Что такое редукционное деление клетки

Клетка это элементарная живая система, составляющая любого организма Она является единицей передачи наследственной информации Именно благодаря процессу клеточного деления осуществляется размножение и развитие всех организмов. После завершения деления получается 4 дочерние клетки Все гаплоидны. Известно, что число хромосом строго определено Если происходит изменение заданном наборе, то это приводит к развитию тяжелых патологий у плода или же к его гибели Механизм, который два раза уменьшает количество хромосом мейотическое деление клеток мейоз. Мейотическое деление называют делением созревания, так как формирование гамет напрямую связано с редукцией хромосом. Амитоз это прямое деление ядра методом перетяжки Встречается у одноклеточных, например, у полиплоидных ядер инфузорий Кроме того, таким способом делятся некоторые физически ослабленные, постепенно отмирающие клетки животных или растений Также амитоз характерен для разных злокачественных процессов, воспалений и. На первый взгляд может показаться, что эти заключения довольно тривиальны Биолог, скажем, лет 30 назад мог утверждать, что хотя для популярного лектора вполне уместно подчеркнуть значение статистической физики организме, как и повсюду, однако этот пункт является все же, пожалуй, чересчур избитой истиной Ибо действительно, не только тело взрослого индивидуума любого высокоразвитого вида, но и каждая клетка его содержит космическое число единичных атомов всех родов И каждый отдельный физиологический процесс, который мы наблюдаем внутри клетки или ее взаимодействии с внешней средой, кажется или казалось 30 лет назад, вовлекает такое огромное количество единичных атомов и единичных атомных процессов, что точное выполнение всех относящихся сюда законов физики и физической химии было бы гарантировано даже при весьма высоких требованиях статистической физики отношении больших чисел Эти требования я только что иллюстрировал правилом.

Теперь мы знаем, что такая точка зрения была бы ошибочной Как мы сейчас увидим, невероятно маленькие группы атомов, слишком малые, чтобы они могли проявлять точные статистические законы, играют главенствующую роль весьма упорядоченных и закономерных явлениях внутри живого организма Они управляют видимыми признаками большого масштаба, которые организм приобретает течение своего развития, они определяют важные особенности его функционирования, и во всем этом выявляются весьма отчетливые и строгие биологические законы. Я должен начать с краткого подведения итога тому положению, которое имеет место биологии и, более узко, генетике другими словами, я должен суммировать современное состояние знаний такой области, где я не являюсь авторитетом Этого нельзя избежать, и поэтому я извиняюсь, особенно перед всяким биологом, за дилетантский характер изложения С другой стороны, я прошу разрешения изложить вам господствующие представления более или менее догматично От бедного физикатеоретика нельзя ожидать, чтобы он сделал чтонибудь, подобное компетентному обзору экспериментальных данных состоящих из большого количества длинных и великолепно переплетающихся серий экспериментов по скрещиванию, задуманных с беспрецедентным остроумием, с одной стороны, и из прямых наблюдений над живой клеткой, проведенных со всей утонченностью современной микроскопии, с другой. Называя структуру хромосомных нитей шифровальным кодом, мы разумеем, что всеохватывающий ум, вроде такого, который некогда представлял себе Лаплас и которому каждая причинная связь была бы непосредственно открыта, мог бы, исходя из структуры хромосом, сказать, разовьется ли яйцо при благоприятных условиях черного петуха или крапчатую курицу, муху или растение маиса, рододендрон, жука, мышь или человека К этому мы можем прибавить, что внешность различных яйцевых клеток очень часто бывает замечательно сходной, и даже когда это не так как случае огромных яиц птиц и рептилий, то все же различие оказывается не столько существенных структурах, сколько том питательном материале, который этих случаях добавляется по понятным причинам. Как ведут себя хромосомы митозе Они удваиваются, удваиваются оба набора, обе копии шифра Этот процесс представляет чрезвычайный интерес и его интенсивно изучали, но он слишком сложен для того, чтобы описывать здесь его детали Основное заключается том, что каждая из двух дочерних клеток получает приданое, состоящее из обоих наборов хромосом, точности подобных тем, какие были у родительской клетки Таким путем все телесные клетки совершенно подобны друг другу отношении их хромосомного сокровища 1 Каждая, даже наименее важная отдельная клетка обязательно обладает полной двойной копией шифровального кода Как бы мало мы ни понимали этот механизм, мы не можем, однако, сомневаться, что этот факт должен иметь какоето важное отношение к жизни организма Несколько времени назад мы узнали из газет, что во время своей африканской кампании генерал Монтгомери требовал, чтобы каждый отдельный солдат его армии был детально информирован о всех его намерениях Если это верно а это могло быть, принимая во внимание высокую интеллигентность и надежность его войск, то мы имеем великолепную аналогию нашему случаю, котором соответствующий факт, конечно, является буквально верным Самым удивительным представляется сохранение удвоенного хромосомного набора при всех митотических делениях То, что это является выдающейся чертой генетического механизма, наиболее разительно подтверждается однимединственным исключением из этого правила, исключением, которое мы и должны теперь рассмотреть. Таблица I Сблизившиеся попарно хромосомы материнских клетках пыльцы двух видов Tradescantia Справа шесть пар клетках, фиксированных и окрашенных ацеторсеине Слева двенадцать пар живой клетке, сфотографированной ультрафиолетовом свете. Если хотите, можно назвать его гигантски увеличившимся сперматозоидом и, действительно, известно, что функционировать качестве такового является его единственной жизненной задачей Однако, может быть, это не серьезная точка зрения Ибо этот случай не является единичным Есть семейства растений, где гаплоидные клетки, которые образуются при мейозе и называются спорами, падают на землю как семена и развиваются настоящие гаплоидные растения, сравнимые по размеру с диплоидными На рис 5 изображен грубый набросок мха, хорошо известного наших лесах.

