Мейоз овогенез Сперматогенез

Зміст

Введення. 2
1. Статеве розмноження багатоклітинних. 3
2. Гаметогенез. 4
2.1 Сперматогенез. 4
2.2 овогенезу. 5
2.3 Мейоз. 6
Висновок. 11
Список використаної літератури .. 12

Введення

Величезний вплив на життя людства в наші дні надають генетика та пов'язані з нею дослідження фізіологічних особливостей розмноження людини.
Сучасні люди часто не пам'ятають або забувають про минуле і вважають, що інтерес до генетики і пов'язаних з нею питань виник недавно. Але можна стверджувати, що інтерес до питань розмноження настільки ж давній, як і наш власний біологічний вид.
Розмноження - основний прояв життєдіяльності для будь-якого виду, навіть якщо його представники цього і не усвідомлюють.
Мендель відкрив основні закони спадковості приблизно в той же час, коли інші біологи взялися вивчати будову клітини. Тому коли закони генетики відкрили заново в 1900-х роках, вчені вже змогли зрозуміти, що так звані фактори повинні відповідати спостерігаються в реальності структурам - хромосомами. Ототожнення абстрактних понять і реальних структур - найбільше досягнення генетики на ранній стадії її розвитку, і воно було зроблено в основному завдяки дослідженню природи статі. [1]

1. Статеве розмноження багатоклітинних

Розвиток гамет у багатоклітинних тварин відбувається в статевих залозах - гонадах (грец. gone - сім'я). Розрізняють два типи статевих клітин: чоловічі (сперматозоїди) та жіночі (яйцеклітини). Сперматозоїди розвиваються в сім'яниках, яйцеклітини в яєчниках.
Процес формування статевих клітин (гамет) відомий під загальною назвою гаметогенезу. Він характеризується рядом досить важливих біологічних процесів і протікає декілька по-різному при дозріванні сперматозоїдів (сперматогенез) і яйцеклітин (овогенез). [2]

2. Гаметогенез

2.1 Сперматогенез

Сім'яник складається з численних канальців. На поперечному розрізі через каналець видно, що його стінка має кілька шарів клітин. Вони являють собою послідовні стадії розвитку сперматозоїдів.
Зовнішній шар складають сперматогонії - клітини округлої форми; в них відносно велике ядро ​​і значна кількість цитоплазми. У період ембріонального розвитку і після народження до статевого дозрівання сперматогонії діляться шляхом мітозу, завдяки чому збільшується кількість цих клітин і сім'яників. Період інтенсивного поділу сперматогоний називають періодом розмноження. Після настання статевої зрілості частина сперматогонії також продовжує ділитися мітотично і утворювати такі ж клітини, але деякі з сперматогонії переміщаються в наступну зону росту, розташовану ближче до просвіту канальця. Тут відбувається значне зростання розмірів клітин за рахунок збільшення кількості цитоплазми. У цій стадії вони називаються сперматоцідамі першого порядку.
Третій період розвитку чоловічих гамет називається періодом дозрівання. У цей період відбуваються два швидко наступаючих один за одним поділу. З кожного сперматоціда першого порядку спочатку утворюються два сперматоціда другого порядку, а потім чотири сперматиди, що мають овальну форму і значно менші розміри. Розподіл клітин під час періоду дозрівання супроводжується перебудовою хромосомного апарату (відбувається мейоз). Сперматиди переміщаються в зону, найближчу до просвіту канальців, де з них формуються сперматозоїди.
У більшості диких тварин сперматогенез відбувається лише в певні періоди року. У проміжках між ними в канальцях сім'яників містяться лише сперматогонії. Але у людини і більшості домашніх тварин сперматогенез відбувається протягом усього року. [3]

