מיוזיס נקראת חלוקת הפחתה בגלל. חלוקת צמצום

שאלות בתוך הפסקה: איזה תפקיד ממלאות הגמטות? מה מבדיל אותם מתאי סומטיים?

גמטות הם תאי מין המעורבים ברבייה מינית. גמטות מכילות חצי קבוצה הפלואידית של כרומוזומים, בעוד שתאים סומטיים מכילים קבוצה שלמה כפולה של כרומוזומים.

אילו שינויים מתרחשים בתא לפני החלוקה? לפני החלוקה, מתרחש שלב האינטרפאז. אינטרפאזה (מלטינית inter - בין מיוונית פאזה - מראה) היא חלק ממחזור התא בין שתי חלוקות. בתאים שאיבדו את יכולת ההתחלקות, האינטרפאזה נחשבת לתקופת החלוקה האחרונה עד מותם. במהלך תקופת הבין-פאזית, התא מתפקד באופן פעיל, תהליכים מטבוליים מתרחשים בו באופן אינטנסיבי, כולל הכנה לחלוקה.

עמוד 70. שאלות ומשימות לאחר §

1. מדוע מיוזה נקראת חלוקת הפחתה?

מיוזיס היא חלוקת תאים שבה מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי. הפחתה היא ירידה, היעלמות, לכן חלוקה מיוטי נקראת הפחתה. כתוצאה מכך, ארבעה תאים הפלואידים (nc) מתקבלים מתא דיפלואידי אחד (2n2c).

2. אילו שינויים מתרחשים בכרומוזומים הומולוגיים לפני החלוקה הראשונה של המיוזה?

לפני החלוקה הראשונה של המיוזה, החומר הגנטי בתא מוכפל. כתוצאה משכפול עצמי, מסתבר שמולקולות ה-DNA של הכרומוזום מורכבות משתי כרומטידות. החומר הגנטי של תא כזה מוגדר 2n4c.

3. אילו תאים נוצרים על בסיס מיוזה?

מיוזיס עומדת בבסיס היווצרותם של תאי נבט - גמטות, בהן חצי סט של כרומוזומים, בניגוד לתאים סומטיים.

4. השווה מיוזה עם מיטוזה. מהן התכונות של מיוזה?

בניגוד למיטוזה, כתוצאה מהחלוקה הראשונה, לא כרומטידות אחיות צריכות להתפזר לקטבים, אלא כרומוזומים שלמים, אחד מכל זוג. להתבדלות נוספת, תחילה על הזוגות הללו להיווצר - כרומוזומים הומולוגיים צריכים לזהות זה את זה, להתיישר בצורה נכונה במישור המשווני ולאחר מכן להתפזר לקטבים. לכן, במהלך הפרופזה של החלוקה הראשונה, כרומוזומים הומולוגיים מתקרבים זה לזה ואז מצטרפים לכל האורך - זהו תהליך צימוד הכרומוזומים. במטאפאזה של החלוקה הראשונה, הכרומוזומים המצומדים ממוקמים במישור המשווני ויוצרים לוח מטאפאזה. חוטי ציר הביקוע מחוברים לצנטרומרים של כרומוזומים הומולוגיים, והאחרונים מתפצלים בהדרגה לקטבים של התא (האנפאזה של החלוקה הראשונה ממשיכה). גרעינים נוצרים בטלופאז. החלוקה המיוטית הראשונה הושלמה. תא דיפלואידי מייצר שני תאים הפלואידים. אבל, עם זאת, כל כרומוזום הומולוגי מורכב משתי כרומטידות, והוא מסומן n2c. החלוקה השנייה באה מיד אחרי הראשונה. שכפול DNA אינו מתרחש בחלוקה השנייה, לכן, לא כרומוזומים, אלא כרומטידים מתפצלים לקטבים. לכן, כתוצאה מכך, תאים הפלואידים מכילים מולקולת DNA אחת כל אחד ומסומנים nc. כך, במהלך ההפחתה או החלוקה הקטנה, נוצרים ארבעה תאים הפלואידים מתא דיפלואיד אחד.

5. הסבירו את משמעות המושגים "כרומוזומים הומולוגיים", "צימוד", "רקומבינציה".

כרומוזומים הומולוגיים זהים בצורתם, באורך, במבנה, בתפקודים, במיקום של הצנטרומר, הנושאים את אותם גנים. צימוד הוא התכנסות של כרומוזומים הומולוגיים לכל האורך במישור המשווני. רקומבינציה היא היווצרות של שילובים חדשים של גנים המתרחשים במהלך הצימוד של כרומוזומים הומולוגיים.

בית > הרצאה

הרצאה 15. מיוזיס, גמטוגנזה

מיוזיס – דרך מיוחדת לחלוקה של תאים אוקריוטיים, כתוצאה מכך נוצרים תאים עם קבוצה חצויה של כרומוזומים, לתאים שנוצרו יש קבוצה שונה של אללים גנים - הם שונים גנטית, תאים אלו הופכים לגמטות (בבעלי חיים) או לנבגים (בצמחים ופטריות).מיוזיס מורכבת משתי חלוקות רצופות שלפניהן שכפול DNA בודד. החלוקה המיוטית הראשונה (מיוזיס 1)שקוראים לו צִמצוּם, מכיוון שבמהלך חלוקה זו יורד מספר הכרומוזומים בחצי: מתא דיפלואיד אחד (2 נ4 ג) נוצרים שני הפלואידים (1 נ2 ג). שלב 1(בתחילה - 2 נ2 ג, בסופו של דבר - 2 נ4 ג) מתרחשת בדרך כלל ומלווה בצמיחה, סינתזה והצטברות של חומרים ואנרגיה הדרושים ליישום שתי החלוקים, גידול במספר האברונים, הכפלת צנטריולים, שכפול DNA, המסתיים בפרופאזה 1. פרופאזה 1(2 נ4 ג). השלב הארוך והמורכב ביותר של המיוזה. מורכב ממספר שלבים עוקבים. לפתוטהנה,שלב של חוטים דקים. הכרומוזומים מתעבים בצורה חלשה. הם כבר ביכרומטידים (כל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות אחיות), אבל הכרומטידות כל כך קרובות זו לזו עד שהכרומוזומים נראים כמו חוטים ארוכים ודקים. הטלומרים של הכרומוזומים עדיין מחוברים לממברנה הגרעינית בעזרת מבנים מיוחדים - דיסקים מצורפים.זיגוטן, שלב מיזוג החוטים. כרומוזומים הומולוגיים מתחילים להימשך זה לזה על ידי אזורים דומים ולצמוד. נְטִיָהנקרא תהליך התכנסות קרובה של כרומוזומים הומולוגיים. (תהליך הצימוד נקרא גם סינפסיס.). מתחיל התפוררות המעטפת הגרעינית לרסיסים, הצנטרולים מתפצלים לקטבים שונים של התא, נוצרים חוטי ציר הביקוע, הגרעינים "נעלמים", התעבות של כרומוזומים דו-כרומטידיים נמשך. יש תהליך שנעדר במיטוזה - נְטִיָה, תהליך של גישה קרובה וכרומוזומים הומולוגיים. זוג כרומוזומים הומולוגיים מצומדים נקרא דוּ עֶרכִּי(זהו זוג כרומוזומים), או טטרד(יש ארבע כרומטידות בדו ערכי). מאמינים שכל גן בא במגע עם הגן ההומולוגי של כרומוזום אחר, מספר הדו-ערכים שווה לקבוצת הכרומוזומים הפלואידית. פ