Но когда вы проследите происхождение вашей наследственности вплоть до ваших дедов и бабок, то дело оказывается иным Разрешите мне обратить ваше внимание на набор хромосом, пришедших ко мне от отца, частности на одну из них, скажем, на хромосому 5 Это будет точная копия или того 5, который мой отец получил от своего отца, или того 5, который он получил от своей матери Исход дела был решен с вероятностью 50 50 шансов мейозе, происшедшем теле моего отца ноябре 1886 и произведшем тот сперматозоид, который немногими днями позже оказался причиной моего зарождения Точно та же история могла бы быть повторена относительно хромосом 1, 2, 3 24 моего отцовского набора и mutatis mutandis относительно каждой из моих материнских хромосом. Рис 6 Кроссинговер Слева две гомологичные хромосомы контакте справа после обмена и разделения. Эти правила и отношения нарушаются кроссинговером, вероятность которого может быть установлена путем тщательного регистрирования процента различных комбинаций признаков у потомства широких экспериментах по скрещиванию, поставленных надлежащим образом для этой цели Анализируя результаты таких скрещиваний, принимают убедительную рабочую гипотезу, что сцепление между двумя свойствами, расположенными одной хромосоме, тем реже нарушается кроссинговером, чем ближе эти свойства лежат одно к другому Ибо тогда менее вероятно, что точка разрыва ляжет между ними, тогда как особенности, расположенные ближе к противоположным концам хромосомы, будут разделяться каждым кроссинговером То же самое применимо и к объединению одной хромосоме двух признаков, расположенных ранее гомологичных хромосомах одного и того же предка Таким путем можно ожидать получения из статистики сцепления своего рода карты признаков внутри каждой хромосомы. Таблица IV Покоящееся ядро клетки слюнной железы мушки Drosophila melanogaster Гены прошли восемь циклов удвоения и поэтому выглядят как серии поперечных полосок, из которых каждая содержит 256 генов Более крупные гены дают сильнее окрашенные полоски. Ответ на это может быть дан без какоголибо специального исследования Простой факт, что мы говорим о наследственных особенностях, указывает, что мы признаем это постоянство почти абсолютным Ибо мы не должны забывать, что от родителя к ребенку передается вовсе не отдельная особенность орлиный нос, короткие пальцы, предрасположение к ревматизму, гемофилия, дихромазия и Такие черты удобно вычленять для изучения законов наследственности Но действительности из поколения поколение, без заметного изменения течение столетий хотя и не течение десятков тысяч лет, передается весь четырехмерный план фенотипа, вся видимая природа индивидуума При этом каждом поколении передача осуществляется материальной структурой ядер тех двух клеток, которые соединяются при оплодотворении Это чудо имеется только одно еще большее чудо, хотя и связанное тесно с первым, но относящееся уже к другой сфере Я подразумеваю тот факт, что мы, чье существование целиком основано на удивительной игре именно этого механизма наследственности, все же обладаем способностью узнать о нем так много Мне представляется, что отношении первого чуда наши знания могут дойти едва ли не до полного понимания Что касается второго, то возможно, что оно вообще лежит за пределами человеческого познания. Злыгостев Алексей Сергеевич, 20012017 При копировании ссылка обязательна Библиотека по физике. При наличии центриолей происходит их удвоение таким образом, что клетке имеется две диплосомы, каждая из которых содержит пару центриолей. Студопедия 2013 2017 год Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования Последнее добавление аш ip 159 224. После того как заканчивается подготовительная фаза начинается деление самой клетки Клетки эукариотов могут делиться несколькими способами у соматических клеток этот процесс происходит виде митоза и амитоза, у половых мейоз А что такое митоз и мейоз, мы и попробуем сейчас разобрать.

Деление клетки митоз, мейоз и их отличия и индивидуальное развитие образовании гамет и оплодотворения и краткий обзор эмбрионального развития. Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними. К концу Профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушаются ядерная мембрана и ядрышки. Мито́з др греч μίτος нить непрямое деление клетки наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток Биологическое значение митоза состоит строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность ряду клеточных поколений. Рост и развитие Количество клеток организме процессе роста увеличивается благодаря митозу Это лежит развитии многоклеточного организма из единственной клетки зиготы а также роста многоклеточного организма. Биологическое значение мейоза заключается поддержании постоянства кариотипа ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе Мейоз один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости Поведение хромосом при мейозе обеспечивает выполнение основных законов наследственности Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении. Структурный гетерохроматин обнаруживается вокруг центромер всех 46 хромосом Он участвует стабилизации структуры хроматина и имеет защитные функции В этой области хромосом практически нет генетических структур, определяющих синтез белка. Факультативный гетерохроматин выявляется не во всех клетках Он представляет собой спирализованные Ххромосомы В женском организме, содержащем норме две Ххромосомы, одна из них остается плотно упакованной, инактивированной и интерфазных клетках, проявляя свойство гетерохроматина.