2.2 овогенез

Фази овогенезу порівнянні з такими при сперматогенезі. У цьому процесі також є період розмноження, коли інтенсивно діляться овогоніі - дрібні клітини з відносно великим ядром і невеликою кількістю цитоплазми. У ссавців і людини цей період закінчується ще до народження. Сформовані до цього часу овоцити першого порядку зберігаються далі без змін багато років. З настанням статевої зрілості періодично окремі овоцити вступають у період зростання. Овоцити збільшуються, в них накопичуються жовток, жир, пігменти. У цитоплазмі клітини в її органелах і мембранах відбуваються складні морфологічні біохімічні перетворення. Кожен овоціт оточується дрібними фолікулярними клітинами, що забезпечують його живлення.
Далі настає період дозрівання, у процесі якого відбуваються два послідовних розподілу, пов'язаних з перетворенням хромосомного апарату (мейоз). Крім того, ці розподілу супроводжуються нерівномірним поділом цитоплазми між дочірніми клітинами. При розподілі овоцита першого порядку утворюється одна велика клітинка - овоціт другого порядку, містить майже всю цитоплазму, і маленька клітка, що отримала назву полярного, або редукційного тільця.
При другому поділі мейозу цитоплазма знову розподіляється нерівномірно. Утворюється одна велика овотіда і друге редукционное тільце. У цей час перше редукционное тільце також може розділитися на дві клітини. Таким чином, з одного овоцита першого порядку утворюються одна овотіда і три редукційних тільця.
Далі з овотіди формується яйце, а редукційні тільця розсмоктуються або зберігаються на поверхні яйця, але не беруть участі в подальшому розвитку. Нерівномірний розподіл цитоплазми забезпечує яйцю отримання значної кількості цитоплазми і поживних речовин, які будуть потрібні в майбутньому для розвитку зародка.
У ссавців і людини періоди розмноження і росту яйцевих клітин проходять у фолікулах. Фолікул заповнений рідиною, усередині нього знаходиться яйцеклітина. Під час овуляції стінка фолікула лопається, яйцеклітина потрапляє в черевну порожнину, а потім, як правило, у яйцепроводи (маткові труби). Період дозрівання яйцевих клітин відбувається у трубах, тут же відбувається запліднення.
У багатьох тварин овогенез і дозрівання яєць відбуваються лише в певні сезони року. У жінок зазвичай щомісяця дозріває одне яйце, а за весь період статевої зрілості близько 400 яєць.

