АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Стадии гаметогенеза

1. Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и овогониями соответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме. Размножение овогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде. У человека в яичниках женского организма процесс размножения овогоний наиболее интенсивно протекает между 2 и 5 месяцами внутриутробного развития.

К концу 7 месяца большая часть овоцитов переходит в профазу I мейоза.

Если в одинарном гаплоидном наборе количество хромосом обозначить как n, а количество ДНК — как c, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2c до синтетического периода митоза (когда происходит репликация ДНК) и 2n4c после него.

2. Стадия роста. Kлетки увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка (последние достигают особенно больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул). Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода — репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания. Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз. После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — сперматиды и зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют. Так сохраняется максимальное количество желтка в яйцеклетках. Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре сперматиды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца. Отмеченные выше различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации). Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

Центральное событие в процессе гаметогенеза — редукция диплоидного набора хромосом (в ходе мейоза) и формирование гаплоидных гамет.

4. Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе). В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

5.

6. Сперматогене́з — развитие мужских половых клеток (сперматозоидов), происходящее под регулирующим воздействием гормонов. Одна из форм гаметогенеза.

Сперматозоиды развиваются из клеток-предшественников, которые проходят редукционные деления (делениямейоза) и формируют специализированные структуры (акросома, жгутик и пр.). В разных группах животных сперматогенез различается. У позвоночных животных сперматогенез проходит по следующей схеме: вэмбриогенезе первичные половые клетки — гоноциты мигрируют в зачаток гонады, где формируют популяцию клеток, называемых сперматогониями. С началом полового созревания сперматогонии начинают активно размножаться, часть из них дифференцируется в другой клеточный тип — сперматоциты I порядка, которые вступают в мейоз и после первого деления мейоза дают популяцию клеток, называемых сперматоцитами II порядка, проходящих впоследствии второе деление мейоза и образующих сперматиды; путём ряда преобразований последние приобретают форму и структуры сперматозоида в ходе спермиогенеза.

Сперматогенез у человека[править | править вики-текст]

Схема поперечного сечения семенного канальца

Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней^[1]. Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней^[2]

Сперматозоиды образуются в яичках, а именно в извитых семенных канальцах. Стенка семенного канальца делится базальной мембраной на люминальную и адлюминальную стороны. На люминальной стороне расположены клетки Сертоли (сустентоциты) и предшественники половых клеток (сперматогонии, сперматоциты I и II порядков и сперматиды).

Сперматогонии, лежащие непосредственно на базальной мембране извитых семенных канальцев, проходят несколько последовательных стадий митотического деления. Общее количество сперматогоний в яичке мужчины составляет около 1 млрд. Различают две основные категории сперматогоний: А и В. Сперматогонии А, которые делятся митотически, сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дифференцируются в сперматогоний В, которые «эвакуируются» клеточными контактами сустентоцитов (образуют под основанием половой клетки новый контакт и резорбируют старый). Сперматогония В делится митотически, дифференцируясь в сперматоцит I порядка, вступающий в мейоз.

В результате первого деления мейоза образуются две дочерние клетки сперматоциты второго порядка, каждый из которых содержит гаплоидный набор (23 у человека)d-хромосом ^[3]. Вторичные сперматоциты расположены ближе к просвету канальца. Во втором делении мейоза образуются две сперматиды. Таким образом, в результате деления одной сперматогонии образуются четыре сперматиды, каждая из которых обладает гаплоидным набором хромосом.

В ходе сложного процесса спермиогенеза сперматиды дифференцируются в зрелые сперматозоиды. Дифференцирующиеся сперматиды лежат в углублениях плазматической мембраны клеток Сертоли. При спермиогенезе комплекс Гольджи формирует акросому, содержащую протеолитические ферменты, которые при контакте с яйцеклеткой растворяют участок её блестящей оболочки (zona pellucida).

Сложный процесс сперматогенеза регулируется гонадотропными гормонами гипофиза и стероидными гормонами яичка. После полового созревания гипоталамусначинает выделять гонадотропный рилизинг-гормон, под влиянием которого гипофиз секретирует фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), стимулирующий развитие и функционирование клетки Сертоли и лютеинизирующий гормон (ЛГ), стимулирующий клетки Лейдига к выработке тестостерона. Тестостерон оказывает воздействие на развитие клеток Сертоли, а также на предшественники половых клеток (в ассоциации с андроген-связывающим белком, выделяемым клетками Сертоли).