Если организме имеется только одна Ххромосома, то факультативный гетерохроматин нем отсутствует В норме он обнаруживается у женщин, а у мужчин его нет Причина формирования факультативного гетерохроматина у человека установлена 1961 году М Лайон Было доказано существование эволюционно сформировавшегося механизма исключения из активной деятельности второй дозы генов, расположенных Ххромосоме В результате, несмотря на отсутствие значительного количества генетического материала изза малых размеров Yхромосомы, мужской и женский организм уравновешиваются по количеству функционирующих генов. Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра, которые приводят к образованию половых клеток гамет Хотя во время мейоза клетка делится дважды, хромосомы удваиваются только один раз В результате такого процесса обеспечивается редукция уменьшение числа хромосом гамете вдвое по сравнению с исходной клеткой, от диплоидного набора 46 у человека до гаплоидного 23 у человека Тогда при слиянии двух половых клеток новый организм обретет вновь диплоидное число хромосом. Значение мейоза заключается том, что этот процесс обеспечивает постоянство числа хромосом ряду поколений размножающихся половым путем организмов При данном типе размножения для формирования нового организма необходимо оплодотворение слияние двух половых клеток. Мейоз способ деления клетки, обеспечивающий редукцию уменьшение числа хромосом от 2 n до. То есть ходе мейоза происходит увеличение числа клеток, но с уменьше нием количества хромосом них В связи с этим мейоз ещё называют редук ционным делением клетки. Растворение ядерной оболочки из двух мембран и ядрышка, спирализация хромосом, приводящая к их утолщению и укорочению, расхождение частей клеточного центра центриолей к разным полюсам клетки, образование нитей веретена деления. Растворение ядерной оболочки, спирализация хромосом, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, образование нитей веретена деления, сближение парных гомологичных хромосом или их конъюгация, обмен участками гомологичных хромосом каждой пары, их перекрест, или кроссинговер. Расположение гомологичных хромосом по экватору клетки попарно, напротив друг друга, ка каждой хромосоме присоединяется одна нить веретена деления. Пары гомологичных хромосом разделяются, целые хромосомы конкретной пары расходятся к разным полюсам клетки, каждая хромосома попрежнему состоит из двух хроматид. Осуществляются по принципу митоза Процессы идут параллельно двух клетках, образовавшихся после первого деления мейоза.

Мей о от греч méiosis уменьшение, редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, результате которого происходит уменьшение редукция числа хромосом два раза и одна диплоидная клетка содержащая два набора хромосом после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным содержащим по одному набору хромосом Восстановление диплоидного числа хромосом происходит результате оплодотворения М обязательное звено полового процесса и условие формирования половых клеток гамет Биологическое значение М заключается поддержании постоянства кариотипа ряду поколений организмов данного вида и обеспечении возможности рекомбинации хромосом и генов при половом процессе М один из ключевых механизмов наследственности и наследственной изменчивости Поведение хромосом при М обеспечивает выполнение основных законов наследственности. Сначала о митозе Ему предшествует удвоение молекул, несущих наследственную информацию. Как только двойники будут готовы, длинные хромосомные нити и оригиналы и их копии начинают сворачиваться тугие спирали А те скручиваются спирали второго порядка Смысл этого скручивания вполне понятен До сих пор хромосомы лежали спутанным клубком и растянуть их по разным полюсам клетки, наверное, было бы не легко Теперь же каждая хромосома спираль, скрученная спиралью, очень компактный и удобный для транспортирования ʼʼбагажʼʼ. Потом каждая из парных хромосом устремляется к своему полюсу Партнеры расстаются навс егда, потому что скоро перегородка разделит по экватору старую клетку на две новые Впечатление такое, будто центриоли тянут к себе хромосомы за ниточки, как марионеток. И деи̌ствительно, хромосомы имеют вид, какой бывает у всякого гибкого тела, когда ᴇᴦο за ниточку протягивают через жидкость. Эукариотические организмы, состоящие из клеток, имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе клеточного цикла, интерфазе. Интерфаза клетках растений и животных среднем продолжается 10 20 Затем наступает процесс деления клетки митоз. В процессе М условно выделяют неск стадий, постепенно и непрерывно переходящих друг друга профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу Длительность стадий М различна и зависит от типа ткани, физиол состояния организма, внеш факторов наиб продолжительны первая и последняя. Фазы митоза a Профаза первая фаза деления Двухроматидные хромосомы спирализуются Ядрышки растворяются Центриоли расходятся Растворяется ядерная оболочка Формируются нити веретена деления b Метафаза фаза скопления хромосом Нити веретена деления крепятся к центромерам хромосом Хромосомы выстраиваются на экваторе клетки c Анафаза фаза расхождения хромосом Центромеры разделяются, нити веретена деления сокращаются и подтягивают однохроматидные хромосомы к полюсам клетки d Телофаза фаза окончания деления Однохроматидные хромосомы деспирализуются Восстанавливаются ядерная оболочка и ядрышко На экваторе клетки начинает закладываться перегородка Растворяются нити веретена деления.