2.3 Мейоз

У ядрах незрілих статевих клітин також, як і ядрах соматичних клітин, всі хромосоми парні, набір хромосом подвійний (2 n), диплоїдний. У процесі дозрівання статевих клітин відбувається редукційний поділ (мейоз), при якому число хромосом зменшується, стає одинарним (n), гаплоїдний. Мейоз (від грец. Meiosis - зменшення) відбувається під час гаметогенезу. Цей процес відбувається під час двох наступних одне за іншим поділів періоду дозрівання, званих відповідно першим і другим мейотичного поділу. Кожне з цих поділів має фази, аналогічні мітозу.
Схематично ці фази можна зобразити так:
Інтерфаза I
Профаза I
Мейоз Розподіл перший Прометофаза I
Метафаза I
Анафаза I
Телофаза I
Інтерфаза II - ін - профаза II
терокінез метафази II
Розподіл другий Анафаза II
Телофаза II
У інтерфазі I (мабуть, ще в період зростання) відбувається подвоєння кількості хромосомного матеріалу шляхом редуплікації молекул ДНК.
З усіх фаз найбільш тривала і складна за протікають в ній процесам профаза I. У ній розрізняють 5 послідовних стадій. Лептонема - стадія довгих, тонких, слабо спіраль хромосом, на яких видно потовщення - хромомери. Зігонема - стадія попарного з'єднання гомологічних хромосом, при якому хромомери однієї гомологічної хромосоми точно прикладаються до відповідних хромомерам інший (це явище називається кон'югацією, або сінапсісом). Пахінема - стадія товстих ниток. Гомологічні хромосоми сполучені в пари - біваленти. Число бівалентів відповідає гаплоїдному набору хромосом. На цій стадії кожна з хромосом, що входять до бівалентів, складається вже з двох хроматид, тому кожен бівалентів включає в себе чотири хроматиди. У цей час кон'югуються хромосоми переплітаються, що призводить до обміну ділянками хромосом (відбувається так званий перехрест, або кросинговер). Діплонема - стадія, коли гомологічні хромосоми починають відштовхуватися один від одного, але в ряді ділянок, де відбувається кросинговер, вони продовжують бути ще пов'язаними. Діакінез - стадія, на якій відштовхування гомологічних хромосом триває, але вони ще залишаються з'єднаними в біваленти своїми кінцями, утворюючи характерні фігури - кільця і ​​хрести. На цій стадії хромосоми максимально спіраль, укорочені і потовщені. Безпосередньо після діакінеза ядерна оболонка розчиняється.
У Прометафаза I спирализация хромосом досягає найбільшого ступеня. Вони переміщуються в області екватора.
У метафазі I біваленти розташовуються по екватору, так що центромери гомологічних хромосом звернені до протилежних полюсів і відштовхуються один від одного.
У анафазі I починають розходитися до полюсів НЕ хроматиди, а цілі гомологічні хромосоми кожної пари, так як на відміну від мітозу центромера не ділиться і хроматиди не роз'єднують. Цим першим мейотичний розподіл принципово відрізняється від мітозу. Розподіл закінчується телофазе I.
Таким чином, під час першого мейотичного поділу відбувається розбіжність гомологічних хромосом. У кожної дочірньої клітці вже міститься гаплоидное число хромосом, але зміст ДНК ще одно диплоидном їх набору. Слідом за короткою інтерфазою, під час якої синтезу ДНК не відбувається, клітини вступають у другу мейотичний поділ.
Профаза II триває недовго. Під час метафази II хромосоми вишиковуються по екватору, центромери діляться. У анафазі II сестринські хроматиди направляються до протилежних полюсів. Розподіл закінчується телофазе II. Після цього поділу хроматиди, що потрапили в ядра дочірніх клітин, називаються хромосомами.
Отже, при мейозі гомологічні хромосоми з'єднуються в пари, потім в кінці першого мейотичного поділу розходяться по одній в дочірні клітини. Під час вторгся мейотичного поділу гомологічні хромосоми розщеплюються і розходяться в нові дочірні клітини. Отже, в результаті двох послідовних мейотичних поділок з однієї клітини з диплоїдним набором хромосом утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом. У зрілих гаметах кількість ДНК вдвічі менше, ніж соматичних клітинах.
При утворенні як чоловічих, так і жіночих статевих клітин, відбуваються принципово одні й ті ж процеси, хоча в деталях вони дещо різні.
Значення мейотичного поділу в наступному:
Це той механізм, яким забезпечується підтримання сталості числа хромосом. Якщо б не відбувалося редукції кількості хромосом при гаметогенезі, то з покоління в покоління зростало б їх число і був би втрачений один з істотних ознак кожного виду - постійність кількості хромосом.
При мейозі утворюється велика кількість різних нових комбінацій хромосом. Адже в диплоїдний набір вони подвійного походження: у кожній гомологічною парі одна з хромосом від батька, інша - від матері. Що ж відбувається при мейозі? Це можна простежити на рис.2. Зображені в ядрах сперматогонії і овогоніі хромосоми батьківського походження позначені чорним кольором, материнські білим. Як видно на малюнку, в сперматозоїдах і яйцеклітинах вони утворюють нові сполучення, причому таких поєднань навіть при тому ж числі хромосом (три пари) вийде більше ніж зображено. Отже, завдяки такому механізму досягається велика кількість нових поєднань спадкової інформації, а саме 2 , Де n - число пар хромосом. Отже, в організму, що має три пари хромосом, цих поєднань виявиться 2 , Т.е.8; у дрозофіли, яка має 4 пари хромосом, їх буде 2 , Т.е.16, а у людини - 2 , Що становить 8388608.
У процесі кросинговеру також відбувається рекомбінація генетичного матеріалу. Практично всі хромосоми, що потрапляють в гамети, мають ділянки, що відбуваються як від спочатку батьківських, так і від спочатку материнських хромосом. Цим досягається ще більша ступінь перекомбінації спадкового матеріалу. У цьому одна з причин мінливості організму, що дає матеріал для добору. [4]

Висновок

Таким чином, принципова відмінність статевого розмноження від безстатевого полягає в тому, що воно призводить до величезної мінливості, утворення форм з новими спадковими властивостями в результаті перекомбінації різних властивостей обох батьків. У той час як при безстатевому розмноженні дочірні організми повторюють спадкову інформацію єдиною батьківського особини. [5]

Список використаної літератури

1. Гуттман Б., Гріффітс Е., Сузукі Д., лаштунки Т. Генетика. М.: ФАИР - ПРЕС, 2004., 448 с.
2. Слюсарев О.О. Біологія з загальної генетикою. М.: Медицина, 1978., 472с.