אורז. . הצלבה

אחיטנה, שלב חוטים עבים. תהליך הספירליזציה של הכרומוזומים נמשך, ובכרומוזומים הומולוגיים הוא מתרחש באופן סינכרוני. נראה בבירור שהכרומוזומים הם ביכרומטידים. בפאצ'יטן נצפה במיוחד מגע קרוב בין כרומטידים. האירוע החשוב ביותר של pachytene הוא הצלבה- חילופי אתרים בין כרומטידות שאינן אחיות של כרומוזומים הומולוגיים. מעבר מוביל לרקומבינציה ראשונה של גנים במהלך המיוזה. דיפלוטן. כרומוזומים בדו-וולנטיים מתפתלים ומתחילים להדוף אחד את השני. תהליך הדחייה מתחיל באזור הצנטרומר ומתפשט לכל אורך הביוולנטים. עם זאת, הם עדיין נשארים מחוברים זה לזה בנקודות מסוימות. הם נקראים כיאזמה.נקודות אלו מופיעות בנקודות ההצלבה. במהלך הגמטוגנזה, עד 50 צ'יאסמטה יכולות להיווצר בבני אדם. דיאקינזיס. הכרומוזומים מתקצרים ומתעבים ככל האפשר עקב ספירליזציה של הכרומטידים, המעטפת הגרעינית נהרסת כמעט לחלוטין. הצ'יאסמטה גולשת לכיוון קצוות הכרומטידות. מטפאזה 1 (2 נ4 ג) יש יישור של דו-וולנטיים במישור המשווה של התא, התקשרות של מיקרו-צינוריות של ציר החלוקה עם קצה אחד לצנטרולים, השני לצנטרומרים של הכרומוזומים, ולא לצנטרומרים של הכרומטידים, כפי שהיה מקרה במהלך מיטוזה. אנפאזה 1 (2 נ4 ג) - סטייה אקראית עצמאית של כרומוזומים דו-כרומטידיים לקטבים מנוגדים של התא (מכל זוג כרומוזומים הומולוגיים, כרומוזום אחד נע לקוטב אחד, השני לשני). מתרחשת שילוב שני של החומר הגנטי - לכל קוטב יש קבוצה הפלואידית של כרומוזומים דו-כרומטיים, חלקם אבהיים, חלקם אימהיים. כרומטידות רבות בכרומוזומים לאחר המעבר הפכו פְּסִיפָס, נושאים בו זמנית חלק מהגנים של האב והאם. טלופאז 1 (1 נ2 גבכל תא). יש היווצרות של ממברנות גרעיניות סביב קבוצות הפלואידיות של כרומוזומים דו-כרומטיים, חלוקת הציטופלזמה. מתא דיפלואידי אחד (2n4c) נוצרו שני תאים עם קבוצה הפלואידית של כרומוזומים (n2c), לכן חלוקה זו נקראת הפחתה. ו

אורז. . שינויים במערך הכרומוזומים וב-DNA בחלוקה 1 ו-2 של המיוזה.

שלב 2, או interkinesis (1 נ2 ג) מייצג הפסקה בין החלוקה המיוטית הראשונה והשנייה, משך תקופה זו משתנה באורגניזמים שונים - במקרים מסוימים, שני תאי הבת נכנסים מיד לחלוקה השנייה, ולעיתים החלוקה השנייה מתחילה לאחר מספר חודשים או שנים. אבל מכיוון שהכרומוזומים הם ביכרומטידים, לא מתרחשת שכפול DNA במהלך שלב 2. חלוקה מיוטית שנייה (מיוזיס 2)שקוראים לו שוויוני. פרופאזה 2 (1 נ2 ג). בקיצור, פרופאזה 1, הכרומטין מתעבה, אין צימוד ומעבר, מתרחשים תהליכים משותפים לפרופזה - התפוררות ממברנות גרעיניות לשברים, התפצלות של צנטריולים לקטבים שונים של התא, יצירת ציר ביקוע. חוטים. מטאפאזה 2 (1 נ2 ג). כרומוזומים דו-כרומטידיים מסתדרים במישור המשווני של התא, נוצרת לוח מטאפאזה נוצרים תנאים מוקדמים לרקומבינציה שלישית של חומר גנטי - כרומטידות רבות הן פסיפס ותלוי במיקומן בקו המשווה לאיזה קוטב הן יעברו. בעתיד. סיבי הציר מחוברים לצנטרומרים של הכרומטידים. אנפאזה 2 (2 נ2ג).ישנה חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים), מתרחש הרקומבינציה השלישית של החומר הגנטי. טלופאז 2 (1 נ1 גבכל תא). כרומוזומים מתעבים, נוצרות ממברנות גרעיניות, סיבי ציר נהרסים, נוקלאולי מופיעים, מתרחשת חלוקת ציטופלזמה (ציטוטומיה), וכתוצאה מכך נוצרים ארבעה תאים הפלואידים. המשמעות הביולוגית של המיוזה. מיוזיס הוא האירוע המרכזי של גמטוגנזה בבעלי חיים וספורוגנזה בצמחים. בעזרתו, הקביעות של מערך הכרומוזומים נשמרת - לאחר איחוי הגמטות, הכפלתו אינה מתרחשת. בזכות המיוזה נוצרים תאים שונים מבחינה גנטית, בגלל בתהליך המיוזה, הרקומבינציה של החומר הגנטי מתרחשת שלוש פעמים: עקב מעבר (פרופאזה 1), עקב סטייה אקראית ועצמאית של כרומוזומים הומולוגיים (אנאפאזה 1) ובשל סטייה אקראית של כרומטידים (אנפאזה 2). אמיטוזיס- חלוקה ישירה של גרעין הבין-פאזי על ידי התכווצות ללא ספירליזציה של כרומוזומים, ללא היווצרות של ציר ביקוע. לתאי הבת יש חומר גנטי שונה. ניתן להגביל אותו רק על ידי חלוקה גרעינית, מה שמוביל להיווצרות של תאים שניים ורב-גרעיניים. מתואר להזדקנות, שונה פתולוגית ונידון לתאי מוות. לאחר אמיטוזיס, התא אינו מסוגל לחזור למחזור המיטוטי הרגיל. בדרך כלל, הוא נצפה ברקמות מיוחדות מאוד, בתאים שכבר לא צריכים להתחלק - באפיתל, בכבד. גמטוגנזה. גמטות נוצרות בגונדות בלוטות המין. התפתחות הגמטות נקראת גמטוגנזה. תהליך היווצרות הזרע נקרא spermatogenesisויצירת ביציות ovogenesis (אוגנזה). מבשרי גמטות גמטוציטיםנוצרים בשלבים הראשונים של התפתחות העובר מחוץ לגונדות, ולאחר מכן נודדות לתוכם. שלושה אזורים (או אזורים) שונים מובחנים בגונדות - אזור הרבייה, אזור הגדילה, אזור ההבשלה של תאי הנבט. באזורים אלה מתרחשים שלבי הרבייה, הצמיחה וההתבגרות של גמטוציטים. ב-spermatogenesis קיים שלב נוסף - שלב ההיווצרות. שלב הרבייה.תאים דיפלואידים באזור זה של בלוטות המין (בלוטות המין) מתחלקים פעמים רבות על ידי מיטוזה. מספר התאים בגונדות הולך וגדל. הם נקראים אוגוניהו spermatogonia.שלב הצמיחה. בשלב זה, הצמיחה של spermatogonia ו oogonia, שכפול DNA מתרחש. התאים המתקבלים נקראים ביציות מסדר 1 וספרמטוציטים מסדר 1עם קבוצה של כרומוזומים ו-DNA 2n4s.שלב ההתבגרות.המהות של שלב זה היא מיוזה. גמטוציטים מסדר 1 נכנסים לחלוקה המיוטית הראשונה. כתוצאה מכך נוצרים גמטוציטים מסדר 2 (n2c), הנכנסים לחלוקה המיוטית השנייה, ונוצרים תאים בעלי קבוצה הפלואידית של כרומוזומים (nc) - ביצים וזרעונים מעוגלים. spermatogenesis כולל גם שלב הגיבושבמהלכו הופכות הזרעונים לזרעונים. spermatogenesis. במהלך ההתבגרות, התאים הדיפלואידים בצינוריות הזרע של האשכים מתחלקים בצורה מיטוטית, וכתוצאה מכך נוצרים תאים קטנים יותר הנקראים spermatogonia. חלק מהתאים המתקבלים עשויים לעבור חלוקות מיטוטיות חוזרות ונשנות, וכתוצאה מכך היווצרותם של אותם תאי זרע. החלק השני מפסיק להתחלק וגדל בגודלו, נכנס לשלב הבא של spermatogenesis - שלב הגדילה.תאי Sertoli מספקים הגנה מכנית, תמיכה ותזונה לפיתוח גמטות. spermatogonia מוגדל נקראים ספרמטוציטים מהסדר הראשון. שלב הגדילה מתאים לשלב 1 של המיוזה, כלומר. במהלכו, התאים מתכוננים למיוזה. האירועים העיקריים של שלב הגדילה הם שכפול דנ"א והצטברות חומרי הזנה. ספרמטוציטים מסדר 1 ( 2 נ4 שניות) נכנסים לחלוקה הראשונה (ההפחתה) של המיוזה, ולאחר מכן נוצרים ספרמטוציטים מהסדר השני ( נ2 ג). ספרמטוציטים מסדר 2 נכנסים לחלוקה השנייה (המשוונית) של המיוזה ונוצרים זרעונים מעוגלים ( nc). מ-spermatocyte אחד מהסדר הראשון, עולות ארבע זרעונים הפלואידים. שלב היווצרות מאופיין בעובדה שבתחילה זרעונים כדוריים עוברים סדרה של טרנספורמציות מורכבות, וכתוצאה מכך נוצרים זרעונים. בְּ

אורז. . spermatogenesis בצינוריות הזרע. מבנה הזרע:

1 - ראש; 2 - צוואר; 3 - מחלקת ביניים; 4 - דגלים; 5 - אקרוסום; 6 - ליבה; 7 - צנטריולים; 8 - מיטוכונדריה.