Секреторная активность гипофиза регулируется клетками Сертоли и клетками Лейтига. Тестостерон, выделяемый клетками Лейдига подавляет активность гипофиза к выработке ЛГ и ФСГ. Ингибин и эстрадиол, образующийся в клетках Сертоли, подавляют гипофиз к выработке ФСГ и клетки Лейдига к выработке тестостерона. Морфофункциональное состояние яичка регулируется гормонами аденогипофиза — ФСГ и ЛГ, причём уровень гормонов постоянный, имеются лишь незначительные колебания.

Вопрос№9

Характеристика овогенеза. Овогенез - процесс развития женских половых клеток - включает три периода: размножение, рост и созревание.
Период размножения продолжается в яичнике плода со второго по пятый месяц эмбриогенеза и состоит в размножении митотическим путем клеток овогоний. Овогонии образуются из первичных половых клеток гоноцитов, имеющих екстрагонадне происхождения, мигрируют в зачаток гонады, взаимодействуют с клетками фолликулярного эпителия и превращаются в овогонии. Овогонии, в отличие от гоноцитов, имеют высокую митотическую активность. В результате размножения количество овогоний в одном яичнике достигает 1-5 миллионов. Параллельно с размножением происходит массовая гибель овогоний путем апоптоза, поэтому их количество до рождения значительно уменьшается. После последнего митотического деления овогонии превращаются в прелептотенни овоциты и вступают в следующей фазе овогенеза - периода роста.
Период роста в овогенез человека начинается с третьего месяца эмбрионального развития и заключается в образовании первичных овоцитов (овоцитов I), в ядре которых происходит сложная перестройка, что является подготовкой к уменьшению числа хромосом. В настоящее время увеличиваются размеры самого овоцита, он окружается фолликулярными клетками, образуются фолликулы. Этот процесс называется малого роста. Овоциты И порядке вступают в профазу мейоза и так же, как это происходит в сперматоцитах И порядке, проходят стадии лептотены, Зиготена (второй-седьмой месяце эмбриогенеза), пахитены и диплотены (шестой-девятый месяцы). Но, в отличие от мужского мейоза, в овогенез за профазе не наступает метафаза, а мейоз блокируется овоциты надолго переходят в диктиотену - своеобразную фазу, свойственную только овогенеза.
Остановка овоцита И порядка в диплотени профазы 1-го мейотического деления обеспечивает так называемый ингибитор созревания овоцитов - ОМИ (англ. oocyte maturation inhibitor). В диктиотени хромосомы овоцита И порядка деспирализуються и становятся невидимыми до окончания периода роста. У человека и других млекопитающих овоциты переходят в диктиотену еще во внутриутробный период или сразу после рождения и находятся в этом состоянии десятки лет (от 10-13 до 45-50 лет). У человека разные генерации овоцитов проходят профазу на различных ста-действиях пренатального онтогенеза. Так, на третьем месяце эмбрионального развития около 1% овоцитов достигает стадии диктиотены, до четвертого месяца их количество составляет уже 20%, а до восьмого месяца - 90%.
С наступлением половой зрелости овоциты вступают в процесс дальнейшего роста (так называемый большой рост). При этом увеличиваются размеры овоцита,
в его цитоплазме накапливается желток, овоцит окружается прозрачной зоной и лучистым венцом. Прозрачная зона имеет свойства оксифилии, ее хорошо видно под световым микроскопом. Она образована сложным комплексом гликопротеинов и протеогликанов. Микроворсинки фолликулярных клеток пронизывают прозрачную зону и образуют щелевые контакты с плазмолемме овоцита. Внешне от прозрачной зоны расположены фолликулярные клетки лучистой короны, без резкой границы переходят в клетки яйценосного бугорка.
Период созревания овогенеза начинается в зрелых фолликулах непосредственно перед овуляцией, когда овоциты возобновляют мейоз, начиная с метафазы первого деления созревания. Разблокировка мейоза происходит под действием лютропина (ГИГ). После первого деления образуются две клетки: одна большая - вторичный овоцит (овоцит II порядка), в которой остается почти вся цитоплазма, и вторая маленькая - первое полярное тельце (полоцит I). Каждая из этих клеток получает по 23 диады с хромосомного набора первичного овоцита. Второй раздел созревание начинается сразу за первым, но он блокируется на стадии метафазы, завершается только после пенетрации сперматозоида через плазмолемму вторичного овоцита. В результате второго деления мейоза вновь образуется маленькая клетка - второе полярное тельце (полоцит II) и большая - зрелая яйцеклетка; обе клетки получают по 23 монады. Полярные, или редукционные, тельца содержат около 1% цитоплазмы яйцеклетки. На стадии метафазы второго деления созревания овоцит высвобождается из яичника в результате овуляции и созревание завершается в маточных трубах, после оплодотворения.