При этом образуются многоядерные клетки, которых митоз больше невозможен. Митотическое деление Происходят процессы аналогичные митозу В анафазе II к полюсам расходятся хроматиды, и образуются клетки с гаплоидным набором хромосом 1n 1c сперматиды. Амитоз осуществляется путем перешнурування ядра на две и более частей, не всегда одинаковы Часто деление ядер не покончу ется делением клеток и тогда возникают клетки с большим количеством ядер Сразу за перешнуруванням ядра происходит разделение цитоплазмы При амитоза хромосомы распределяются между дочерними клетками неравномерно, поэтому не обеспечивается их биологическая равнозначность Амитоз наблюдается у молодых, нормально развынуть клетках, например донышке луковицы лука, тканях корня, но чаще всего он происходит высокодифференцированных и старых клетках. В профазе ядре начинают проявляться хромосомы Каждая из них состоит из двух тонких нитей хроматид, которые беспорядочно переплетени между собой В это время ядрышко уменьшается и впоследствии исчезает вместе с ядерной мембраной, нуклеоплазма смешивается с гиалоплазмой. Мейоз деление ядра, который происходит перед половым просом Во время мейоза ядро делится два этапа гетсротипний и гомеотипний В каждом из этих разделов выделяют четыре фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

В телофазе образуется четыре ядра с гаплоидным набором хромосом Клеточные оболочки формируются после окончания мейоза Так, с одной диплоидной клетки процессе редукционного деления образуют ется тетрада четыре, клеток, содержащих ядре гаплоидный набор хромосом, при этом возникает значительное разнообразие клеток, поскольку родительские и материнские хромосомы, могут попасть клетки и комбинации. Это большой отдел одноклеточных микроскопических организмов, которые встречаются повсюду самых разнообразных условиях среды воздухе, воде, почве, глубинах земной коры, организмах руслин и животных По форме бактерии бывают шаровидные кокки, спиральноскручени спириллы, палочковидные разные бациллы, изогнуе вибрионы. Внутреннее строение Клетка бактерии состоит из цитоплазмумы, которая содержит гранулы гликогена, белки и жиры Бактериальная клетка не имеет типичного дифференцированного ядра Функцию ядра выполняют нуклеиновые кислоты, находящиеся ядерной зоне нуклеоидом В цитоплазме различают основное вещество, рибосомы и большое количество мембран и мембранных структур Митохондриви и хлоропласты у бактерий отсутствуют. Питание бактерий осуществляется путем всасывания пожилных веществ через полупроницаемую мембрану По типу питания все бактерии делят на автотрофы и гетеротрофы Большинство бактерий является гетеротрофами и представлены паразитами и сапрофитами. В овогенезе профаза I мейоза завершается эмбриональном периоде дальнейшие стадии идут лишь после полового созревания Раз месяц одна из клеток продолжает развитие В результате первого деления образуется круп ная клеткапредшественница яйцеклетки и мелкое полярное тельце, которые вступают во второе деление На стадии метафазы II пред шественница яйцеклетки овулирует выхо дит из яичника и попадает брюшную полость, а затем яйцевод Второе мейотическое деле ние завершается, только если произошло опло дотворение В противном случае так и не сфор мировавшаяся женская гамета погибает и вы водится из организма Полярные тельца также через некоторое время погибают Их роль удаление избытка генетического материала и перераспределение питательных веществ практически все они достаются яйцеклетке. При таком расхождении формирующихся клетках образуется случайная комбинация материнских и отцовских хромосом, что опре деляет генетическое разнообразие будущих га мет Иными словами, результате мейоза воз никают генетически различающиеся клетки, то время как после митоза все дочерние клет ки идентичны исходной материнской. Биологический смысл мейоза заключается поддержании постоянства числа хромосом ряду поколений Значение мейоза состоит том, что он создает возможность полового раз множения, поскольку именно результате мейо за образуются гаплоидные гаметы В ходе опло дотворения такие гаметы сливаются, что ведет к восстановлению диплоидности В отсутствие мейоза слияние диплоидных клеток приводило бы к удвоению числа хромосом у каждого по следующего поколения К тому же, благодаря перекомбинации участков гомологичных хро мосом профазе I, а также случайному расхож дению хромосом анафазе I, увеличивается ге нетическое разнообразие потомства. Способность к делению важнейшее свойство клеток Без деления невозможно представить себе увеличение числа одноклеточных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки, возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных процессе жизнедеятельности организма.