הזרעון האנושי מתחיל בגיל ההתבגרות, תקופת היווצרות הזרע היא שלושה חודשים, כלומר. כל שלושה חודשים, הזרעונים מתחדשים. זרע מתרחש באופן רציף וסינכרוני במיליוני תאים. מבנה הזרע. לזרע היונקים יש צורה של חוט ארוך.אורכו של הזרע האנושי הוא 50-60 מיקרון. במבנה הזרע ניתן להבחין בין "ראש", "צוואר", קטע ביניים וזנב. הראש מכיל את הגרעין ו אקרוסום. הגרעין מכיל קבוצה הפלואידית של כרומוזומים. אקרוזום (קומפלקס גולגי שונה) הוא אורגנואיד המכיל אנזימים המשמשים להמסת קרומי הביצה. יש שני צנטריולים בצוואר, ומיטוכונדריה בקטע הביניים. הזנב מיוצג על ידי אחד, במינים מסוימים שני דגלים או יותר. הדגל הוא אברון תנועה ודומה במבנהו לדגלים ולסיליה של פרוטוזואה. לתנועת דגלים, נעשה שימוש באנרגיה של קשרים מאקרו-אירגיים של ATP, סינתזת ATP מתרחשת במיטוכונדריה. הזרעון התגלה בשנת 1677 על ידי א' לוונהוק. אוווגנזה.בניגוד להיווצרות זרעונים, המתרחשת רק לאחר הגעה לגיל ההתבגרות, תהליך היווצרות הביציות בבני אדם מתחיל עוד בתקופה העוברית וזורם לסירוגין. בעובר מתממשים שלבי הרבייה והצמיחה במלואם, ומתחיל שלב ההתבגרות. עד שנולדה ילדה, יש בשחלותיה מאות אלפי ביציות מסדר 1, עצורות, "קפואות" בשלב הדיפלוטן של פרופאזה 1 של המיוזה. במהלך ההתבגרות, המיוזה תתחדש: מדי חודש בערך, תחת את ההשפעה של הורמוני המין, אחת הביציות מסדר 1 (לעיתים נדירות שתיים) תגיע מיוזה במטאפאזה 2ומבייצת בשלב זה. מיוזיס יכולה ללכת עד הסוף רק בתנאי הפריה, חדירת הזרע, אם לא מתרחשת הפריה, הביצית מסדר 2 מתה ומופרשת מהגוף.אווגנזה מתרחשת בשחלות, מחולקת לשלושה שלבים - רבייה, צמיחה והתבגרות. במהלך שלב הרבייה, אובוגוניה דיפלואידית מתחלקת שוב ושוב על ידי מיטוזה. שלב הגדילה מתאים לשלב 1 של המיוזה, כלומר. במהלכו מתרחשת הכנת התאים למיוזה, התאים גדלים באופן משמעותי עקב הצטברות של חומרים מזינים. האירוע העיקרי של שלב הגדילה הוא שכפול DNA. במהלך שלב ההתבגרות, תאים מתחלקים על ידי מיוזה. במהלך החלוקה הראשונה של המיוזה, הם נקראים ביציות מסדר 1. כתוצאה מהחלוקה המיוטית הראשונה, נוצרים שני תאי בת: קטן, הנקרא גוף קוטבי ראשון, והגדול יותר ביציות מסדר שני.

אורז. . הַפרָיָה:

1 - ציטופלזמה של ביציות מהסדר השני; 2 - צלחת מטאפאזה; 3 - קוטבי (גופי צמצום); 4 - קליפה מבריקה; 5 - הפריה; 6 - זרעונים; 7 - תאים זקיקים; 8 - פרונוקל נקבה; 9 - היווצרות הפרונקולוס הגברי; 10 - היתוך של פרוגרעינים.

IN

אורז. . אוווגנזה ו-spermatogenesis:

1 - ביציות מסדר 1; 2 - הגוף הקוטבי הראשון; 3 - ביציות מסדר 2; 4 - חלוקה של הגוף הקוטבי הראשון; 5 - היווצרות הגוף הקוטבי השני; 6 - שלושה גופים קוטביים; 7 - גרעין הביצית, מתמזג עם גרעין הזרע; 8 - זיגוטה; 9 - spermatocyte מהסדר הראשון; 10 - spermatocytes מהסדר השני; 11 - spermatids; 12 - זרעונים.

החלוקה השנייה של המיוזה מגיעה לשלב מטפאזה 2, בשלב זה מתרחש ביוץ - הביצית יוצאת מהשחלה ונכנסת לחצוצרות. אם זרע חודר לביצית, החלוקה המיוטית השנייה ממשיכה עד הסוף עם היווצרות הביצית והגוף הקוטבי השני, והגוף הקוטבי הראשון עם היווצרות הגופים הקוטביים השלישי והרביעי. כך, כתוצאה ממיוזה, נוצרת ביצה אחת ושלושה גופים קוטביים מביצית אחת מסדר 1. מבנה הביצה.צורת הביצים בדרך כלל עגולה. גודל הביצים משתנה מאוד - מכמה עשרות מיקרומטרים ועד כמה סנטימטרים (ביצת אדם היא כ-120 מיקרון). המאפיינים המבניים של תאי הביצה כוללים: נוכחות של ממברנות הממוקמות על גבי קרום הפלזמה; והנוכחות בציטופלזמה של עוד

או פחות מכמות גדולה של רזרבה של חומרים מזינים. ברוב החיות, לביצים יש ממברנות נוספות הממוקמות על גבי הממברנה הציטופלזמית. בהתאם למקור, ישנם: קונכיות ראשוניות, משניות ושלישוניות. ממברנות ראשוניות נוצרות מחומרים המופרשים מהביצית ואולי תאי זקיק. נוצרת שכבה במגע עם הממברנה הציטופלזמית של הביצה. הוא מבצע תפקיד מגן, מספק חדירה ספציפית למין של הזרע, כלומר, אינו מאפשר לזרעונים ממינים אחרים לחדור לביצית. אצל יונקים, קרום זה נקרא מַברִיק. ממברנות משניות נוצרות על ידי הפרשות של תאים זקיקים בשחלה. לא לכל הביצים יש אותן. הממברנה המשנית של ביצי חרקים מכילה תעלה - מיקרופיל, שדרכה נכנס הזרע לביצית. ממברנות שלישוניות נוצרות עקב פעילותן של בלוטות מיוחדות של האובידוקטים. לדוגמה, מהסודות של בלוטות מיוחדות נוצרים בציפורים ובזוחלים חלבון, קלף תחתון, קונכייה וממברנות על.

ממברנות משניות ושלישוניות, ככלל, נוצרות בביצים של בעלי חיים, שעובריהם מתפתחים בסביבה החיצונית. מכיוון שליונקים יש התפתחות תוך רחמית, לביציהם יש רק ראשוני, מַברִיקקליפה שעליה כתר זוהר- שכבה של תאים זקיקים המספקים חומרים מזינים לביצית.

ביצת יונק:

1 - ביציות מסדר 2 בשלב המטאפאזה 2; 2 - קליפה מבריקה; 3 - כתר זוהר; 4 - הגוף הקוטבי הראשון.

סוגי ביצים של כורדאטים:

1 - alecithal; 2 - איזולציטל; 3 - טלוציטלי בינוני; 4 - טלוציטלי חד.

