Cell divízió - stadopedia
A szexuális folyamat a szexuális folyamaton alapul, amely számos speciális sejt - az ivarsejtek (ivarsejtek) és azok későbbi fúziójának kialakulásához kapcsolódik. Egyesítés, az ivarsejtek zigótákat alkotnak. Ez a kezdeti sejtek számának csökkenéséhez vezet. A zigótákból olyan új organizmusok alakulnak ki, amelyek ötvözik a szülői formák örökletes adatait. A szexuális reprodukció a legtöbb élő szervezetre jellemző.
Az üreges reprodukáláshoz a következő jellemzők jellemzőek:
A tojásokat és a spermatozókat általában különböző organizmusok termelik. Az ilyen szervezeteket úgy hívják gesztenyek. Ha ugyanaz a szervezet képes arra, hogy mind női, mind hím ivarsejteket előállítson, akkor hermafrodita (tapeworms, flukes). De ebben az esetben is a zigóta alakul ki, leggyakrabban a különböző organizmusok ivarsejtjeinek fúziójával (műtrágyázás).
Az örökletes információk átadásának középpontjában a reprodukció, a fejlődés, a regeneráció a sejtek felosztása. Maga a sejt csak az osztások közötti időszakban létezik.
Élet (sejtciklus)
A cella kialakulásának pillanatától kezdve az anyai sejt (beleértve magát a szétválasztást is) megosztását a saját részéhez vagy halálához az élet (sejt) ciklusnak nevezik (305. ábra).
Az életciklusban a sejtek több fázisra oszlanak:
Ábra. 305. Többsejtű szervezet sejtjeinek életciklusa: 1 - mitotikus ciklus; 2 - átmenet egy differenciált állapotba; 3 - halál.
A differenciálás foka (specializáció). A növekedési szakasz vége után jön. Ekkor a sejt megszerzi bizonyos szerkezeti és funkcionális jellemzőket.
a sejt életfunkciói és a megosztottsága vagy halálával végződik.
Az életciklus hossza és alkotó fázisai száma a sejtekben eltérő. Így az idegi szövetek sejtjei az embrionális időszak vége után megoszlanak és működnek a test egész életében, majd elpusztulnak. Az embrió sejtjei a zúzás szakaszában, miután befejezték az egyik részleget, azonnal továbblépnek a másikba, megkerülve az összes többi fázist.
A sejtek elosztása két módon lehetséges:
A mitózis [28] a szomatikus sejtek közvetett elosztása, amely folyamatos folyamat, amelynek eredményeképpen az örökletes anyag ismételt megkülönböztetése, majd a lányok sejtjeinek egyenletes eloszlása először előfordul.
A mitózis biológiai jelentősége:
A sejt mitotikus felosztása genetikai kontroll alatt van. A mitózis a sejt mitotikus ciklusának központi eseménye.
Mitotikus ciklus - az egymással összefüggő és időrendi szempontból meghatározott események összetétele, amely a sejtek felépítésének folyamata során felmerül a felosztás és a teljes megosztás során.
A különböző organizmusokban a mitotikus ciklus időtartama nagyban változik. A legrövidebb mitotikus ciklusok jellemzőek egyes állatok zúzó tojása számára (például aranyhalban, a zúzás első osztálya 20 perc alatt megy végbe). A leggyakoribb 18-20 órás mitootikus ciklusok vannak több napig tartó ciklusok. Még ugyanabban a szervezetben is vannak különbségek a mitotikus ciklus időtartamában: az egér duodenális hámsejtjeinek sejtjei 11 naponként, a jejunum - 19 óra, a szem szaruhártyáján - 3 nap elteltével.
A sejtek mitózisát indukáló tényezők nem ismertek pontosan. Úgy gondolják, hogy a fő szerepet játszik a mag és a citoplazma (atom-citoplazmatikus arány) aránya. Bizonyos jelentések szerint a haldokló sejtek olyan anyagokat termelnek, amelyek stimulálhatják a sejtosztódást. A mitotikus ciklus két fő eseménye megkülönböztethető benne:
Az új sejtek két egymást követő folyamatban jelennek meg:
Közvetlenül a sejtosztódás általában 1-3 órát vesz igénybe, vagyis az élet fő része az interphase.