Закономерности строения хромосом постоянство, парность, необычайная точность их распределения при делении, своеобразный процесс редукционного деления, ведущий к изменению числа хромосом, а не другой части клетки, все это ясно указывает на большое значение хромосом жизни организма В настоящее время установлено, что именно хромосомы являются носителями наследственных задатков, или генов. Рис 6 Схема наследования пола типе у млекопитающих и дрозофилы 1 диплоидные наборы хромосом самок и самцов дрозофилы до образования половых клеток 2 наборы хромосом сперматозоидах и яйцеклетках 3 потомство самцы и самки и наборы их хромосом. Особое значение имеет определение пола у млекопитающих Тот факт, что пол потомства зависит от сперматозоида, оплодотворяющего яйцеклетку, и, следовательно, определяется уже момент оплодотворения, открывает возможность для решения важного вопроса об искусственном регулировании пола и получении, когда нужно, только самцов или только самок Задача искусственного регулирования пола этом случае будет сводиться к отделению Хсперматозоидов от Y сперматозоидов В дальнейшем при осеменении самок сперматозоидами с Ххромосомой будут получены самки, с Y хромосомой самцы Попытки такого разделения спермы делаются и некоторые перспективы уже имеются, но вопрос этот окончательно еще не решен, хотя опытах уже получены желательные сдвиги соотношении полов. Деление это важнейшее свойство клеток, без него были бы невозможны рост и развитие многоклеточных организмов, замена и восстановление отдельных клеток, тканей или даже целых органов Деление клеток лежит и основе размножения организмов. В период между делениями клетка растёт и готовится к новому делению В это время ней образуется много белков, важнейшие органоиды удваиваются Удваиваются и хромосомы теперь каждая состоит из двух дочерних хромосом, или хроматид.

В период между делениями хромосомы находятся ядре Во время деления они перемещаются цитоплазме. Способы деления клеток Сходства и различия митотического, редукционного и эквационного деления клетки Приведите примеры клеток, размножающихся посредством указанных видов деления. Жизнь клетки завершается делением или, как у многоклеточных организмов, старением и смертью Только благодаря способности воспроизводить себе подобных осуществляется преемственность и непрерывность жизни на Земле В основе размножения и индивидуального развития организмов лежит непрерывная серия клеточных делений. Митоз представляет собой сложное деление с образованием специального аппарата для равномерного распределения хромосом по дочерним клеткам митотического веретена В митозе условно можно выделить несколько последовательных фаз профаза, метафаза, анафаза, телофаза. Мейоз это два последовательных деления ядра, которые приводят к образованию гамет, половых клеток с одинарным набором хромосом У высших животных и человека мейоз происходит генитальной зародышевой ткани яичников и семенников период полового созревания организмов Во время мейоза каждая клетка делится дважды, то время как хромосомы удваиваются один раз Два последовательных деления обозначаются мейоз 1 и мейоз 2 Они проходят те же стадии, что и при митозе, но более сложные. Генетическое значение мейоза обеспечении постоянства числа хромосом у разных поколений организмов, размножающихся половым путем Половое размножение включает стадию оплодотворения слияние двух половых клеток гамет. Гаметогенез это процесс образования гамет мужских и женских половых клеток и характеризуется рядом важных биологических процессов Сперматогенез образование спермиев протекает семенных канальцах Наружный слой семенных канальцев представлен диплоидными сперматогониями, которые начинают интенсивно делиться митотически с наступлением полового созревания организма Эта зона семенника называется зоиой размножения Часть сперматогоний вступает следующую зону зону роста Здесь они превращаются сперматоциты I порядка Далее эти клетки вступают 1 зону созревания ближе к центру канальца, где происходит мейоз В результате его первого деления образуются 2 сперматоцита II порядка, а результате второго 4 сперматиды Сперматиды переходят зону формирования, где из них образуются спермии. Ожидание классического физика, будучи далеко не тривиальным, оказывается неверным. На первый взгляд может показаться, что эти заключения довольно тривиальны Биолог, скажем, лет 30 назад мог утверждать, что хотя для популярного лектора вполне уместно подчеркнуть значение статистической физики организме, как и повсюду, однако этот пункт является все же, пожалуй, чересчур избитой истиной Ибо действительно, не только тело взрослого индивидуума любого высокоразвитого вида, но и каждая клетка его содержит космическое число единичных атомов всех родов И каждый отдельный физиологический процесс, который мы наблюдаем внутри клетки или ее взаимодействии с внешней средой, кажется или казалось 30 лет назад, вовлекает такое огромное количество единичных атомов и единичных атомных процессов, что точное выполнение всех относящихся сюда законов физики и физической химии было бы гарантировано даже при весьма высоких требованиях статистической физики отношении больших чисел Эти требования я только что иллюстрировал правилом.