בביצים ישנה הצטברות של אספקת חומרי הזנה, הנקראת חלמון. הוא מכיל שומנים, פחמימות, RNA, מינרלים, חלבונים, וחלק הארי שלו מורכב מליפופרוטאינים וגליקופרוטאין. החלמון כלול בציטופלזמה, בדרך כלל בצורה של גרגירי חלמון. כמות אבות המזון המצטברת בתא הביצית תלויה בתנאים שבהם העובר מתפתח. לכן, אם התפתחות הביצה מתרחשת מחוץ לגוף האם ומובילה להיווצרות בעלי חיים גדולים, אז החלמון יכול להיות יותר מ-95% מנפח הביצה. ביצי יונקים המתפתחות בתוך גוף האם מכילות כמות קטנה של חלמון - פחות מ-5%, שכן העוברים מקבלים מהאם את אבות המזון הנחוצים להתפתחות, בהתאם לכמות החלמון שמכילה, מבחינים בין סוגי הביצים הבאים: אלציטל(לא מכיל חלמון או בעל כמות קטנה של תכלילים של חלמון - יונקים, תולעים שטוחות); איזולציטלי(עם חלמון מפוזר באופן שווה - קיפוד, קיפוד ים); טלוציטלי בינוני(עם חלמון בחלוקה לא אחידה - דגים, דו-חיים); טלוציטלי חד(החלמון תופס חלק גדול, ורק שטח קטן מהציטופלזמה על קוטב החיות פנוי ממנו - ציפורים). עקב הצטברות חומרי הזנה, מופיעה קוטביות בביצים. קטבים מנוגדים נקראים וגטטיביו בעל חיים. הקיטוב מתבטא בכך שיש שינוי במיקום הגרעין בתא (הוא עובר לכיוון קוטב החי), וכן בהפצת תכלילים ציטופלזמיים (בהרבה ביצים כמות החלמון עולה מה- חיה לקוטב הצומח). ביצת האדם התגלתה בשנת 1827 על ידי K .M.Baer. הַפרָיָה.הפריה היא תהליך איחוי של תאי נבט, המוביל ליצירת זיגוטה. תהליך ההפריה בפועל מתחיל ברגע המגע בין הזרע לביצית. ברגע של מגע כזה, קרום הפלזמה של הצמח האקרוזומלי וחלק הממברנה של השלפוחית ​​האקרוזומלית הסמוך לו מתמוססים, האנזים היאלורונידאז וחומרים פעילים ביולוגית אחרים הכלולים באקרוזום משתחררים החוצה וממיסים את החלק של קרום הביצה. לרוב, הזרעון נמשך לחלוטין לתוך הביצית, לפעמים הדגל נשאר בחוץ ומושלך. מרגע כניסת הזרע לביצית, הגמטות מפסיקות להתקיים, שכן הן יוצרות תא בודד - הזיגוטה. גרעין הזרע מתנפח, הכרומטין שלו מתרופף, הממברנה הגרעינית מתמוססת, והוא הופך לפרונקולוס זכרי. זה מתרחש במקביל להשלמת החלוקה השנייה של המיוזה של גרעין הביצית, שהתחדשה עקב הפריה. בהדרגה, גרעין הביצית הופך לפרונקולוס נקבי. הגרעינים נעים למרכז הביצית, מתרחשת שכפול ה-DNA, ולאחר האיחוד שלהם, מערכת הכרומוזומים וה-DNA של הזיגוטה הופכים 2n4c. האיחוד של פרוגרעינים הוא למעשה הפריה. לפיכך, ההפריה מסתיימת ביצירת זיגוטה בעלת גרעין דיפלואידי, בהתאם למספר הפרטים המשתתפים ברבייה המינית, ישנם: הפריה הדדית - הפריה בה לוקחים חלק גמטות שנוצרו על ידי אורגניזמים שונים; הפריה עצמית - הפריה בה מתמזגים גמטות שנוצרו על ידי אותו אורגניזם (תולעי סרט). רְבִיַת בְּתוּלִים- רבייה בתולה, אחת מצורות הרבייה המינית, שבה לא מתרחשת הפריה, אורגניזם חדש מתפתח מביצית לא מופרית. הוא מופיע במספר מיני צמחים, חסרי חוליות וחולייתנים, למעט יונקים, בהם עוברים פרתנוגנטיים מתים בשלבים הראשונים של העובר. פרתנוגנזה יכולה להיות מלאכותית וטבעית.פרתנוגנזה מלאכותית נגרמת ע"י אדם ע"י הפעלת הביצית ע"י חשיפתה לחומרים שונים, גירוי מכני, עליית טמפרטורה ועוד. בפרטנוגנזה טבעית הביצית מתחילה להתפרק ולהתפתח לעובר ללא השתתפות של זרע, רק בהשפעת סיבות פנימיות או חיצוניות. בְּ קבוע (מחייב) בפרטנוגנזה, ביצים מתפתחות רק מבחינה פרטנוגנטית, למשל, אצל לטאות סלע קווקזיות. כל בעלי החיים מהמין הזה הם נקבות בלבד. אופציונאליבפרטנוגנזה, עוברים מתפתחים הן מבחינה פרטנוגנטית והן מבחינה מינית. דוגמה קלאסית היא שבדבורים, כלי הזרע של הרחם מתוכנן כך שיוכל להטיל ביציות מופרות ולא מופרות, ומזל"טים מתפתחים מביצים לא מופרות. ביצים מופרות מתפתחות לזחלים של דבורים עובדים - נקבות לא מפותחות, או מלכות - בהתאם לאופי התזונה של הזחלים. בְּ מחזוריתפרתנוגנזה, פרתנוגנזה מתחלפת עם רבייה מינית תקינה - כל הקיץ בדפניות ובכנימות מתרחשת רבייה פרתנוגנטית ונולדות רק נקבות, ובסתיו מופיעים גם זכרים וגם נקבות ומתרחשת רבייה מינית. מבחינה פרתנוגנטית, גם זחלים של כמה בעלי חיים יכולים להתרבות, פרתנוגנזה כזו נקרא פדוגנזה. לדוגמה, אצל זרמים, רבייה פרתנוגנטית נצפית בשלב הזחל. מונחים ומושגים מרכזיים 1. מיוזיס. 2. צמצום, חלוקת משוואות. 3. ביוולנטי, טטרד. 4. צימוד. 5. מעבר. 6. אמיטוזיס. 7. Spermatogonia, spermatocytes מסדר 1, 2, spermatids. 8. אקרוסום. 9. אווגוניה, ביציות מסדר 1, 2. 10. נדן מבריק, כתר זוהר. 11. מוטות בעלי חיים וצמחים של הביצה. 12. פרתנוגנזה היא חובה, פקולטטיבית, מחזורית. 13. פדוגנזה. שאלות ביקורת חיוניות

מאפיינים של פרופאזה ומטאפאזה של החלוקה הראשונה של המיוזה.

מיוזיס (מיוונית. מיוזה- ירידה) הוא סוג מיוחד של חלוקה של תאים אוקריוטיים, שבו, לאחר שכפול יחיד של DNA, התא מחולק פעמיים , ומתא דיפלואיד אחד נוצרים 4 תאים הפלואידים. מורכב מ-2 חטיבות רצופות (מסומן על ידי II ו-II); כל אחד מהם, כמו מיטוזה, כולל 4 שלבים (פרופאזה, מטאפאזה, אנפאזה, טלופאז) וציטוקינזיס.

שלבי המיוזה:

פרופאזה אני , זה מורכב, מחולק ל-5 שלבים:

1. לפטונמה (מיוונית. לפטוס- רזה, נמה- חוט) - כרומוזומים מסתחררים ונהיים גלויים כחוטים דקים. כל כרומוזום הומולוגי כבר משוכפל ב-99.9% ומורכב משתי כרומטידות אחיות המחוברות זו לזו באזור הצנטרומר. התוכן של החומר הגנטי - 2 נ 2 xp 4 ג. כרומוזומים בעזרת אשכולות חלבונים ( דיסקים מצורפים ) מחוברים בשני הקצוות לממברנה הפנימית של המעטפת הגרעינית. הממברנה הגרעינית נשמרת, הגרעין נראה לעין.

2. זיגונמה (מיוונית. זיגון - בזוג) - כרומוזומים דיפלואידים הומולוגיים ממהרים זה לזה ומתחברים תחילה באזור הצנטרומר, ולאחר מכן לכל האורך ( נְטִיָה ). נוצרים דו-ערכיים (מ-lat. דוּ - כפול, valens- חזק), או טטראדים כרומטידות. מספר הדו-ערכים מתאים לקבוצת הכרומוזומים הפלואידית, ניתן לכתוב את התוכן של החומר הגנטי כ 1 נ 4 xp 8 ג. כל כרומוזום בדו ערכי אחד מגיע מהאב או מהאם. כרומוזומי מיןממוקם ליד הממברנה הגרעינית הפנימית. אזור זה נקרא שלפוחית ​​מינית.