Az interphase a két cellás osztás közötti idő. Az interphase időtartama általában a teljes sejtciklus 90% -áig terjedhet. Három szakaszból áll:
Az interfázis kezdeti szegmense a preszintetikus periódus (2n2c), a növekedési periódus közvetlenül a mitózis után kezdődik. Az interphase leghosszabb időszaka, amelynek időtartama a sejtekben 10 óra és több nap közötti. Közvetlenül a felosztás után visszaállítják az interphase cella szervezetének jellemzőit:
Így a preszintetikus időszakban az interphase, a szintetikus egy következő periódusra való felkészülés folyamata folyik.
A szintetikus periódus időtartama különbözik: néhány percig a baktériumoktól 6-12 óráig emlőssejtekben.
A szintetikus időszakban a legfontosabb interfázis esemény történik - a DNS-molekulák megduplázódása. Minden kromoszómának két ritmusos lesz, és a kromoszómák száma nem változik (2n4c).
A DNS replikációjával párhuzamosan a citoplazmában intenzíven szintetizálódnak a hiszton fehérjék, amelyek a maghoz migrálódnak, ahol a DNS-sel kombinálódnak.
Annak ellenére, hogy az időszakot utáni szintetikusnak nevezik, ez nem jelenti a szintézis folyamatok hiányát a fázis ezen fázisában. A szintetikus szintézis csak azért hívható meg, mert a DNS-szintézis befejezése után kezdődik (replikáció).
Ha a preszintetikus periódus a DNS szintézisének növekedését és előkészítését hajtotta végre, akkor a szintetikus szint után a sejtek előkészítése megoszlik, és intenzív szintézis-folyamatokkal is jellemezhetők. Ebben az időszakban:
A mag és a citoplazma felosztása két egymástól független folyamat, amely folyamatosan és következetesen halad. Azonban az események hasadása során fellépő események tanulmányozásának kényelméről a mitózis mesterségesen négy szakaszra osztható (306. ábra):
A mitózis szakaszainak időtartama különböző, és a szövet típusától, a szervezet élettani állapotától és külső tényezőitől függ. A legmaradottabb az első és az utolsó.
Az atommaghasadás első fázisa. A profázis kezdetén (korai profázis) a mag nő jelentősen. A spirálozás következtében a kromoszómák sűrűbbé és lerövidülnek. A késői szakaszban egyértelműen látható, hogy minden kromoszóma két kromatidből áll, amelyek egy centromérrel kapcsolódnak. A kromoszómák elkezdenek a celluláris egyenlítőre lépni.
A citoplazmatikus anyag késői szakaszában egy hasadási tengely alakul ki. Középületek (az állatok és néhány alacsonyabb növényi sejtek), vagy ezek nélkül (magasabb növények és protozoa sejtjeiben) részvételével jön létre. A cellák különböző pólusain elterjedt centriolokból kétféle filamentum tengely indul:
A profázis végére eltűnik a nukleáris boríték, és a kromoszómák szabadon helyezkednek el a citoplazmában. A nucleolus általában eltűnik egy kicsit korábban.
A metafázis kezdete a pillanat, amikor a nukleáris boríték teljesen eltűnt. A metafázis kezdetén a kromoszómák az egyenlítői síkon állnak, és az úgynevezett metafázis lemez alkotják. És a kromoszómák centromerei szigorúan az egyenlítő síkjában helyezkednek el. Az orsó menetei a kromoszómák centromerjeihez kapcsolódnak, egyes szálak a pólustól a pólus felé haladnak anélkül, hogy a kromoszómához kapcsolódnának.
A kromoszómák centromerjeinek felosztásával kezdődik, melynek eredményeképpen a kromatidok két teljesen különálló, független lánykromoszómává alakulnak át.
Ezután a lánykromoszómák elkezdenek eltérni a cella pólusain. A pólusok felé történő elmozdulás során általában V alakúak. A kromoszómák és a pólusok közötti eltérés az orsóhuzalok rövidítésének köszönhető. Ugyanakkor az orsótartó szálak hosszúkásak, aminek következtében a pólusok tovább távolodnak egymástól.
A telophase-ban a kromoszómák a sejt pólusaira koncentrálódnak és despirálódnak. A hasadási tengely elpusztul. A kromoszómák körül kialakul a lány sejtek magjainak héja. Ezzel befejeződik a mag (karyokinesis) felosztása, majd a sejt citoplazmája (vagy citokinézis) megtörténik.