Фотографии на табл I дают нам некоторое представление о том, как выглядят хромосомы под микроскопом Я обязан ими дру Дарлингтону, книге которого Работа с хромосомами 16 интересующийся читатель найдет гораздо больше документов такого же рода и беспрецедентной красоты На цветной табл II я пробую дать схематический обзор трех основных процессов митоза, мейоза и сингамии у маленькой плодовой мушки Drosophila, которая имеет гаплоидное хромосомное число 4 и как объект экспериментирования играет такую выдающуюся роль современной генетике Четыре различные хромосомы условно отмечены различным цветом зеленым, черным, красным и синим Во вставке а хромосомный набор диплоидной клетки тела показан большом масштабе Это служит только для пояснения диаграмм b, с и dj, которые даны уменьшенном масштабе и чисто схематически Разрешите мне очистить свою совесть признанием, что случае мейоза я, как предыдущем описании, так и диаграмме, допустил некоторое упрощение, которое, однако, для нашей цели совершенно несущественно. Но роль случайности смешении дедушкиной и бабушкиной наследственности у потомков еще больше, чем это могло показаться из предыдущего описания, котором молчаливо предполагалось или даже прямо утверждалось, что определенные хромосомы пришли как целое или от бабушки, или от дедушки, другими словами, что единичные хромосомы пришли неразделенными В действительности это не так или не всегда так Перед тем как разойтись редукционном делении, скажем том, которое происходило отцовском теле, каждые две гомологичные хромосомы приходят тесный контакт одна с другой и иногда обмениваются друг с другом значительными своими частями таким образом, как это показано на рис 6 табл III дает микрофотографию, на которой виден даже еще более тесный и множественный контакт, чем на схеме Путем такого процесса, называемого кроссинговер перекрест, два свойства, расположенные соответственных частях этой хромосомы, будут разделены у внука, который окажется похожим одним из этих свойств на дедушку, а другим на бабушку. Онтогенезэто развитие индивидуума течение его жизни, противоположность филогенезу развитию вида течение геологических периодов. Биолог извинит меня за то, что этом кратком наложении я не рассматриваю исключительного случая мозаиков. Здесь разумеется нуклеиповокислое голодание, применяемое с целью получения более совершенно окрашивающихся препаратов Прим. Автор здесь выражается неточно, говоря о расположении хромосоме свойств или признаков Как он сам далее указывает, хромосоме расположены не сами свойства, а лишь определенные материальные структуры гены, различия которых приводят к видоизменениям определенных свойств всего организма целом Это надо постоянно иметь виду, ибо Шредингер все время пользуется кратким выражением свойства Прим перев.

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск. У одноклеточных организмов клеточный цикл совпадает с жизнью особи В непрерывно размножающихся тканевых клетках клеточный цикл совпадает с митотическим циклом и состоит из интерфазы и собственно деления Выделяют два типа интерфазы зависимости от состояния интерфазного ядра. Митоз то есть непрямое деление, основной способ деления эукариотических клеток. Процесс непрямого деления клеток принято подразделять на несколько основных фаз профаза, метафаза, анафаза, телофаза Границы между этими фазами установить точно очень трудно, потому что сам митоз представляет собой непрерывный процесс, и смена фаз происходит очень постепенно одна из них незаметно переходит другую Единственная фаза, которая имеет реальное начало, это анафаза начало движения хромосом к полюсам Длительность отдельных фаз митоза различна, наиболее короткая по времени анафаза. Анафаза Центромеры материнских хромосом делятся, удвоенные хромосомы разделяются на хроматиды дочерние хромосомы, которые расходятся к полюсам клетки Это движение является пассивным, так как осуществляется под действием двух факторов тянущее действие трубочек веретена и незначительное удлинение самой клетки Скорость движения хроматид составляет среднем 0, 20, 5 мкм мин У полюсов образуются фигуры, называемые дочерние звезды В этот момент клетке присутствуют два диплоидных набора хромосом. Обычно амитотическое деление клетки начинается с изменения формы и числа ядрышек, которые могут фрагментироваться и увеличиваться числе или же делиться перетяжкой В последнем случае они приобретают вначале гантелевидную форму Вслед за делением ядрышек или одновременно с ним происходит деление ядра Описано несколько способов прямого деления ядра Один из них образование перетяжки при этом ядро тоже принимает форму гантели и после разрыва перетяжки образутся два ядра При другом способе на поверхности ядра образуется рубцевидная инвагинация, насечка, которая, углубляясь внутрь, делит ядро на две части Такая насечка может возникнуть одном месте ядра, но иногда она имеет кольцевидную форму Чаще всего встречается множественное деление ядра, его фрагментация При этом могут образоваться ядра неравной величины, что характерно для деления ядер гигантских клетках при различных патологических процессах. Мейоз от гр meiosis уменьшение это особый способ деления клеток, результате которого происходит редукция числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного состояния 2 n гаплоидное n Кроме этого, при мейозе происходит еще целый ряд процессов, отличающих этот тип деления от митоза В первую очередь это рекомбинации генетического материала, обмен участками между гомологичными хромосомами кроссинговер Кроме того, для мейоза характерна активация транскрипции профазе первого деления и отсутствие фазы синтеза между первым и вторым делениями С помощью мейоза образуются споры и половые клетки гаметы. Обособление первичных половых клеток от соматических у большинства животных происходит, как правило, на ранних стадиях эмбрионального развития Затем эти клетки собираются половую железу, и образуется обособленный зачаток, состоящий из первичных половых и окружающих их соматических клеток, зачаток половой железы У низших животных губки, кишечнополостные соматические клетки способны превращаться половые на протяжении всего жизненного цикла У позвоночных животных такого не наблюдается. Таким образом, результате сперматогенеза из одной первичной половой клетки развивается 4 жизнеспособных спермия, а при оогенезе из одной оогонии только 1 яйцеклетка, способная к оплодотворению. Инфоурок приглашает всех педагогов и детей к участию самой массовой интернетолимпиаде Весна 2017 с рекордно низкой оплатой за одного ученика всего 45 рублей.