בין כרומוזומים הומולוגיים בכל דו ערכי, מתמחה קומפלקסים סינפטונליים (מיוונית. סינפסיס- קשר, חיבור), שהם מבני חלבון. בהגדלה גבוהה, הקומפלקס מראה שני חוטי חלבון מקבילים, כל אחד בעובי 10 ננומטר, מחוברים ברצועות רוחביות דקות בגודל של כ-7 ננומטר; כרומוזומים בצורת לולאות רבות שוכנים משני הצדדים שלהם.

במרכז המתחם עוברים אלמנט צירי עובי 20-40 ננומטר. המתחם הסינפטונלי מושווה ל סולם חבלים שצלעותיו נוצרות על ידי כרומוזומים הומולוגיים. השוואה מדויקת יותר היא רוכסן .

עד סוף הזיגונמה, כל זוג של כרומוזומים הומולוגיים מחובר זה לזה על ידי קומפלקסים סינפטונמיים. רק כרומוזומי המין X ו-Y אינם מצומדים באופן מלא, מכיוון שהם אינם הומולוגיים לחלוטין.

3. ב פאצ'ינמה (מיוונית. pahys- עבה) דו ערכיים מתקצרים ומתעבים. בין הכרומטידות ממקור אימהי לאבי, מתרחשים קשרים בכמה מקומות - כיאזמה (מיוונית ג היאזמה- צלב). באזור כל כיאזמה נוצר קומפלקס של חלבונים המעורבים ב ריקומבינציה (ד ~ 90 ננומטר), ויש החלפה של החלקים המתאימים של כרומוזומים הומולוגיים - מאבה לאימהי ולהיפך. תהליך זה נקרא הצלבה (מאנגלית. עםrossing- על- פרשת דרכים). בכל אדם דו ערכי, למשל, מעבר מתרחש בשניים עד שלושה אתרים.

4. ב דיפלונום (מיוונית. דיפלו- קומפלקסים סינפטונמיים כפולים מתפרקים, והכרומוזומים ההומולוגיים של כל דו ערכי להתרחק אחד מהשני, אבל הקשר ביניהם נשמר באזורי הכיאזמה.

5. דיאקינזיס (מיוונית. diakinein- עובר דרך). בדיאקינזיס, העיבוי של הכרומוזומים הושלם, הם מופרדים מהמעטפת הגרעינית, אך הכרומוזומים ההומולוגיים ממשיכים להישאר מחוברים זה לזה על ידי מקטעי הקצה, והכרומטידות האחיות של כל כרומוזום הן צנטרומרים. דו-וולנטיים לובשים צורה מוזרה טבעות, צלבים, שמיניותוכו' בזמן זה, המעטפת הגרעינית והנוקלאולי מושמדים. צנטריולים משוכפלים נשלחים אל הקטבים, סיבי ציר מחוברים לצנטרומרים של כרומוזומים.

באופן כללי, הפרופזה של המיוזה היא ארוכה מאוד. עם התפתחות הזרע הוא יכול להימשך מספר ימים, ועם התפתחות הביציות, למשך שנים רבות.

מטאפאזה אני דומה לשלב דומה של מיטוזה. כרומוזומים מותקנים במישור המשווני, ויוצרים לוח מטאפאזה. בניגוד למיטוזה, מיקרו-צינוריות ציר מחוברות לצנטרומר של כל כרומוזום רק בצד אחד (מצד הקוטב), בעוד שהצנטרומרים של הכרומוזומים ההומולוגיים ממוקמים משני צידי קו המשווה. הקשר בין כרומוזומים בעזרת כיאזמה ממשיך להישמר.

IN אנפאזה אני chiasmata מתפרקים, כרומוזומים הומולוגיים נפרדים זה מזה ומתפצלים לכיוון הקטבים. צנטרומריםהכרומוזומים האלה, לעומת זאת, בניגוד לאנפאזה של מיטוזה, לא משוכפל, כלומר, כרומטידות אחיות אינן מתפצלות. ההבדל בין הכרומוזומים הוא דמות אקראית. התוכן של מידע גנטי הופך 1 נ 2 xp 4 גבכל קוטב של התא, אבל באופן כללי בתא - 2(1 נ 2 xp 4 ג) .

IN טלופאז אני , כמו במיטוזה, נוצרים ממברנות גרעיניות ונוקלאולים, ה תלם ביקוע.אז בא ציטוקינזיס . שלא כמו מיטוזה, דה-פירליזציה של כרומוזומים אינה מתרחשת.

כתוצאה ממיוזה I, נוצרים 2 תאי בת המכילים קבוצה הפלואידית של כרומוזומים; לכל כרומוזום יש 2 כרומטידות (רקומביננטיות) שונות גנטית: 1 נ 2 xp 4 ג. לכן, כתוצאה ממיוזה אני מתרחשת צִמצוּם (חציית) מספר הכרומוזומים, ומכאן שמה של החלוקה הראשונה - צִמצוּם .

לאחר סיום המיוזה I, יש תקופה קצרה - interkinesis , שבמהלכו אין שכפול DNA והכפלה של כרומטידות.

פרופאזה II הוא קצר מועד, וצימוד כרומוזומים אינו מתרחש.

IN מטאפאזה II הכרומוזומים מסתדרים במישור קו המשווה.

IN אנפאזה II ה-DNA בצנטרומר משתכפל, כפי שזה קורה באנפאזה של מיטוזה, הכרומטידות מתפצלות לכיוון הקטבים.

לאחר טלופאז II ו ציטוקינזיס II תאי בת נוצרים עם תוכן של חומר גנטי בכל - 1 נ 1 xp 2 ג. באופן כללי, החלוקה השנייה נקראת שוויוני (שיוויון).

אז, כתוצאה משתי חלוקות רצופות של מיוזה, נוצרים 4 תאים, שכל אחד מהם נושא קבוצה הפלואידית של כרומוזומים.

פרופאזה 2 (1n2c). בקיצור, פרופאזה 1, הכרומטין מעובה, אין צימוד ומעבר, מתרחשים תהליכים שרגילים לפרופזה - התפוררות ממברנות גרעיניות לשברים, סטייה של צנטריולים לקטבים שונים של התא, היווצרות חוטי ציר ביקוע.

מטאפאזה 2 (1n2c). כרומוזומים דו-כרומטידיים מסתדרים במישור המשווני של התא, ויוצרים לוח מטאפאזה.
נוצרים תנאים מוקדמים לרקומבינציה השלישית של חומר גנטי - כרומטידות רבות הן פסיפס וזה תלוי במיקומן בקו המשווה לאיזה קוטב הן יעברו בעתיד. סיבי הציר מחוברים לצנטרומרים של הכרומטידים.

אנפאזה 2 (2n2c). ישנה חלוקה של כרומוזומים דו-כרומטידים לכרומטידים והתפצלות של כרומטידות אחיות אלו לקטבים מנוגדים של התא (במקרה זה, הכרומטידים הופכים לכרומוזומים חד-כרומטידים עצמאיים), מתרחש הרקומבינציה השלישית של החומר הגנטי.

טלופאז 2 (1n1cבכל תא).כרומוזומים מתעבים, נוצרות מעטפות גרעיניות, סיבי ציר נהרסים, נוקלאולי מופיעים, מתרחשת חלוקת ציטופלזמה (ציטוטומיה) וכתוצאה מכך נוצרו ארבעה תאים הפלואידים.

5. ההבדל בין מיוזה I למיוזה II

1. לחלוקה הראשונה קדם שלב אינטרפאזציה עם שכפול כרוומה, בחלוקה השנייה אין שכפול של חומר גנטי, כלומר אין שלב סינתטי.

2. הנבואה של החלוקה הראשונה ארוכה.

3. בחלוקה הראשונה מצומדים כרומוזומים ו
הצלבה.

4. בחלוקה הראשונה מתפצלים לקטבים כרומוזומים הומולוגיים (דו-וולנטיים המורכבים מזוג כרומטידים), ובשנייה - כרומטידות.

מיוזיס: 1 - לפטוטן; 2 - זיגוטן; 3 - pachytene; 4 - דיפלוטן; 5 - דיאקינזיס; 6 - מטאפאזה 1; 7 - אנפאזה 1; 8 - טלופזה 1; 9 - נבואה 2; 10 - מטאפאזה 2; 11 - אנפאזה 2; 12 - טלופזה 2.

6. הבדלים בין מיוזה למיטוזה

1. יש חלוקה אחת במיטוזה, ושתיים במיוזה (בשל כך מתקבלים 4 תאים).

2. בפרוזה של החלוקה הראשונה של המיוזה, מתרחשים צימוד (התקרבות של כרומוזומים הומולוגיים) והצלבה (החלפת קטעים של כרומוזומים הומולוגיים), זה מוביל לרקומבינציה (רקומבינציה) של מידע תורשתי.