Вопрос№10

1.Аутосомно-доминантный тип наследования:
а. При достаточном числе потомков признак обнаруживается в каждом поколении
б. Редкий признак наследуется примерно половиной детей
в. Потомки мужского и женского пола наследуют этот признак одинаково
г. Оба родителя в равной мере передают этот признак детям

2.Аутосомно-рецессивный тип наследования:
а. Признак может передаваться через поколение даже при достаточном числе потомков
б. Признак может проявиться у детей в отсутствие его у родителей. Обнаруживается тогда в 25% случаев у детей
в. Признак наследуется всеми детьми, если оба родителя больны
г. Признак в 50% развивается у детей, если один из родителей болен
д. Потомки мужского и женского пола наследуют этот признак одинаково

3.Наследование сцепленное с Х хромосомой, если ген, контролирующий проявления признака, - рецессивный: а. Мужчины наследуют чаще, чем женщины
б. Наследуют такой признак девочки только от отца
в. В браках, где оба супруга здоровы, могут родиться дети, имеющие его, при этом он наследуется 50% сыновей и 100% здоровых дочерей
г. Прослеживается чередование больных мужчин в поколениях: где их больше, где - меньше

4.Наследование сцепленное с Х хромосомой, если ген, контролирующий проявления признака, - доминантный: а. Мужчины наследуют реже, чем женщины
б. Если признак только у супруги, то наследуют его все дети (мать гомозиготная), или половина детей (мать гетерозиготная)
в. Если только у супруга, то наследуют все лица женского пола

5.Наследование сцепленное с У хромосомой:
а. Страдают только сыновья, в каждом поколении проявляется, если отец болен.

Типы и варианты наследования признаков

. Наследование — это внешнее выражение наследственности в том смысле, что механизмы наследственности обусловливают правила (законо­мерности) наследования. Это хорошо иллюстрируют результаты исследований Г. Менделя, который в своих опытах на­блюдал внешние проявления генетической связи между растениями разных поколений и сформулировал три правила независимого наследования признаков. От правил он пришел к формулировке законов наследственности, в которых отразил закономерности организации и динамики генетического материала — дискретность и аллельное состояние генов, генетическая «чистота» гамет и т. д. Выделяют несколько основных типов наследования признаков, каждый из которых имеет варианты.

Учитывая особенности генетического контроля качественных и количественных признаков, в отношении отдельных признаков различа­ют моногенное и полигенное наследование, о которых шла речь ранее. Моногенное насле­дование бывает аутосомным или тепленным с полом. Аутосомное и сцепленное с Х-хромосомой наследование может быть доминантным и рецессивным. Названные ти­пы и варианты соответствуют правилам наследования от­дельно взятых менделирующих признаков. Закономерно­сти соотносительного насле­дования нескольких признаков описываются такими типами, как независимое, частично сцепленное и полностью сцеп­ленное наследование.

Тины и варианты наследо­вания, свойственные другим организмам, обнаружены и у человека и могут быть проил­люстрированы родословными людей. Аутосомно-доминантный вариант наследования обусловливает­ся передачей в ряду поколений доминантного аллеля гена, локализующегося в аутосоме, для которого характерны оп­ределенные черты, проявляю­щиеся в родословных:

1) при достаточном числе потомков признак обнаружи­вается в каждом поколении;

2) редкий признак наследу­ется примерно половиной детей;

3) потомки мужского и женского пола наследуют при­знак одинаково часто;

4) оба родителя в равной мере передают признак детям. Отмеченные черты характери­зуют, например, наследование признака «шерстистых волос» появившихся несколько поко­лений тому назад в одной т норвежских семей.