В делении животных клеток принимает участие органелла клеточный центр центросома Это немембранная органелла, расположенная около ядра, цитоплазме клетки Клеточный центр участвует формировании веретена деления при воспроизводстве клеток Хромосомы интерфазе удвоены, и, вступая митоз, состоят из двух сестринских хроиматид Митоз М подразделяется на 4 фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу рис. Хроматиды хорошо различимы во время метафазы митоза, когда хромосома состоит из двух хроматид. Движение хромосом осуществляется благодаря кинетохору и нитям веретена, которые сокращаются и растягивают хроматиды от экватора к полюсам клетки. Мейоз процесс деления диплоидных клеток половых желез, ходе, которого наблюдаются редукционное деление, приводящее к уменьшению числа хромосом дочерних клетках вдвое и уравнительное деление, приводящее к образованию гамет Мейоз открыт В Флеммингом 1882 у животных, а Э Страсбургер 1888 выявил редукцию числа хромосом у растений. Кроссинговер перекрест гомологичных хромосом или хроматид, сопровождающийся обменом соответствующими участками между хроматидами процессом рекомбинации На стадии пахитены бивалентах происходит кроссинговер взаимный обмен идентичными участками по длине гомологичных хромосом, формируются хиазмы места перекреста хромосом Поскольку каждая хиазма соответствует одному событию кроссинговера, котором участвуют две несестринские хроматиды, то по количеству хиазм можно судить об интенсивности процесса кроссинговера В хромосомном наборе человека число хиазм колеблется от 35 до 66 Возможен обмен участками между несестринскими хроматидами соседних хромосом несестринский обмен или между сестринскими хроматидами пределах одной хромосомы сестринский обмен. Итак, уже после первого мейотического деления клетке содержится гаплоидный набор хромосом, и каждая хромосома состоит из двух хроматид. В профазе2 и метафазе2 мейоза еще сохраняются по две хроматиды каждой хромосоме В профазе II мейоза хромосомный набор клетки можно записать виде формулы 1 n 2 c n число хромосом, c число хроматид.

Рис 28 Стадии мейоза Поведение хромосом Отцовские хромосомы окрашены черный цвет, материнские белый. Метафаза 1 2n4c происходит выстраивание бивалентов экваториальной плоскости клетки, прикрепление микротрубочек веретена деления одним концом к центриолям, другим к центромерам хромосом, а не к центромерам хроматид, как это было при митозе. Профаза 2 1n2c Короче профазы 1, хроматин конденсирован, нет конъюгации и кроссинговера, происходят процессы, обычные для профазы распад ядерных мембран на фрагменты, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления. Строение сперматозоида Сперматозоид млекопитающих имеет форму длинной нити. Вторичные и третичные оболочки, как правило, образуются у яйцеклеток животных, зародыши которых развиваются во внешней среде Поскольку у млекопитающих наблюдается внутриутробное развитие, их яйцеклетки имеют только первичную, блестящую оболочку, поверх которой располагается лучистый венец слой фолликулярных клеток, доставляющих к яйцеклетке питательные вещества. Характеристика яйцеклеток алецитальных, изолецитальных, умеренно, резко телолицетальных.

Для эукариотических клеток характерны другие способы деления митоз, амитоз, мейоз. Митоз процесс непрерывный, но для удобства его подразделяют на четыре последовательные фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу рис. Центриоли попарно расходятся к полюсам клетки, где инициируют образование микротрубочек, из которых начинает формироваться веретено деления Часть нитей веретена деления идет от полюса к полюсу, другие нити прикрепляются к центромерам хромосом и способствуют их перемещению экваториальную плоскость клетки В клетках большинства растений центриоли отсутствуют В этом случае центрами образования микротрубочек веретена деления являются особые структуры, состоящие из мелких вакуолей. Метафаза Завершается формирование веретена деления Хромосомы достигают максимальной спирализации и располагаются упорядоченно экваториальной плоскости клетки Образуется так называемая метафазная пластинка, состоящая из двухроматидных хромосом В эту фазу можно легко подсчитать количество хромосом и изучить особенности их строения. Семена всех сельскохозяйственных культур состоят ив клеток, имеющих некоторую автономию проявлении жизненных процессов, но то же время функционально подчиненных всему организму целом. Семеноведу приходится иметь дело не только с целыми семенами, но и с отдельными их частями зародышем, эндоспермом, с его тканями, и знание строения клеток может помочь решении ряда специальных вопросов Нельзя понять воздействие стимуляторов на семена без знания строения и жизнедеятельности клеток Многие вопросы диагностики жизненности семян, эмбриологии, изолированной культуры зародышей, старения семян при хранении и ряд других требуют глубокого понимания жизни клеток семян. Профаза первая фаза подготовки ядра к делению Хроматиновая сеть образует более толстые, узловатые нити хромосомы Хромосомы претерпевают процесс скручивания спирализации, что приводит их к укорачиванию и утолщению Каждая из хромосом состоит из двух продольных половинок, соединенных на какомто участке так называемые центромерные участки, эти половинки называются хроматидами Располагаются хромосомы ядре без определенной закономерности В конце фазы исчезают ядерная оболочка и ядрышко, нуклеоплазма ядра смешивается с цитоплазмой клетки. При метафазе хроматиды укорачиваются и утолщаются, сосредоточиваясь экваториальной части клетки Между полюсами образуется ахроматиновое веретено, середине которого расположены хромосомы, центромеры каждой из них находятся точно экваториальной плоскости Нити веретена идут от полюса к полюсу, некоторые из них прикреплены к центромерам хромосом Характерным для этой фазы является расположение хромосом на экваторе веретена. Рис 1 Митотическое деление ядра клетки схема 1 интерфаза 2, 3, 4 профаза 5 метафаза 6, 7 анафаза 8, 9, 10 телофаза. При диплотене хромосомы, прежде соединенные по всей длине, начинают разъединяться, оставляя отдельных местах спайки, что ведет к образованию x образных фигур хиазмы.