3. באנפאזה של החלוקה הראשונה של המיוזה, מתרחשת סטייה עצמאית של כרומוזומים הומולוגיים (כרומוזומים דו-כרומטידיים מתפצלים לקטבים של התא). זה מוביל לרקומבינציה והפחתה.

4. במעבר בין שתי חלוקות של מיוזה לא מתרחשת הכפלת כרומוזומים, מאחר שהם כבר כפולים.

5. לאחר המיטוזה מתקבלים שני תאים ולאחר המיוזה ארבעה.

6. לאחר מיטוזה מתקבלים תאים סומטיים (תאי הגוף) ולאחר המיוזה תאי מין (גמטות - זרעונים וביצים; בצמחים מתקבלים נבגים לאחר מיוזה).

7. לאחר מיטוזה מתקבלים תאים (עותקים) זהים, ולאחר מיוזה - שונים (משלב מידע תורשתי מחדש).

8. לאחר המיטוזה, מספר הכרומוזומים בתאי הבת נשאר כפי שהיה בתא האם, ולאחר המיוזה הוא יורד פי 2 (יש הפחתה במספר הכרומוזומים, אם הוא לא היה שם, אז לאחר כל הפריה מספר הכרומוזומים יגדל פעמיים; הפחתת חילופין והפריה מבטיחות את קביעות מספר הכרומוזומים).

7. המשמעות הביולוגית של המיוזה

מיוזיס הוא האירוע המרכזי של גמטוגנזה בבעלי חיים וספורוגנזה בצמחים. בעזרתו, הקביעות של מערך הכרומוזומים נשמרת - לאחר איחוי הגמטות, הכפלתו אינה מתרחשת. בזכות המיוזה נוצרים תאים שונים מבחינה גנטית, בגלל בתהליך המיוזה, הרקומבינציה של החומר הגנטי מתרחשת שלוש פעמים: עקב מעבר (פרופאזה 1), עקב סטייה אקראית ועצמאית של כרומוזומים הומולוגיים (אנאפאזה 1) ובשל סטייה אקראית של כרומטידים (אנפאזה 2).

8. שיטות רבייה של אורגניזמים

9. ההבדל בין רבייה מינית וא-מינית

10. הצורות העיקריות של רבייה א-מינית: חלוקה לשניים (מיטוזה), חלוקה מרובה (סכיזוגוניה), ניצנים, פיצול, נבגים, רבייה וגטטיבית, פוליאמבריוניה).

רבייה א-מינית היא תהליך ההופעה של יחידי בנות מאחד או מקבוצה של תאים סומטיים בגוף האם. שיטת רבייה זו עתיקה יותר. זה מבוסס על חלוקת תאים מיטוטי. המשמעות של רבייה א-מינית טמונה בעלייה המהירה במספר הפרטים, שכמעט ואינם שונים זה מזה. ישנן את הצורות הבאות של רבייה א-מינית:

1. חלוקה לשניים- מוביל להופעתם של שני אורגניזמים בת מאורגניזם אב אחד. זוהי צורת החלוקה השולטת בפרוקריוטים ובפרוטוזואה. בעלי חיים חד-תאיים שונים מתחלקים בצורה שונה. אז, flagellates מחולקים לאורך, ו ciliates - לרוחב. חלוקה כזו מצויה גם בבעלי חיים רב-תאיים - coelenterates (חלוקה אורכית במדוזות) ותולעים (חלוקה רוחבית ב-annelids).

3. ניצנים- הצטברות של תאים מופיעה על גוף האורגניזם של האם, הגדל ובהדרגה מקבל דמיון לפרט של האם. ואז הפרט הבת נפרד ומתחיל לנהל קיום עצמאי. רבייה כזו נפוצה בקרב אורגניזמים רב-תאיים נמוכים יותר (ספוגים, קוולנטרטים, בריוזונים, כמה תולעים וחסונים). לפעמים יחידי הבת אינם נפרדים לחלוטין מההורה, מה שמוביל להיווצרות מושבות.

4. פיצול- יש התפוררות של הגוף של אורגניזם רב תאי לחלקים, שהופכים מאוחר יותר לפרטים עצמאיים (תולעים שטוחות, echinoderms).

5.נבגים- האורגניזם הבת מתפתח מתא נבגים מיוחד.

ישנן שתי צורות עיקריות של רבייה א-מינית בצמחים: רבייה וגטטיבית ופורולציה.רבייה וגטטיבית של צמחים חד-תאיים מתבצעת על ידי חלוקה פשוטה של ​​תא אחד לשניים. בפטריות צורותיה מגוונות יותר - ספיגה (עובשים, כובעים) וניצנים (שמרים). באנגיוספרמים, רבייה וגטטיבית מתרחשת עקב איברים וגטטיביים (שאינם מין) - שורש, גזע, עלה.

יש מיני בעלי חיים מסוימים פוליאמבריוניה- רבייה א-מינית של העובר שנוצר על ידי רבייה מינית. לדוגמה, בארמדיל בשלב הבלסטולה, החומר התאי של עובר אחד מתחלק בין 4-8 עוברים, שמהם מתפתחים לאחר מכן פרטים מלאים. כתוצאה מפוליאמבריונות, תאומים זהים נולדים בבני אדם.

11. הצורות העיקריות של רבייה מינית באורגניזמים חד-תאיים (צימוד, הזדווגות) ובאורגניזמים רב-תאיים (ללא הפריה (פרטנוגנזה) ועם הפריה).

רבייה מינית נצפית במחזורי החיים של כל הקבוצות העיקריות של אורגניזמים. השכיחות של רבייה מינית מוסברת על ידי העובדה שהיא מספקת מגוון גנטי משמעותי, וכתוצאה מכך, השונות הפנוטיפית של הצאצאים.

בסיס הרבייה המינית הוא התהליך המיני, שמהותו היא לשלב בחומר התורשתי להתפתחות צאצא של מידע גנטי משני מקורות שונים - הורים.

אחת הצורות של התהליך המיני היא נְטִיָה. במקרה זה, מתרחש חיבור זמני של שני פרטים לצורך החלפה (רקומבינציה) של חומר תורשתי, למשל, בריסיות. כתוצאה מכך, מופיעים פרטים שונים גנטית מהאורגניזמים ההוריים, אשר מבצעים לאחר מכן רבייה א-מינית. מספר הריצות לאחר הצימוד אינו משתנה, כך שאי אפשר לדבר במובן המילולי של רבייה במקרה זה.

בפרוטוזואה, התהליך המיני יכול להתבצע גם בצורה הזדווגות - היתוך של שני פרטים לאחד, איחוד ושילוב מחדש של חומר תורשתי. יתר על כן, אדם כזה מתרבה על ידי חלוקה.

כדי להשתתף ברבייה מינית באורגניזמים הוריים, מייצרים גמטות - תאים המתמחים להבטיח את התפקוד היצרני. היתוך של הגמטות האימהיות והאביות מוביל להופעתה של זיגוטה - תא שהוא פרט בת בשלב הראשון, המוקדם ביותר של התפתחות הפרט.

בחלק מהאורגניזמים נוצרת זיגוטה כתוצאה מאיחוד גמטות שאינן שונות במבנה - התופעה איזוגמיה. ברוב המינים, תאי המין מחולקים לאמהיים (ביצים) ולאביים (זרעונים) לפי מאפיינים מבניים ותפקודיים.

לפעמים התפתחות של אורגניזם בת מגיעה מביצית לא מופרית. תופעה זו נקראת התפתחות בתולה או רְבִיַת בְּתוּלִים. במקרה זה, ה-DNA של הביצית הוא לרוב המקור לחומר תורשתי להתפתחות הצאצאים - התופעה גינוגנזה.פחות נפוץ אנדרוגנזה- התפתחות של צאצא מתא עם ציטופלזמה ביציות וגרעין זרע. הגרעין של הגמטה הנשית מת במקרה של אנדרוגנזה.

12. המשמעות הביולוגית של רבייה מינית

בשלב מסוים של האבולוציה באורגניזמים רב-תאיים, התברר שהתהליך המיני כדרך להחלפת מידע גנטי בין פרטים בתוך מין קשור לרבייה. במהלך רבייה מינית, הפרטים החדשים המתקבלים נבדלים בדרך כלל מההורים וזה מזה על ידי שילוב של אללים גנים. שילובים חדשים של כרומוזומים וגנים באים לידי ביטוי אצל צאצאים בשילוב חדש של תכונות. כתוצאה מכך, קיים מגוון גדול של פרטים בתוך אותו מין. לפיכך, המשמעות הביולוגית של רבייה מינית טמונה לא רק ברבייה עצמית, אלא גם בהבטחת התפתחותם ההיסטורית של מינים, כלומר החיים ככאלה. זה מאפשר לנו להתייחס לרבייה מינית מתקדמת יותר מבחינה ביולוגית מאשר רבייה א-מינית.