Аутосомно-рецессивный вариант наследования обус­ловливается передачей в ряду поколений рецессивного аллеля гена, локализующегося в аутосоме. Типичные черты этого варианта, выявляемые путем анализа родословных, сводятся к следующему:

1) даже при достаточном числе потомков признак может отсутствовать в поколении детей, но появляется в поколении внуков;

2) признак может развиться у детей при отсутствии его у обоих ро­дителей; среди детей, рождаемых в таких семьях, признак обнаружива­ется в 25% случаев;

3) признак наследуется всеми детьми, если оба родителя имеют его;

4) признак развивается у 50% детей, если он обнаруживается у одно­го супруга;

5) признак наследуется потомками мужского и женского пола одинаково часто.

Перечисленные особенности проявляются в исследовании альби­низма (рис. 42).

Особенностью аутосомно-доминанта о го наследования при не­полном доминировании и кодоминировании служит менее выраженное развитие признака у потомков — гетерозигот по сравнению с доми­нантными гомозиготами. Так, изменения скелета у лиц с доминантным аллелем брахидактилии (короткопалость) более выражены у гомозигот, чем у гетерозигот. У людей, гетерозиготных по локусу синтеза р-полипептида гемоглобина HbА/HbS), содержание нормального гемоглобина составляет 55—75%.

Особенности вариантов наследования признаков, сцепленных с полом, отражают факт локализации соответствующих генов в половых хромосомах X и Y. Напомним, что эти хромосомы за редким исключением не имеют гомологичных локусов, поэтому по большинству генов Х-хромосомы клетки мужского организма гемизиготны.

Вариант наследования при локализации гена в Y -хромосоме (голандрическое наследование) отличается прямой передачей признака от отца всем сыновьям и соответствующим обнаружением этого признака в каждом поколении у потомков мужского пола. В настоящее время неизвестны признаки, для которых голандрическое наследование было бы доказано безоговорочно. Можно думать, что так наследуется признак «волосатых ушей» (гипертрихоз края ушной раковины), который проявляется в том, что в юношеском возрасте на ушной раковине вырастает пучок длинных жестких волос.«Описана родословная, согласно которой мужчины пяти поколений имели этот признак.

Особенности варианта наследования, сцепленного с полом, при локализации гена в Х-хромосоме зависят от гемизиготности соответствующих локусов у мужчин и функционально-генетической

Неполное доминирование, меняющаяся экспрессивность и неполная пенетрантность аллеля, зависимость развития признака от гормо­нального фона, возраста организма и действие факторов окружающей среды способны затушевать картину.

Дополнительные трудности в определение варианта наследования вносят генокопии — случаи, когда одно и то же состояние признака развивается под контролем разных генов. Так, фенилкетонурия возникает при дефиците синтеза как фенилаланингидроксилазы.

Независимое наследование отличается случайным комбинированием признаков родителей у потомков. Оно свойственно признакам, которые контролируются генами из негомологичных хромосом, а также находящимися в одной хромосоме на расстоянии более 50 морганид. У человека независимо наследуются, например, способность ощущать вкус фенилтиомочевины и выделение в слюну эритроцитарных антигенов системы групп крови АВО. При полностью сцепленном наследовании соответ­ствующие признаки родителя развиваются у потомка всегда одним блоком. Так наследуются признаки, контролируемые генами из одной хромосомы, которые расположены настолько близко, что это исключает кроссинговер. Полностью сцепленное наследование наблю­дается для таких признаков, как синтез полипептидов р- и 6-гемоглобина человека. При частичном сцепленном наследовании соответствующие признаки родителей воспро­изводятся у части потомков совместно, а у части — независимо. Такое наследование наблюдается для генов одной группы сцепления, расстояние между которыми в хромосоме допускает регулярный кроссинговер. Так, у человека гены, контролирующие выделение в слюну антигенов системы групп крови АВО и системы Lutheran, расположены в одной хромосоме на расстоянии 15 морганид. Эти признаки наследуются по частично сцепленному типу.

Вопрс№11

Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 1315 | Нарушение авторских прав