري أن تحتوي البويضة والحيوانات المنوية على مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات (1p) ، أي 23 كروموسومًا لكل منهما.

يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين: الانقسام الاختزالي الأول (القسم الأول) والانقسام الاختزالي الثاني (القسم الثاني). قبل التقسيم الأول ، وكذلك قبل الانقسام الفتيلي ، تحدث مضاعفة الكروموسومات نتيجة تكرار الحمض النووي. يتكون كل قسم من هذه الأقسام من نفس مراحل الانقسام الفتيلي: الطور الأولي ، الطور ، الطور ، الطور النهائي (الشكل 47). في الطور الأولي للقسم الأول (الطور الأول) ، تجد الكروموسومات الحلزونية زوجها ، أي الكروموسوم المتماثل ، وتلتف معه عن كثب. تسمى عملية الاتصال قصير المدى للكروموسومات المتجانسة بالاقتران. أثناء الاقتران ، يمكن أن تحدث فواصل مقطعية في الكروموسومات المتجانسة وتتبادل الكروموسومات مناطق متطابقة. تسمى هذه الظاهرة بعبور الكروموسوم (انظر 3.8). بعد الاقتران ، تتباعد الكروموسومات المتجانسة ويحدث الطور الأول ، حيث توجد الكروموسومات المتجانسة مقابل بعضها البعض في المستوى الاستوائي ، ويتكون كل منها من كروماتيدات. ثم ، خلال الطور الأول ، تتباعد الكروموسومات المتجانسة المكونة من كروماتيدات إلى أقطاب الخلية ، وليس نصفي الكروموسومات - الكروماتيدات ، كما هو الحال أثناء الانقسام.

ويتبع ذلك طور قصير I ، وبعد أن يبدأ الانقسام الاختزالي الثاني مباشرة ، أي التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي ، حيث تكون الخليتان اللتان تشكلتا أثناء الانقسام الاختزالي الأول. في الطور الثاني ، على طول خطي الاستواء في هاتين الخليتين ، هناك كان عدد الكروموسومات نصف عدد الكروموسومات كما في الطور الأول. في الطور الثاني ، يوجد اختلاف في أقطاب خلايا الكروماتيدات الابنة ، والتي كانت تشكل سابقًا كروموسومًا واحدًا. نتيجة للانقسام الاختزالي ، تتكون أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية (1p) من خلية ثنائية الصبغيات (2p).

لذا ، فإن جوهر الانقسام الاختزالي هو أنه بعد تكرار واحد للكروموسومات ، يحدث تقسيمان متعاقبان للخلية وكل منهما خلية جنسيةيتلقى n فقط من الكروموسومات. بالإضافة إلى ذلك ، عند العبور أثناء الاقتران في الأمشاج ، تنشأ مجموعات جديدة من الجينات. عند الذكور ، تتحول الخلايا الفردية الأربعة الناتجة عن الانقسام الاختزالي إلى حيوانات منوية. في هذه الحالة ، تنخفض نواة الحيوانات المنوية المستقبلية ، ويظهر سوط ، وتقع الميتوكوندريا حول قاعدة السوط في الرقبة.

ولكن أثناء نضج البويضة ، يحدث الانقسام الاختزالي بشكل مختلف: يتم توزيع السيتوبلازم بشكل غير متساو بين الخلايا المتكونة أثناء الانقسام الاختزالي. في هذه الحالة ، يتبين أن خلية واحدة فقط من الأربعة المكونة تكون كاملة وقابلة للحياة ، وتتحول الخلايا الثلاث الأخرى إلى ما يسمى بالأجسام الاتجاهية. يوجد عدد من الحيوانات المنوية في خصيتي الذكور أكثر بعدة مرات من بويضات مبيض الإناث. على سبيل المثال ، ينتج الرجل 1010 حيوانات منوية طوال حياته ، بينما تنتج المرأة 300-400 بويضة فقط.

تطوير الخلايا الجرثومية

علم الأجنة هو علم قوانين تطور الجنين. مراحل التطور: وصفي (مالبيغي ، وولف 17-18 قرنا) ، مقارن (ميتشنيكوف ، باير 18-19 قرنا) ، تجريبي (فوغت ، رو 19-21 قرنا). يعد التطور الجنيني البشري جزءًا من نشأته ، بما في ذلك المراحل:

1) الإخصاب وتكوين الزيجوت ؛

2) تكسير وتشكيل الأريمة.

3) المعدة.

4) تكوين الأنسجة وتكوين الأعضاء للأعضاء الجرثومية وخارج الجنين ؛

5) تكوين النظام. البويضة البشرية أليسيتال ، وبالتالي ، فإن تطور الجنين يسبقه تكوين أعضاء مؤقتة - التطور وفقًا لنوع الأرومة.