13. spermatogenesis

תהליך היווצרות תאי נבט זכריים הוא spermatogenesis. כתוצאה מכך, זרעונים נוצרים.

ישנן 4 תקופות ב-spermatogenesis: רבייה, גדילה, התבגרות (מיוזיס) והיווצרות (איור 3).

בעונת הרבייה תאי נבט מקוריים לא מובחנים spermatogonia , או גוניה מתחלקת על ידי מיטוזה רגילה. לאחר שעשו כמה חלוקות כאלה, הם נכנסים במהלך תקופת הצמיחה. בשלב זה קוראים להם spermatocytes מסדר 1 (או ציטים מסדר 1). הם מטמיעים חומרים מזינים באופן אינטנסיבי, גדלים, עוברים מבנה מחדש פיזי וכימי עמוק, וכתוצאה מכך הם מתכוננים לשלישי תקופה - התבגרות, או מיוזה .

במיוזה, spermatocytes I עוברים שני תהליכים של חלוקת תאים. בחלוקה הראשונה (הפחתה) יש ירידה במספר הכרומוזומים (הפחתה). כתוצאה מכך, מציט אחד I, עולים שני תאים בגודל שווה - spermatocytes מהסדר השני, או ציטים II. ואז מגיעה החלוקה השנייה של התבגרות. זה ממשיך כרגיל מיטוזה סומטית, אבל עם מספר הפלואידי של כרומוזומים. חלוקה כזו נקראת שוויונית ("שוויון" - שוויון), שכן נוצרים שניים זהים, כלומר. תאים שווים לחלוטין, אשר נקראים spermatids.

בתקופה הרביעית - הגיבוש - זרע מעוגל לובש צורה של תא רבייה זכר בוגר: דגלון גדל בו, הגרעין מתעבה ונוצר קליפה. כתוצאה מכל התהליך של spermatogenesis, מכל spermatogenesis ראשוני, מתקבלים 4 תאי נבט בוגרים, המכילים כל קבוצה הפלואידית של כרומוזומים.

על איור. 4 הוא תרשים של תהליכים של spermatogenesis ו-spermiogenesis בבני אדם. ספרמטוגנזה מתרחשת בצינוריות הזרע המפותלים של האשכים.התפתחות הזרע מתחילה במהלך ההתפתחות הטרום לידתית במהלך הנחת רקמות יצירתיות, לאחר מכן מתחדשת במהלך ההתבגרות ונמשכת עד גיל מבוגר.

תאי נבט זכריים אינם מתפתחים בנפרד, הם גדלים בשיבוטים ומקושרים ביניהם על ידי גשרים ציטופלזמיים. קיימים גשרים ציטופלסמיים בין spermatogonia, spermatocytes ו-spermatids. בסוף שלב ההיווצרות משתחררים זרעונים מגשרים ציטופלזמיים. בבני אדם, התפוקה היומית המקסימלית של זרעונים היא 108, משך קיומו של זרע בנרתיק עד 2.5 שעות ובצוואר הרחם עד 48 שעות.

14. אוווגנזה. מושג המחזור החודשי

תהליך ההתפתחות של תאי נבט נשיים נקרא אוגנזה (אוגנזה).

ישנן 3 תקופות בביצית: רבייה, גדילה והתבגרות.

תאי נבט נשיים לא מובחנים אוגוניה - להתרבות באותו אופן כמו spermatogonia, על ידי מיטוזה רגילה.

לאחר החלוקה, הם הופכים ביציות מהסדר הראשון ולהיכנס לצמיחה. גידול ביציות נמשך זמן רב מאוד - שבועות, חודשים ואפילו שנים.

ואז הביצית מהסדר הראשון נכנסת לתקופת ההתבגרות, או המיוזה. גם כאן מתרחשות צמצום וחלוקות משוואה. תהליכי החלוקה בגרעין מתנהלים באותו אופן כמו במהלך מיוזה של spermatocytes, אך גורל הציטופלזמה שונה לחלוטין. במהלך חלוקת ההפחתה, גרעין אחד נושא עמו את רוב הציטופלזמה, ורק חלק לא משמעותי ממנו נשאר לחלקו של האחר. לכן נוצר רק תא אחד מלא - ביציות מסדר II, והקטן השני הוא גוף כיווני, או צמצום, שניתן לחלקו לשני גופי צמצום.

במהלך החלוקה השנייה, המשוונית, חוזרת ההתפלגות הא-סימטרית של הציטופלזמה ושוב נוצר תא אחד גדול - האובוטידה והגוף הקוטבי השלישי. האובוטידה, מבחינת הרכב הגרעין ומבחינה תפקודית, היא תא נבט בוגר לחלוטין.

תקופת ההיווצרות, שלא כמו spermatogenesis, נעדרת באוגנזה.

לפיכך, באוגנזה, רק תא ביצה בוגר אחד נובע מאווגון אחד. גופים קוטביים נותרים לא מפותחים ועד מהרה מתים והם עוברים פגוציטוזה על ידי תאים אחרים. גמטות נשיות בוגרות נקראות ביצים או ביצים, ואלה המופקדות במים נקראות קוויאר.

התפתחות תאי נבט נשיים מתרחשת בשחלות. עונת הרבייה מתחילה באוגוניה בעודה בעובר ומפסיקה עם לידת הילדה.

תקופת הצמיחה במהלך אוגנזה ארוכה יותר, מכיוון. בנוסף להכנה למיוזה, מתבצעת הצטברות של אספקת חומרים מזינים, אשר תידרש בעתיד לחלוקות הראשונות של הזיגוטה. בשלב של צמיחה קטנה, נוצר מספר רב של סוגים שונים של RNA.

במהלך תקופה של צמיחה גדולה, התאים הזקיקים של השחלה יוצרים מספר שכבות סביב הביצית מהסדר הראשון,מה שמקל על העברה של חומרים מזינים המסונתזים במקומות אחרים לתוך הציטופלסמה של הביצית.

בבני אדם, תקופת הגדילה של ביציות יכולה להיות 12-50 שנים. לאחר השלמת תקופת הגדילה, הביצית מהסדר הראשון נכנסת לתקופת ההתבגרות.

כתוצאה מכך, במהלך האוגנזה מתקבלים 4 תאים, מתוכם רק אחד יהפוך מאוחר יותר לביצית, ו-3 הנותרים (גופים קוטביים) מצטמצמים. המשמעות הביולוגית של שלב זה של אוגנזה היא לשמר את כל החומרים המצטברים של הציטופלזמה סביב גרעין הפלואידי אחד כדי להבטיח תזונה תקינה והתפתחות של ביצית מופרית.

במהלך אוגנזה בנשים בשלב המטאפאזה השנייה, נוצר בלוק, אשר מוסר במהלך ההפריה, ושלב ההבשלה מסתיים רק לאחר חדירת הזרע לביצית.

תהליך האוגנזה אצל נשים הוא תהליך מחזורי שחוזר על עצמו כל 28 ימים בערך. (החל מתקופת הגדילה וסיום התקופה רק לאחר ההפריה). מחזור זה נקרא מחזור הווסת.

מאפיינים ייחודיים של spermatogenesis ואווגנזה בבני אדם מוצגים בטבלה 3.

מיוזיס - זוהי דרך מיוחדת לחלוקת תאים אאוקריוטיים, שבה המספר הראשוני של הכרומוזומים מצטמצם בחצי (מהמיוונית העתיקה "מיון" - פחות - ומ"מיוזיס" - הפחתה).

המאפיין העיקרי של המיוזה הוא צימוד (זיווג) של כרומוזומים הומולוגיים עם התפצלותם לאחר מכן לתאים שונים. לכן, בחלוקה הראשונה של המיוזה, עקב היווצרות דו-ערכיים, לא מתפצלים כרומוזומים חד-כרומטיים, אלא דו-כרומטיים לקטבים של התא. כתוצאה מכך, מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי, ותאים הפלואידים נוצרים מתא דיפלואיד.

המספר הראשוני של הכרומוזומים בתא הנכנס למיוזה נקרא דיפלואיד (2n). מספר הכרומוזומים בתאים שנוצרו במהלך המיוזה נקרא הפלואיד (n).

