Навигация
Модуль 1. Цитологія, розмноження, ембріологія
Лекція № 2. Тема: Репродукція клітин.
1. Мітоз. Мейоз.
2. Загальна ембріологія.
3. Статеві клітини.
4. Гаметогенез.
5. Запліднення.
Одне із положень клітинної теорії стверджує, що збільшення кількості клітин, їх розмноження відбувається шляхом поділу початкової клітини. Репродукція забезпечує рівномірний розподіл редуплікованого генетичного матеріалу між двома новими клітинами.
У дорослому організмі клітини тканин і органів мають неоднакову здатність до поділу. Так, зустрічаються клітини, які зберігають здатність до поділу, постійно діляться (клітини базального шару епідерміса, крипт кишечника, кровотворні клітини червоного кісткового мозку); поряд з цим зустрічаються клітини, що втратили здатність ділитися (зернисті лейкоцити крові, остеоцити кісткової тканини, нейроцити).
Період існування клітини від поділу до поділу називається клітинним циклом. Він поділяється на чотири періоди: власне мітоз (М), при якому відбувається ряд процесів у ядрі при поділі, він закінчується цитокінезом — поділом клітинного тіла, пресинтетичний (Y1), синтетичний (S) та постсинтетичний (Y2) періоди. Різні періоди клітинного циклу відрізняються один від другого вмістом у клітині білка, ДНК, РНК.
У періоді Y1, відбувається посилений ріст молодої клітини, що виникла після поділу материнської за рахунок нагромадження клітинних білків.
У наступному періоді S починається синтез ДНК; якщо колхіцином викликати пригнічення синтезу білка або і РНК у Y1-періоді, то перехід клітини в S-період блокується. У періоді Y1 синтезуються ферменти, необхідні для утворення попередників ДНК, метаболізму РНК і білка.
S-період характеризується подвоєнням кількості ДНК в ядрі (дуплікація) і відповідно відбувається подвоєння кількості хромосом. У S-періоді також відбувається подвоєння центріолей центросоми.
Постсинтетичний період Y2 (премітотичний) характеризується синтезом і РНК, поряд з цим відбувається синтез РНК рибосом, що визначаються поділом клітини, при цьому синтезуються тубуліни — білки мітотичного веретена.
Y2-період має велике значення для проходження стадії мітотичного поділу. В кінці Y2-періоду синтез РНК різко знижується і зупиняється під час мітозу, відбувається конденсація хромосом. Поряд з цим у тканинах тварин є клітини, які ніби виходять з циклу. Це клітини Y0-періоду, у них відсутній S-період, вони не піддаються поділу. Це клітини, які тимчасово або повністю перестали розмножуватися. Клітини після диференціації не втрачають здатності до поділу і при необхідності повертаються у цикл. Прикладом їх є клітини печінки при видаленні її частини вони починають синтезувати ДНК і вступають у мітоз, відбувається її регенерація.
1. Мітоз. Мейоз.
МІТОЗ
Мітоз (mitosis), каріокінез, непрямий поділ, надзвичайно важливий і необхідний етап у житті клітини, який забезпечує розмноження клітин і розподіл між новими клітинами усіх спадкових одиниць — генетичної інформації.
Розрізняють такі основні етапи мітозу: профазу, метафазу, анафазу, телофазу.
На початку профази хромосоми набувають вигляду тонких спіралізованих ниток, сплетених у ядрі у вигляді клубка — стадія щільного клубка. Кожна хромосома уже подвоєна, оскільки редуплікація ДНК відбулася в S-періоді і кожна хромосома вже є подвійною структурою. Деякі хромосоми в результаті скорочення стають добре помітними. Цю стадію називають рихлим клубком. Вони прикріплюються одна до другої в ділянці кінетохора. У електронному мікроскопі кінетохори мають вигляд щільних тілець. До початку профази поряд з репродукцією ДНК і гістона (хромосом) відбувається також репродукція мітотичних центрів, вони використовуються на побудову веретена поділу, яке виникає в результаті розходження центріолей до полюсів клітини. До кожного полюса відходить подвійна центріоля — диплосома. У цей час формуються мікротрубочки, які відходять від периферійних ділянок материнської центріолі кожної диплосоми. Апарат поділу має дві центросфери з центріолями всередині і волокна веретена, що лежить між ними. У веретені поділу утворюються центральні волокна — від полюсів до центру веретена і хромосомні, що сполучають хромосоми з полюсами клітини.