تتضمن عملية تكوين الخلايا الجرثومية (التولد الجيني) تكوين الحيوانات المنوية (تطوير الخلايا الجرثومية الذكرية) وتكوين البويضات (تطوير الخلايا الجنسية الأنثوية). يتميز تطور الخلايا الجرثومية بثلاث ميزات: 1. تصبح سلائف الخلايا الجرثومية معزولة (أي تدخل مسار تمايز محدد بدقة) في مراحل مبكرة جدًا من التطور الجنيني. يتم استبعاد تطور خلايا الجسم الأخرى منها أو تكوين خلايا جرثومية من السلائف الأخرى. يحدث الانقسام الأخير أثناء نضوج الخلايا الجرثومية عن طريق الانقسام الاختزالي ، والذي لا يوجد في الخلايا الأخرى. نتيجة لذلك ، تتشكل مجموعة الكروموسومات أحادية العدد في نوى الخلايا الجرثومية. تختلف سلائف الخلايا الجرثومية وهذه الخلايا نفسها عن الخلايا الأخرى ، ولا يمكن أن تُعزى إلى أي نوع من أنواع أنسجة الجسم الرئيسية. إنهم يشكلون مجموعة خاصة جدًا من الخلايا.

تكوين الحيوانات المنوية - بداية التطور الفردي (النسل) ؛ تتميز بالمراحل:

1) التكاثر - الانقسام الانقسامي لخلايا الحيوانات المنوية الموجودة في جدار النبيبات المنوية الملتوية على المحيط بالقرب من الغشاء القاعدي ؛ تتشكل الحيوانات المنوية من النوع ب

2) النمو - تتمايز الحيوانات المنوية إلى خلايا منوية من الدرجة الأولى ، وتزيد في الحجم وتدخل القسم الأول من الانقسام الاختزالي (قسم الاختزال) ؛

3) النضج - يتميز بقسمي تخفيض: في القسم الأول ، تنتج الخلية المنوية من الدرجة الأولى خليتين منويتين من الدرجة الثانية ؛ في الثانية ، تتكون أربعة نطفة من خليتين منويتين من الدرجة الثانية ؛

4) التكوين - تتحول الحيوانات المنوية إلى حيوانات منوية.

يمر تكوين البويضات بثلاث فترات:

1) التكاثر - العوائد خلال فترة التطور داخل الرحم ، التكاثر ، الأوغون إلى البويضات من الدرجة الأولى - أدخل مرحلة النمو الصغير ؛

2) النمو - يحدث في مبيض يعمل ، تتحول البويضات من الدرجة الأولى من الجريب الأولي إلى بويضة من الدرجة الأولى في جريب ناضج ؛

3) النضج - خلال قسم التخفيض الأول ، يتم تكوين بويضة من الدرجة الثانية وهيئة تصغير ؛ خلال الانقسام الثاني ، تتشكل بويضة وجسم تصغير ثانٍ (أثناء الإباضة ، في قناتي فالوب).

تنقسم فترة تكوين الأمشاج إلى دورتين: 1. الانقسامية - فترة التكاثر. 2. الانتصافي - النمو والنضج. تبدأ التغييرات الرئيسية في الخلايا في الطور الأولي لقسم الاختزال الأول (مرحلة النمو). تمر الخلية المنوية والبويضة من الدرجة الأولى بخمس مراحل من الانقسام الاختزالي:

1) اللبتوتين - تبدو الكروموسومات مثل الخيوط الطويلة ، والتي توجد على طولها ثخانات (كروموميرات) ، وتقع الكروموسومات في شكل باقة.

2) الزيجوتين - يتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة في أزواج (اقتران) ، ثنائية التكافؤ.

3) pachytene - تصبح الثنائيات أقصر وأكثر سمكًا (يزداد قطر اللولب) ؛ يتحول كل ثنائي التكافؤ إلى رباعي يتكون من أربعة كروماتيدات.

4) دبلوتين - هناك تبادل لأقسام متجانسة من الكروماتيدات (عبور أو عبور) ، في كروماتيدات تنتمي إلى كروموسومات مختلفة ، تحدث فجوة عرضية ، ثم يتم توصيل جزء من كروموتيد واحد بجزء من الآخر ؛ تبدأ عملية التنافر ، تبتعد الكروموسومات المتجانسة عن بعضها البعض ، لكنها تظل متصلة عند نقاط التبادل المتبادل ؛ التغييرات في محتوى المادة الوراثية.

5) diakinesis - الثنائيات التكافؤ تقصر وتكثف. الأهمية البيولوجية لتقسيم الاختزال: ضمان الحفاظ على ثبات عدد الكروموسومات ؛ خلال الانقسام الاختزالي ، يتم تكوين عدد كبير من التوليفات الجديدة من الكروموسومات غير المتجانسة ؛ العبور ينطوي على إعادة تركيب المادة الجينية.