Az állati sejtek elosztásakor az egyenlítő síkjában egy barázda jelenik meg a felületükön, amely fokozatosan elmélyül, az anyavéret két lány sejtbe osztja. A növényeknél a hasadást a citoplazmát elválasztó ún. Sejtlemez képezi. Ez az orsó egyenlítői régiójában fordul elő, majd minden irányban növekszik, elérve a sejtfalat (azaz belülről kifelé nő). A sejtlemez az endoplazmatikus retikulum által szolgáltatott anyagból van kialakítva. Mindegyik lány sejt az oldala cellás membránt képez, és végül cellulóz sejtfal alakul ki a lemez mindkét oldalán.
A meiózis a gametogenezis legfontosabb fázisa, azaz a csírasejtek kialakulása. Az ivarsejtek képződése magában foglalja mind a mitózist, mind a meiózist. A mitózis számos éretlen sejt szexuális mirigyében való felhalmozódását biztosítja, amely később érett szexsejteket eredményez. A meiózis eredményeképpen érlelés következik be.
A meiózis során nincs (mint a mitózisban), de két egymást követő sejtosztódás. Az első meiotikus osztást az I. interfázis előzi meg - a sejtosztódás szakaszának szétválasztása, ebben az időben ugyanazok a folyamatok fordulnak elő, mint a mitózis interphase-je.
Az első meiotikus felosztást csökkentésnek nevezik. mivel ez alatt a kromoszómáknál a kromoszómák száma csökken, vagyis a diploid kromoszómák haploidok lesznek, de a kromoszómák két ritmikusak maradnak. Közvetlenül a meiózis első osztódása után a második rendes mitózis történik. Ezt a szétválasztást egyenlõnek nevezik, mivel ebben a szétválásban a kromoszómák egyszerû kromatikusvá válnak.
A meiózis biológiai jelentősége:
A meiózis I. és II. Osztódása ugyanazokat a fázisokat tartalmazza, mint a mitózis, de az örökletes készülékben bekövetkezett változások lényege eltér (307. ábra).
A meiózis első osztálya
Ennek a fázisnak a lényege a spermatogónia és oogónia növekedése, emellett ebben a fázisban DNS-replikáció történik, minden kromoszómának két ritmikus (2n 4c) lesz. A kialakult sejteket elsőrendű oocitáknak és elsőrendű spermatocitáknak nevezzük.
A fázis lényege a meiózis. Az első meiotikus divízióban az első rendű gametociták lépnek be. Ennek eredményeként az első meiotikus osztódás kialakítva gametocitákat 2. érdekében (n kromoszómák 2c), amelyek belépnek a második meiotikus osztódás és kialakult sejtek egy haploid kromoszómák (n c). Az oogenesis ebben a szakaszban majdnem teljes, és a spermatogenezis magában foglal egy másik fázist, amelynek során a spermiumok megszerzik sajátos szerkezetüket.
A gametogenezis folyamatában a diploid sejtek haploid gamétákat alkotnak. Ez a meiózis miatt történt. Így a meiózis a fő állomás a szexuális sejtek kialakulásában.
A szaporodási időszak spermatogén diploid sejtek osztódnak mitotikusan, ezáltal egy több kisebb nevezett sejtek spermatogoniumok. A képződő spermatogónia egy része ismételt mitotikus eloszláson megy keresztül, és ugyanazon spermatogónás sejtek kialakulását eredményezi. Egy másik rész - a szétválás és a méret növekedése - megáll a spermatogenezis következő időszakában - a növekedés időszakában. A spermatogónia méretének növekedése az első rend spermatocitája. érési időszak kezdődik sperma-1-rendű megy az első meiotikus osztódás, így kialakuló két spermatocitákban 2. sorrendben. Ezután ezek az újonnan alakult sejtek osztódnak (a második meiotikus osztódás), és ennek eredményeként haploid spermatidok jönnek létre. Így négy haploid spermatid jelenik meg az első rend spermatocitájából. A spermatozoid kialakulásának időtartamát az jellemzi, hogy elsősorban a globuláris spermatidák számos komplex transzformációban vesznek részt, amelyek eredményeképpen a spermiumok keletkeznek. A spermatidák spermiumokká történő átalakulását spermiogenesisnek nevezik. Magában foglalja a mag és a citoplazma összes elemét. A spermatidák magja kondenzálódik a kromoszómák hiperspiralizációja miatt, amelyek genetikailag inertekké válnak. A Golgi készülék a mag egyik pólusára mozog, és akroszómát képez. A centriolák egy helyet foglalnak el a nucleus ellentétes pólusán. Az egyikük részt vesz a flagella kialakulásában. A mitokondriumok a flagellum alapjába koncentrálódnak spirálburkolat formájában. A spermatidák majdnem minden citoplazmáját elutasítják.
