АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Утворення гамет. Редукційний поділ або мейоз.

Пригадаємо будову і функції ядра, оскільки процеси розмноження завжди пов‘язані з цією структурую клітини. Саме ядро містить інформацію про будову та функціону­вання еукаріотичного організму. Така інформація зберігається в особливих структурах ядра - хромосомах. Кожний вид організмів має строго визначену кількість хро­мосом, або як ще кажуть - хромосомне число (наприклад, хромосомне число лю­дини дорівнює 46).

Набір хромосом в ядрах може бути парним (диплоїдним), або одинарним, тобто зменшеним вдвічі (гаплоїдним). Зміна сталості хромосомного числа призводить до порушень метаболічних процесів, до змін в будові організмів. Такі зміни часто викликають навіть їх загибель. Кожна особина, що доживає до періоду розмноження, повинна передати спад­кову інформацію нащадкам. Як відомо, це можна зробити двома способами: безстатевим та статевим. Нагадаємо, що при безстатевому розмноженні дочірні клітини отриму­ють від материнської точно таку ж кількість хромосом (диплоїдну або гаплоїдну).

Рис.66. Редукційний поділ або мейоз. Найтриваліша стадія мейозу – профаза 1, яка складається з 5-ти послідовних фаз. Саме в профазі 1 відбувається кон‘югація гомологічних хромосом, при якій можливий кросинговер або перехрест хромосом. Кросинговер є додатковим джерелом мутацій, що урізноманітнює спадковіть.

Статеве розмноження відбувається через запліднення, тобто злиття двох статевих клітин – гамет (від гр. gametes – супруг, gamete – супруга). Гамети завжди повинні мати гаплоїдний (половинний) набір хромо­сом. Інакше при заплідненні в послідуючих поколіннях кількість хромосом буде невпинно кратно збільшуватися, що приведе організм до загибелі. Тому в процесі утворення гамет завжди відбувається перебудова хромосомного числа до гаплоїд­ного. Якщо організм сам гаплоїдний, тобто всі його клітини мають половинний набір хромосом (наприклад, у деяких водоростей), то і гамети також гаплоїдні і зменшення кількості хромосом в них непотрібне. Якщо клітини організму диплоїдні, то при утворенні гамет відбувається зменшення числа хромосом вдвічі, тобто вони стають гаплоїдними.

Поділ клітин, яке супро­воджується зменшенням числа хромосом з диплоїдного до гаплоїдного, отримав назву редукційного поділу (від лат. reducere - приводити назад, повертати) або мейозу (мейозису). В результаті запліднення утворюється зигота, яка буде сполучати ознаки двох батьківських організмів.

Мейоз. Утворення статевих клітин відбувається у спеціальних статевих залозах – гонадах. Чоловічі гонади називають сім‘яниками, а жіночі – яєчниками. Вихідними є звичайні соматичні диплоїдні клітини. Вони весь час діляться, даючи початок мільйонам потенційних гамет. Після останнього мітотичного поділу клітина приступає до мейозу. Кількість ДНК збільшується вдвічі і хромосоми подвоюються. Кожна з них тепер фактично складається з двох хроматид, які тримаються на центромері хромосоми. Таким чином, клітина має чотири копії кожної хромосоми. В подальшому поділ відбувається в два етапи: при першому мейотичному поділі – пара подвоєних хромосом розподіляється між двома дочірніми клітинами, які отримують по дві їх копіїї; при другому мейотичному поділі дочірні клітини знов діляться, отримуючи кожна по одній хроматиді. Таким чином, кожна з чотирьох дочірніх клітин, що утворилися внаслідок мейозу, отримують по одній (гаплоїдній) копії (рис.66).

1-й мейотичний поділ починається з тривалої профази. Вона поділяється на п‘ять стадій. 1. Сдадія тонких ниток (лептотена) – кожна хромосома представлена двома тонкими нитками – хроматидами. Але самі хромосоми, які згорнуті в клубки, не можна побачити в оптичний мікроскоп.

2. Стадія спряжених ниток (зиготена) – подвоєні гомологічні хромосоми зближуються і розташовуються одна вздовж іншої. Таке розташування називають кон‘югацією або синапсом. Механізм кон‘югації невідомий, але обов‘язковим є присутність ядерної мембрани. Кон‘юговані хромосоми нагадують драбину, що утворена білковою стрічкою, яка їх з‘єднує. Такий утвір, який складається з двох подвоєних гомологічних хромосом називають бівалентами або тетрадами.

3. Стадія товстих ниток (пахітена) супроводжується потовщенням хроматид. Саме на цій стадії відбувається кросинговер або перехрест гомологічних хромосом. Кон‘юговані хромосоми можуть обмінюватися ділянками, тобто відбуваються хромосомні мутації. Кросинговер спричиняє додаткову мінливість, що звичайно збільшує можливості еволюційного добору.

4. На стадії подвійних ниток (диплотена) продовжується кросинговер, а потім весь цей комплекс руйнується і хромосоми починають відокремлюватися. Але зберігають окремі місця зчеплення за допомогою так званих хіазм. Вважають, що саме по місцю хіазм і відбувається кросинговер.

5. На стадії відокремлених подвійних ниток (діакінез) гомологічні хромосоми утримуються лише на кінцях. Профаза 1 закінчується руйнуванням ядерної оболонки і утворенням веретена поділу. Хромосоми розташовуються по екватору і клітина переходить до метафази1, де хромосоми остаточно роз‘єднуються.

Наступає анафаза1 – гомологічні але подвоєні хромосоми розходяться до полюсів. Протягом короткої тєлофази1 утворюються дві дочірніх клітини, які включають по одній з гомологічних хромосом від кожної пари.

Після короткої паузи, яка носить назву інтеркінезу, починається другий мейотичний поділ. В кожній з двох утворених клітин виникає веретено поділу, яке перпендикулярне веретену першого мейотичного поділу. В профазі II кожна з гомологічних хромосом розщеплюється уздовж, тримаючись на центромері. В метафазі II утворюється метафазна пластинка, а в анафазі II хроматиди розходяться до полюсів. В тєлофазі формуються 4 гаплоїдниї ядра, відповідно яким відбувається цитокінез. Таким чином, протягом двох мейотичних поділів з вихідної диплоїдной клітини утворюється 4 гаплоїдних.

Слід зауважити, що по ходу мейозу відбулося переугруповання хромосом. Практично кожна новоутворена гаплоїдна клітина отримала свій варіант набору хромосом. Наприклад, у людини, яка має 23 пари хромосом, при мейозі може сформуватися 2²³ типів гаплоїдних клітин. Це близько 10 мільйонів. Кросинговер ще додатково збільшує генетичне різноманіття, що є надзвичайно позитивним у формуванні еволюційних пристосувань.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 827 | Нарушение авторских прав