 |
Мейоз. Морфологическая характеристика, значение
|
|
|
|
Мейоз – это способ клеточного деления, приводящий к образованию гаплоидного набора хромосом. Он характерен только для половых клеток. Разберем на примере сперматогенеза.
Сперматогенез осуществляется в 4 стадии: 1) размножение; 2) рост; 3) созревание; 4) формирование. Клетка на стадии роста называется сперматоцитом первого порядка. В этот период клетка растет, происходит синтетический (S) период интерфазы, в течение которого происходит удвоение количества ДНК, и таким образом клетка имеет диплоидный набор хромосом, но тетраплоидное количество ДНК. Далее клетка вступает в длительную профазу первого деления мейоза и претерпевает сложную перестройку, проходя стадии:
1) лептотенную(стадия тонких нитей)– начало конденсации хромосом;
2) зиготенную (стадия сливающихся нитей) – сближение и конъюгация гомологичных хромосом;
3) похищенную (стадия толстых нитей) – на этой стадии происходит кроссинговер – обмен генами;
4) диплотенную (стадия двойных нитей) – начинается отталкивание гомологичных хромосом;
5) диакинез (стадия обособления двойных нитей).
Таким образом, на стадии роста происходит увеличение размера клетки и подготовка к последующему мейотическому делению, которая заключается в синтезе ДНК, и в результате кроссинговера происходит перекомбинация генов в гомологичных хромосомах.
Период созревания характеризуется наступлением двух быстро следующих друг за другом делений сперматоцитов первого порядка.
1. Первое деление созревания или мейоза приводит к образованию не до конца разделенных сперматоцитов второго порядка.
2. Второе деление созревания или мейоза осуществляется сразу вслед за первым (обычный митоз), когда сперматоциты второго порядка, не проходя синтетический (S) период, делятся (синтез ДНК происходит только перед первым делением мейоза). В результате такого деления из сперматоцитов второго порядка образуются четыре сперматиды с гаплоидным набором хромосом.
|
|
|
Жизненный цикл клетки: морфофункциональная характеристика.
Жизненный цикл клетки (клеточный цикл) – время существования клетки от деления до деления или от деления до смерти. В клеточном цикле от деления до деления клетки выделяют 4 периода:
1) митоз (М);
2) пресинтетический ();
3) синтетический (S);
4) постсинтетический ().
Пресинтетический период – период роста клеток за счет накопления белков, синтеза и-РНК, образования ферментов синтеза нуклеотидов.
Синтетический период – период удвоения количества ДНК в ядре, и соответственно, удвоения числа хромосом и одновременно – удвоения числа центриолей.
Постсинтетический период – период синтеза и-РНК, белков тубулинов, АТФ, что необходимо для осуществления процесса митоза.
Далее следует митоз.
Жизненный цикл клетки, рассматриваемый от деления до смерти, включает 4 этапа:
1) размножение; 2) рост; 3) дифференцировку; 4) активное функционирование; 5) старение; 6) смерть клетки.
Все клетки многоклеточного организма возникли из одной оплодотворенной яйцеклетки. В процессе дифференцировки они приобретают морфологические особенности, характерные для различных тканей и органов, сохраняя при этом одинаковую генетическую информацию.
Все клетки делят на три категории:
1) клетки, которые к моменту рождения или в первые годы жизни достигают высокой специализации и утрачивают способность к делению (нервны клетки, кардиомиоциты);
2) популяции клеток, среди которых есть как высокоспециализированные и быстро отмирающие, не способные делиться, так и стволовые клетки, которые обеспечивают непрерывное восстановление;
|
|
|
3) клетки, которые приобретают высокую специализацию и утрачивают способность к делению, но при определенных условиях могут снова войти в цикл и восстанавливать численность популяции (клетки печени).
Клеточная теория основные положения значение
Клеточная теория -- одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и мира животных, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента растительных и животных организмов.
Общие сведения
Клеточная теория -- основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден, Теодор Шванн и Рудольф Вирхов сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838).
Основные положения клеточной теории
Современная клеточная теория включает следующие основные положения:
1. Клетка -- элементарная единица живого, основная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов.
2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов имеют общее происхождение и сходны по своему строению и химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3. Размножение клеток происходит путем их деления. Новые клетки всегда возникают из предшествующих клеток.
Дополнительные положения клеточной теории
Для приведения клеточной теории в более полное соответствие с данными современной клеточной биологии список ее положений часто дополняют и расширяют. Во многих источниках эти дополнительные положения различаются, их набор достаточно произволен.
1. Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности и не полностью гомологичны друг другу (см.ниже).
2. В основе деления клетки и размножения организмов лежит копирование наследственной информации - молекул нуклеиновых кислот ("каждая молекула из молекулы"). Положения о генетической непрерывности относится не только к клетке в целом, но и к некоторым из ее более мелких компонентов -- к митохондриям, хлоропластам, генам и хромосомам.
|
|
|
3. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системе тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
4. Клетки многоклеточных тотипотенты, т. е. обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию - к диференцировке.
Строение клеток
Все клеточные формы жизни на земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток -- прокариоты (предъядерные) и эукариоты (ядерные). Прокариотические клетки -- более простые по строению, по-видимому, они возникли в процессе эволюции раньше. Эукариотические клетки -- более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими.
Несмотря на многообразие форм организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.
Живое содержимое клетки -- протопласт -- отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.
Прокариотическая клетка
Прокариоты (от лат. pro -- вперёд, вместо и греч. karyon -- ядро) -- организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов -- линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками- гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), археи, а также постоянные внутриклеточные симбионты эукариотических клеток -- митохондрии и пластиды.
|
|
|
Эукариотическая клетка
Эукариоты (эвкариоты) (от греч. eu -- хорошо, полностью и karyon -- ядро) -- организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочечных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками- гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, Аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты -прокариоты -- митохондрии, а у водорослей и растений -- также и пластиды.
|
|
|