Метафаза. Мікротрубочки в центральній частині у веретені поділу, також як мікротрубочки центросфер, виникають в результаті полімерізації тубуліну у зоні центріолей і біля кінетохорів, розміщених в ділянці центромерних перетяжок. Через інактивацію рибосомних генів у зоні ядерних організаторів в кінці профази або на початку метафази зникає ядерце. Метафаза закінчується утворенням веретена поділу, а хромосоми вистроюються у екваторіальній площині веретена, утворюючи так звану метафазну пластинку хромосом, або материнську зірку. В кінці метафази завершується процес відокремлення однієї від другої сестринських хроматид. Останнім місцем, де контакт між хромосомами зберігається, є центромера. На початку метафази руйнується ядерна оболонка, вона фрагментується.
Анафаза. Хромосоми одночасно втрачають зв'язок між собою в ділянці центромер і відділяються одна від одної в напрямку протилежних полюсів клітини.
Телофаза. Починається зупинкою хромосом, що розійшлися і закінчується початком реконструкції нового інтерфазного ядра та поділом початкової клітини на дві дочірні, тобто відбувається цитокінез.
Морфологія хромосом. Хромосоми добре забарвлюються основними барвниками. Вони помітні в ядрі клітини під час мітозу. Хромосоми не зникають після закінчення мітозу, завдяки деконденсації вони набувають іншого вигляду і тому їх не видно, як окремі тільця. Як інтерфазні, так і мітотичні хромосоми складаються з елементарних хромосомних фібрил — молекул ДНП. Останнім часом вважають, що кожна хромосома побудована з однієї гігантської молекули ДНП (дезоксинуклеопротеїд), запакованої у відносно коротке тільце — власне мітотичну хромосому. Виявлено, що у мітотичній хромосомі гігантська молекула ДНП утворює бічні петлі. Типова хромосома людини може містити 2600 петель, кожна з яких утворена ділянкою хроматинової фібрили із середньої довжиною 400 нм.
Морфологію мітотичних хромосом краще вивчати у період їх найвищої конденсації. У метафазі та на початку анафази, хромосоми у цьому стані являють собою паличкоподібні утворення різної довжини і товщини. У більшості хромосом легко знайти зону первинної перетяжки (центромери), яка ділить хромосому на два плеча. Хромосоми з рівними або майже рівними плечами називають метацентричними, а плечами різної довжини — субметацентричними. Паличкоподібні хромосоми з дуже коротким, майже не помітним другим плечем — аероцентричні.
Ділянка первинної перетяжки містить кінетохор, який є центром організації мікротрубочок, що утворюють хромосомні нитки веретена поділу. У деяких хромосом є й вторинні перетяжки, які знаходяться близько одного із кінців хромосоми і відокремлюють так званий супутник хромосоми. Вторинні перетяжки ще називають ядерцевими організаторами, оскільки у цих ділянках на початку інтерфази утворюється ядерце. Кінцеві ділянки плечей називають теломерами. У тваринних організмів, як і у рослин, кількість, розміри та будова хромосом мають свою специфіку. Сукупність ознак хромосомного набору називають ка- ріотипом. Кількість хромосомних наборів у клітині позначають терміном плоїдність і літерою n. Соматичні клітини містять диплоїдний (подвійний) набір хромосом (2 n). Статеві клітини — гаплоїдний (одинарний п), що відповідає поняттю геном, тобто сукупності ядерних елементів генетичної конституції особи. Якщо клітина має 3 n набір хромосом, її називають триплоїдною, якщо 4 n — тетраплоїдною. Велику кількість хромосомних наборів називають поліплоїдією. Для хромосомного аналізу застосовують методи диференційного забарвлення хромосом, вперше запропонований — Касперсоном. Так, за допомогою диференційного забарвлення нефлуоресційними барвниками (суміш Гімза) вдалося виявити, що кожна хромосома забарвлюється неоднорідно вздовж її довжини, при цьому спостерігається чергування фарбованих і нефарбованих ділянок — так звана диференційна неоднорідність хромосом. Це дає змогу чітко ідентифікувати кожну хромосому, а також складати так звані хромосомні карти з визначенням локалізації у них певних генів.