מיוזה מורכבת משתי חלוקות תאים עוקבות, הנקראות בהתאמה מיוזה I ומיוזה II. בחלוקה הראשונה, מספר הכרומוזומים מצטמצם בחצי, ולכן זה נקרא הפחתה. בחלוקה השנייה, מספר הכרומוזומים אינו משתנה; לכן זה נקרא שוויוני (השוואה).

האינטרפאזה הפרמייוטית שונה מהאינטרפאזה הרגילה בכך שתהליך שכפול ה-DNA אינו מגיע לסופו: כ-0.2 ... 0.4% מה-DNA נותר בלתי מוכפל. עם זאת, באופן כללי, ניתן לשקול כי בתא דיפלואידי (2n) תכולת ה-DNA הוא 4c. בנוכחות centrioles מתרחשת הכפלה שלהם. לפיכך, לתא יש שני דיפלוזומים, שכל אחד מהם מכיל זוג צנטריולים.

החלוקה הראשונה של מיוזה (הפחתה, או מיוזה I)

המהות של חלוקת ההפחתה היא הפחתת מספר הכרומוזומים בחצי: מהתא הדיפלואידי המקורי נוצרים שני תאים הפלואידים בעלי שני כרומוזומים כרומטידים (כל כרומוזום כולל 2 כרומטידים).

פרופאזה א' (פרופאזה של החלוקה הראשונה) כולל מספר שלבים.

Leptothena (שלב של חוטים דקים). כרומוזומים נראים תחת מיקרוסקופ אור ככדור של חוטים דקים.

זיגוטן (שלב מיזוג חוטים). יש צימוד של כרומוזומים הומולוגיים (מ-lat. conjugatio - חיבור, זיווג, היתוך זמני). כרומוזומים הומולוגיים (או הומולוגים) הם כרומוזומים זוגיים הדומים זה לזה מבחינה מורפולוגית וגנטית. כתוצאה מהצימוד, נוצרים דו-וולנטיים. דו ערכי הוא קומפלקס יציב יחסית של שני כרומוזומים הומולוגיים. הומולוגים מוחזקים יחד על ידי קומפלקסים סינפטונליים של חלבון. מספר הדו-ערכיים שווה למספר הפלואידי של הכרומוזומים. אחרת, דו-ערכיים נקראים טטראדים, מכיוון שכל דו-ערכי כולל 4 כרומטידות.

Pachytene (שלב נימה עבה). כרומוזומים מסתחררים, ההטרוגניות האורכית שלהם נראית בבירור. שכפול ה-DNA הושלם. המעבר הושלם - חציית הכרומוזומים, כתוצאה מכך הם מחליפים קטעים של כרומטידים.

דיפלוטן (שלב גדילים כפולים). כרומוזומים הומולוגיים בדו-וולנטיים דוחים זה את זה. הם מחוברים בנקודות נפרדות, הנקראות כיאזמות (מהאותיות היווניות העתיקות χ - "צ'י").

דיאקינזיס (שלב של התבדלות של דו-וולנטיים). Chiasmata עוברים לאזורים הטלומרים של הכרומוזומים. דו-וולנטיים ממוקמים בפריפריה של הגרעין. בסוף פרופאזה I, המעטפת הגרעינית מתפרקת והדו-ולנטיים משתחררים לציטופלזמה.

מטאפאזה I (מטפאזה של החטיבה הראשונה). הציר נוצר. דו-וולנטיים נעים למישור המשווני של התא. לוח מטאפאזה נוצר מדו-וולנטיים.

אנפאזה I (אנפאזה של החלוקה הראשונה). הכרומוזומים ההומולוגיים המרכיבים כל דו ערכי נפרדים, וכל כרומוזום נע לכיוון הקוטב הקרוב ביותר של התא. הפרדה של כרומוזומים לכרומטידים אינה מתרחשת.

טלופאזה I (טלופאזה של החטיבה הראשונה). כרומוזומי שני כרומטידים הומולוגיים מתפצלים לחלוטין לקטבים של התא. בדרך כלל, כל תא בת מקבל כרומוזום הומולוגי אחד מכל זוג הומולוגים. נוצרים שני גרעינים הפלואידים, המכילים חצי יותר כרומוזומים מהגרעין של התא הדיפלואידי המקורי. כל גרעין הפלואידי מכיל רק קבוצת כרומוזומים אחת, כלומר כל כרומוזום מיוצג על ידי הומלוג אחד בלבד. תכולת ה-DNA בתאי הבת היא 2 שניות.

ברוב המקרים (אך לא תמיד) טלופאז I מלווה בציטוקינזיס.

לאחר החלוקה הראשונה של המיוזה, מתרחשת אינטרקינזיס - מרווח קצר בין שתי חלוקות מיוטיות. אינטרקינזיס שונה מאינטרפאזה בכך שאין שכפול DNA, שכפול כרומוזומים ושכפול צנטריולי: תהליכים אלו התרחשו באינטרפאזה פרמייוטית ובחלקית בפרופאזה I.

החלוקה השנייה של המיוזה (משוואה, או מיוזה II)

במהלך החלוקה השנייה של המיוזה, אין ירידה במספר הכרומוזומים. המהות של החלוקה המשוואתית היא היווצרותם של ארבעה תאים הפלואידים עם כרומוזומי כרומטידים בודדים (כל כרומוזום כולל כרומטיד אחד).

פרופאזה ב' (פרופאזה של החטיבה השנייה). אינו שונה באופן משמעותי מהפרוזה של מיטוזה. כרומוזומים נראים תחת מיקרוסקופ אור כמו חוטים דקים. ציר חלוקה נוצר בכל אחד מתאי הבת.

מטאפאזה II (מטפאזה של החטיבה השנייה). כרומוזומים ממוקמים במישורים המשוונים של תאים הפלואידים ללא תלות זה בזה. מישורים משווניים אלה יכולים להיות מקבילים זה לזה או מאונכים זה לזה.

אנפאזה II (אנפאזה של החלוקה השנייה). כרומוזומים נפרדים לכרומטידים (כמו במיטוזה). הכרומוזומים החד-כרומטידיים שנוצרו כחלק מקבוצות אנפאזה עוברים לקטבים של התאים.

Telophase II (טלופאזה של החטיבה השנייה). כרומוזומי כרומטידי בודדים עברו לחלוטין לקטבים של התא, נוצרים גרעינים. תוכן ה-DNA בכל אחד מהתאים הופך למינימלי ומסתכם ב-1 שניות.

לפיכך, כתוצאה מהתכנית המתוארת של המיוזה, נוצרים ארבעה תאים הפלואידים מתא דיפלואיד אחד. גורלם הנוסף של תאים אלו תלוי בהשתייכות הטקסונומית של אורגניזמים, במין הפרט ובמספר גורמים נוספים.

סוגי מיוזה. במיוזה זיגוטית ונבג, התאים הפלואידים המתקבלים מולידים נבגים (זואספורים). סוגים אלה של מיוזה אופייניים לאאוקריוטים תחתונים, פטריות וצמחים. מיוזה זיגוס ונבג קשורה קשר הדוק לספורוגנזה. במהלך מיוזה של הגמטה, התאים הפלואידים המתקבלים יוצרים גמטות. סוג זה של מיוזה אופייני לבעלי חיים. מיוזה גאמטית קשורה קשר הדוק לגמטוגנזה והפריה. לפיכך, מיוזה היא הבסיס הציטולוגי של רבייה מינית וא-מינית (נבג).

המשמעות הביולוגית של המיוזה. הביולוג הגרמני אוגוסט וייסמן (1887) ביסס תיאורטית את הצורך במיוזה כמנגנון לשמירה על מספר קבוע של כרומוזומים. מכיוון שגרעיני תאי הנבט מתמזגים במהלך ההפריה (ועל ידי כך, הכרומוזומים של הגרעינים הללו מתאחדים בגרעין אחד), ומכיוון שמספר הכרומוזומים בתאים סומטיים נשאר קבוע, אזי ההכפלה המתמדת של מספר הכרומוזומים במהלך הפריות עוקבות חייבים להתנגד לתהליך שמוביל לצמצום מספרם בגמטות בדיוק פעמיים. לפיכך, המשמעות הביולוגית של המיוזה היא לשמור על הקביעות של מספר הכרומוזומים בנוכחות התהליך המיני. מיוזיס מספקת גם שונות קומבינטיבית - הופעת שילובים חדשים של נטיות תורשתיות במהלך הפריה נוספת.