الخلايا الجنسية. يتكون الحيوان المنوي من: رأس وذيل. يمكن أن يكون الرأس مختلفًا في الشكل (من دائري إلى بيضاوي مغزلي). المكون الرئيسي للرأس هو النواة مع مجموعة أحادية العدد كثيفة من الكروموسومات المكثفة. في المقدمة ، معظم النواة مغطاة بطبقة خارجية (حويصلة مسطحة تنشأ من مجمع جولجي وتشبه في نواح كثيرة الجسيم الجسيمي). يحتوي الأكروسوم على إنزيمات (كولاجيناز ، هيالورونيداز ، أكروسين ، حمض الفوسفاتاز) اللازمة لاختراق الحيوانات المنوية إلى البويضة. الرأس والذيل بالكامل محاطان بغشاء. في منطقة الرأس ، يحتوي هذا الغشاء على بروتينات خاصة ، بعضها سالب الشحنة وتساهم في الحركة الموجهة للحيوانات المنوية إلى البويضة ؛ تشارك بروتينات أخرى في الارتباط بالبيضة.

يوجد في الذيل:

1) العنق - رقبة قصيرةيحتوي على مركزين ، من أحدهما يبدأ محور عصبي الذيل ، ويمتد على طول المحور حتى نهاية الذيل ، وله بنية مشتركة بين الأسواط والأهداب ، أي شكلتها الأنابيب الدقيقة

2) الجزء الوسيط - حول الألياف الخارجية للمحور 9 وغشاء الميتوكوندريا المكون من الميتوكوندريا مرتبة في دوامة ؛

3) الجزء الرئيسي - في الهيكل يشبه الهدب مع مجموعة من الأنابيب الدقيقة في محور عصبي ، محاط بالألياف والبلازما ؛

4) الجزء الأخير - يحتوي على خيوط مقلصة مفردة.

البيضة عبارة عن خلية كروية كبيرة تحتوي على صفار (شوائب بروتينية دهنية) ؛ لديها عدة قذائف لا يستطيع التحرك بشكل مستقل. لها نواة ، السيتوبلازم ، ES ضعيفة التطور ، الميتوكوندريا ليس لديها كرستيات. على المحيط - حبيبات قشرية تحتوي على عديدات السكاريد المخاطية الحمضية ؛ تختفي بعد الإخصاب. وفقًا لكمية الصفار ، يكون البيض: alecithal (لا يحتوي على صفار) ، oligolecithal (كمية صغيرة من صفار البيض) ، mesolecithal (متوسط ​​كمية الصفار) ، polylecital (الكثير من صفار البيض). وفقًا لتوزيع الصفار: عزل (كمية صغيرة من صفار البيض موزعة بالتساوي) ، جزيئات معتدلة (يتركز الصفار في القطب الخضري للبيضة) ، جزيئي حاد (يحتل الصفار البيضة بأكملها تقريبًا). خلية بويضة بقطر 130 ميكرون ، منطقة لامعة (شفافة) مجاورة لسيتوليما ، تتكون من بروتينات سكرية وجليكوزامينوجليكان (شوندروتن كبريتات ، هيالورونيك ، أحماض سياليك) وطبقة من الخلايا الجريبية التي تؤدي وظائف غذائية ووقائية.

تحتوي الخلايا الجرثومية للذكور والإناث على نفس مجموعة الكروموسومات أحادية العدد. تحتوي البويضة على كروموسوم X ، ويحتوي الحيوان المنوي على كروموسوم X و Y. يرتبط جنس الجنين بالكروموسومات X و Y ويتم تحديده في وقت الإخصاب. أثناء الانقسام الاختزالي ، تحدث الانحرافات الصبغية.

هناك 4 أنواع:

1) الحذف (النقص) - يحدث بسبب فقدان الكروموسوم في أي موقع ؛

2) الازدواجية (المضاعفة) - المرتبطة بإدراج جزء إضافي من الكروموسوم ؛

3) الانقلاب - يحدث عندما ينكسر الكروموسوم وينقلب القسم المنفصل بمقدار 180 درجة ؛

4) الإزاحة - يتم توصيل جزء من كروموسوم من زوج واحد إلى كروموسوم من زوج آخر. ل أمراض الكروموسوماتيؤدي إلى تشوهات الكروموسومات في البيضة الملقحة.

الكروماتين الجنسي (جسم بار) عبارة عن كتلة من الكروماتين في النواة تحت الغلاف النووي أو بالقرب من النواة. في النساء ، يحدث في 60-80٪ من الخلايا ، في الرجال - 0-4٪ ويعتبر علامة وراثية للجنس ، لأن. يظهر في مرحلة مبكرة من التطور ، عندما لا يتم التعبير عن علامات التمايز الأخرى.