При метафазе II снова формируется ахроматиновый аппарат, а хромосомы половинном числе располагаются экваториальной плоскости Хромосомы здесь унивалентны отличие от метафазы I, где они были бивалентными. В анафазу II половинки хромосом, так называемые монады, расходятся к полюсам Это становится возможным благодаря разделению центромер, вследствие чего каждая хроматида унивалента становится отдельной хромосомой. При телефазе II хромосомы расходятся к полюсам и происходит цитокинез. Таким образом, при первом редукционном делении образуется два ядра с половинным числом хромосом, при втором делении, эквационном, каждое из дочерних ядер вновь разделяется на две части путем расхождения сестринских хромосом В результате полного мейотического деления из одной клетки образуется четыре клетки тетрады спор с гаплоидным числом хромосом Важно подчеркнуть, что при этом дочерние ядра становятся качественно различными, а, кроме того, каждая из них может быть перестроена включением различных частиц хромосом одного из родителей Так возникает гибридность организма. В приведенной выше схеме мейозиса рис 2 рассмотрен случай только с двумя парами хромосом 2n 4, но даже при таком ограниченном содержании хромосом при их расхождении к полюсам анафазе I возможны две комбинации, что ведет к образованию телефазе I четырех типов ядер по сочетанию хромосом Полевые культуры имеют значительно большее число хромосом например, 2n для некоторых культур следующее у кукурузы 20, у ржи 14, у пшеницы мягкой 42, у пшеницы твердой 28, у подсолнечника 34, у свеклы 18, у льна 30, гороха 14 и что ведет к очень большому числу их различных комбинаций у льна 2 15 у кукурузы.

Деление клетки процесс образования из родительской клетки двух и более дочерних клеток Амитоз, или прямое деление, это деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования веретена деления хромосомы световом микроскопе вообще неразличимы Такое деление встречается у одноклеточных организмов например, амитозом делятся полиплоидные большие ядра инфузорий, а также некоторых высокоспециализированных клетках растений и животных с ослабленной физиологической активностью, дегенерирующих, обреченных на гибель, либо при различных патологических процессах, таких как злокачественный рост, воспаление и Амитоз можно наблюдать тканях растущего клубня картофеля, эндосперме, стенках завязи пестика и паренхиме черешков листьев Такой тип деления характерен для клеток печени, хрящевых клеток, роговицы глаза Очень часто при амитозе наблюдается только деление ядра, этом случае могут возникнуть двух и многоядерные клетки Мито греч нить непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукцииэукариотических клеток Биологическое значение митоза состоит строго одинаковом распределениихромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность ряду клеточных поколений. Профаза II происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления. Хроматида дочерняя хромосома, образующаяся результате удвоения материнской хромосомы. Мейоз способ деления клеток, один из этапов образования половых клеток, результате которого клетки делятся дважды и набор хромосом уменьшается вдвое становится половинным При этом из одной клетки образуются четыре дочерние Особенностью мейоза является также обмен участками хромосом Мейоз состоит из двух последовательных делений. При слиянии половых клеток число хромосом во вновь образовавшейся клетке восстанавливается. Митоз mitosis, кариокинез, или непрямое деление, универсальный, широко распространенный способ деления клеток При этом конденсированные и уже редуплицированные хромосомы переходят компактную форму митотических хромосом, образуется веретено деления, участвующее сегрегации и переносе хромосом ахроматиновый митотический аппарат, происходит расхождение хромосом к противоположным полюсам клетки и деление тела клетки цитокинез, цитотомия. Мейоз один из ключевых биологических процессов Его значение состоит поддержании поколениях постоянства хромосомных наборов кариотипов, обеспечении наследственности, и создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, обеспечении генотипической изменчивости. Беседа по вопросам, которые необходимо вспомнить для изучения нового материала.

Амитоз противоположность митозу кариокинезу характеризуется непосредственным перешнуровыванием ядра и цитоплазмы совершается без образования центрального веретена и спирализации хромосом, результате чего из одной материнской клетки возникают две новые Чаще амитоз проявляется разделением ядра, но не клетки целом, что приводит к ее двуи многоядерности Он наблюдается основном при патологии или клетках, завершающих свой жизненный цикл.

 

© Copyright 2017-2018 - academy-schools-7.ru