Ендомітоз — пряме ділення клітин. На відміну від мітозу при ньому зберігається інтерфазне ядро: у ньому не утворюються хромосоми, наявні ядерце та ядерна оболонка. При ендомітозі збільшене ядро, не змінюючи своєї будови, воно ділиться на дві (або три) більш-менш рівномірні частини шляхом перешнурування (утворення перегородки). У більшості випадків цей поділ не супроводжується діленням клітини, результатом чого є утворення двоядерної клітини. Процес ендомітозу спостерігається у волокнах скелетних м'язів, міокарді, мезотелії, шипуватому шарі багатошарових епітеліїв шкірного типу, паренхімі печінки, екзокринній частині підшлункової залози, нейронах вегетативного відділу нервової системи, покривному шарі перехідного епітелію сечових шляхів, клітинах плаценти, мегакаріоцитах. Ендомітоз — це утворення клітин із збільшеним вмістом ДНК, що відбувається в результаті блокування мітозу на певних його етапах.
Амітоз — пряме ділення клітини, без морфологічної перебудови ядра та цитоплазми. Розрізняють — генеративний, реактивний, дегенеративний амітоз.
МЕЙОЗ
Це своєрідна форма клітинної репродукції, характерна для процесу утворення статевих клітин. Мейоз складається з двох послідовних статевих мітотичних поділів, між якими відсутня інтерфаза. В результаті мейозу утворюються клітини з гаплоїдним набором хромосом. Характерною особливістю профази мейозу є кросінговер — обмін гомологічними ділянками хромосом, який є одним із суттєвих факторів мінливості організмів. (Див. гаметогенез).
Похожие работы
... . / Тези XIV з’їзду мікробіологів, епідеміологів та паразитологів. Полтава. - 2005, - С. 155. АНОТАЦIЯ Абдуллаєва М.В. Дослідження антивірусної активності 6-азацитидину та амізону у модельній системі: цитомегаловірус – культура клітин фібробластів легень ембріона людини. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.06 — вірусологія. — ...
... іями Провачека (реакція Вейля – Фелікса), РЗК, РНГА, РІФ. Лікування. Призначають антибіотики (Тетрациклін, Левоміцетин). Сульфаніламіди препарати протипоказані, оскільки вони посилюють ріст рикетсій. Специфічна профілактика. Проводять вакцинацію хімічною висипнотифозною вакциною. Неспецефічна профілактика – боротьба з педикульозом, рання діагностика, нагляд за контактними та іншими. 2. Ві ...
... %. На рисунку 2 представлені зародки перепелів після 2-го пасажу вакцинного штаму 1062 МПВ. Рис. 2. Зовнішній вигляд перепелиних ембріонів: а) скручування та відставання у рості ПЕ, інфікованих штамом 1062 МПВ ; б) контрольні ПЕ. Репродукцію вакцинного штаму 1062 МПВ підтверджено також за допомогою реакції імунної дифузії. Постановка РДП із гіперімунною специфічною сироваткою до ...
... до цього, однак різниця в антигенах іноді становиться причиною серйозних захворювань, які несуть загрозу нормальному розвитку вагітності і життю дитини. Частіше всього зустрічається серологічний конфлікт по резус-фактору, який може привести до небезпечних порушень, особливо до гемолітичної хвороби плоду і новонародженого. Кожна людина з моменту свого зачаття має генетично визначену групу крові. І ...
0 комментариев