A tojás fejlődése minden időszakban a petefészekben található állatoknál fordul elő. Ellentétben a spermiumok képződését, amely akkor csak a pubertás után (különösen gerincesek), tojás képződése megkezdődik az embrióban. A szaporodási periódus a fejlődés embrionális szakaszában teljes mértékben megvalósul és a születéskor (emlősökben és emberekben) végződik. Ezt az oogónia kialakulása jellemzi az elsődleges nemi sejtek (oogén sejtek) egyszerű meiotikus elváltozásai következtében. amelyek ismét mitotikus megosztottságon mennek keresztül. Az oogónia osztódásából származó leánysejteket elsőrendű oocytáknak nevezik. Megjelenésük azt jelzi, hogy az oogenesis átmenetét a következő fázisra - a növekedés időszakára utalják.
Az oocitákat nagyságát és válnak oociták profázis I. méreteinek növekedésével annak a ténynek köszönhető, hogy a felhalmozódása a citoplazmában egy tápanyagok száma (fehérjék, zsírok, szénhidrátok), és a pigmentek - képződik tojássárgája. Ezután az elsőrendű oociták belépnek az érlelési időszakba. Az első meiotikus felosztás eredményeképpen két lányos sejt keletkezik. Az egyikük viszonylag sekély, az első poláris test. nem működik, és egy másik, nagyobb (második rendű oocita), további átalakulásokon megy keresztül.
A második meiotikus osztódás végre egészen metafázisú és folytassa csak petesejt 2. érdekében lép interakció a spermát, és a megtermékenyítés után. Így szigorúan a petefészek nem petefészek, hanem a második rendű oocita. Csak a megtermékenyítés után osztódik fel, ami tojást (vagy tojást) és egy második poláris testet eredményez. Azonban hagyományosan a kényelem érdekében az oocitát másodrendű oocitának nevezik, amely készen áll a spermiummal való kölcsönhatásra. Így az oogenezis eredményeként egy normál tojás és három poláris test keletkezik.
Az ivarsejtek olyan szexuális sejtek, amelyek fúziója zigót képez, ami új organizmust eredményez. Nagyon speciális sejtek a szexuális reprodukcióhoz kapcsolódó folyamatokban. Az ivarsejteknek számos olyan tulajdonságuk van, amelyek megkülönböztetik őket a szomatikus sejtektől:
A műtrágyázás aktív szerepe a spermiumnak. Rendszerint kis méretű és mozgékony (állatokon). A tojássejt nemcsak a kromoszómák készletét hozza a zigótába, hanem az embrió fejlődésének korai szakaszát is biztosítja. Ezért nagy méretű és rendszerint nagy mennyiségű tápanyagot tartalmaz.
A petesejtek szervezése
Az emberi petesejtet 1821-ben fedezték fel a KM Bar. A tojás végső érlelése a megtermékenyítés után történik, tehát gyakorlatilag nincs érett tojás.
petesejtek mérete széles skálán mozog - néhányszor tíz mikrométer és több cm (emberi oociták - körülbelül 100 mikron, strucc tojás, amelynek egy héjat, amelynek hossza körülbelül 155 mm-es - is tojás). Formája általában lekerekített vagy kissé lapos. Az oocita és a szomatikus sejtek szerkezetében nincs alapvető különbség: maguk, sejtmaggal rendelkező citoplazmájuk és membránjuk van (309. ábra). Ugyanakkor a tojásnak számos olyan tulajdonsága van, amely megkülönbözteti a szomatikus sejtektől. Ezek a következők:
A legtöbb állatban az oocitáknak további membránja van a citoplazmatikus membrán tetején. A származástól függően különbséget tesznek: