Mayoz bölünme hangi bölgede gerçekleşir? Mayoz bölünmenin aşamaları. Ne öğrendik?

İnsan vücudundaki her hücrede çift dizi bulunur. kromozomlar- biri babadan biri anneden. "2N" olarak adlandırılır ve diploid olarak adlandırılır. Sperm ve yumurta, “1N” olarak adlandırılan ve haploid olarak adlandırılan tek bir kromozom seti içerir.

İşlem haploid setin oluşumu Diploidden germ hücrelerinin oluşumu sırasında meydana gelen olaya mayoz bölünme denir. Sentromer sayısına göre önce indirgeme bölünmesi (mayoz I) ve ardından eşit bölünme (mayoz II) meydana gelir. Erkeklerde mayoz bölünme çoğu diploid türde olduğu gibi meydana gelir, ancak kadınlarda bu sürecin bazı farklılıkları vardır.

Karşıdan karşıya geçmek Baba ve anne kromozomları arasında genetik bilginin nesiller arasında yeniden düzenlenmesini sağlar. Döllenme sırasında sperm ve yumurtanın haploid kromozom setleri birleşerek zigottaki diploid seti yeniden oluşturur.

Mayoz I

Mayoz I Mitozla pek çok ortak noktası vardır ancak bu daha karmaşık ve uzun bir süreçtir.
Primer spermatositler ve oositler bundan sonra başlar Mitozun G2 aşaması ve bu nedenle kardeş kromatidlerin (4C) bir parçası olarak kopyalanmış DNA içeren diploid bir kromozom setine (2N) sahiptirler. Profaz I, anne ve babaya ait kromatidlerin çaprazlama yoluyla karşılıklı değişimini içerir.

Profaz I

Leptoten. Kromozomlar, uçlarından nükleer membrana tutturulmuş uzun iplikler şeklinde sunulur.

Zigotin. Kromozomlar kasılır, çiftler oluşturur ve homologlar birbirine yapışır (sinaps). Bu süreç, kromozomların (tüm genom boyunca genden gene) tam olarak hizalanmasını karakterize eder. Ayrıca primer spermatositlerde X ve Y kromozomları yalnızca kısa kollarının uçlarında sinaps oluşturur.

Pachytena. Kardeş kromatitler ayrılmaya başlar. Bivalent olarak adlandırılan homolog kromozom çiftlerinin her birinin dört DNA çift sarmalı (tetrad) vardır. Babaya ait kromozomların her birinin bir veya her iki kromatidi anneye ait olanlarla çiftleşir ve sinaptonemal kompleksi oluşturur. Her kromozom çifti en az bir kez çaprazlama işlemine tabi tutulur.

Diplotena. Kromatitler, geçiş alanları veya kiazmata haricinde ayrılır. Tüm primer oositlerin kromozomları ovulasyona kadar bu durumdadır.

Diakinesis. Yeniden düzenlenen kromozomlar ayrılmaya başlar. Bu noktada, her iki değerlikli, sıradan sentromerlerle bağlanan dört kromatid ve kiazmata ile bağlanan kardeş olmayan kromatitler içerir.

Metafaz I, anafaz 1, thepofaz 1, sitokinez I

Aşama verileri mayoz bölünme mitozun evrelerine benzer. Temel fark: kardeş olmayan kromatidleri ayırmak yerine, sentromerlerle bağlanan eşleştirilmiş çapraz kardeş kromatidler yavru hücrelere dağıtılır.

Sonunda BEN Sekonder spermatositler ve oositler, her biri iki kromatitten (2C) oluşan 23 kromozoma (1N) sahiptir.

Mayoz II

Şu tarihte: mayoz II Kromozom replikasyonunun gerçekleşmediği kısa süreli bir fazlar meydana gelir. Bunu profaz, metafaz, anafaz, telofaz ve sitokinez takip eder. Mayoz II'nin her fazının mitozdaki karşılığı ile benzerliği, sentromere bağlanan kromatid çiftlerinin (iki değerlikliler) sıraya dizilip bir metafaz plakası oluşturması ve daha sonra yavru hücrelere dağılması ve ardından sentromer DNA replikasyonunun olmasıdır.

Sonunda mayoz II Hücreler, her biri bir kromatidden (1C) oluşan 23 kromozom (IN) içerir.

Erkeklerde mayoz bölünme

spermatogenez spermatogonia'nın sperme dönüştüğü tüm aşamaları içeren 64 güne kadar süren bir süreci çağırır. Bu durumda sitokinez eksik kalır ve her hücre neslinin sitoplazmik köprülerle bağlanmasına izin verir.

Diploid birincilden sonra spermatosit Mayozun I. evresinden geçtiğinde iki haploid sekonder spermatosit ortaya çıkar. Bunu, dört haploid spsmatidlerin ortaya çıkmasıyla sonuçlanan mayoz II takip eder. Spermiyogenez sırasında spermatidler spermatozoaya dönüşür. Bu süreç şunları içerir:
- tohum nüfuzunu kolaylaştıran enzimler içeren bir akrozomun oluşumu;
- çekirdek yoğunlaşması;
- sitoplazmanın çoğunun çıkarılması;
- boyun, orta kısım ve kuyruğun oluşumu.

Kadınlarda mayoz bölünme

Oogenez şu tarihte başlar: fetüs 12 haftalıkken aniden 20 haftalıkken durur. Primer oositler ovulasyona kadar profaz I diploten formunda kalır. Bu aşamaya diktoten denir.

Genellikle olgunlaşır ayda bir oositten fazla değil. Hormonların etkisi altında birincil oosit şişer ve sitoplazmik materyal biriktirir. Mayoz I'in tamamlanmasından sonra, bir yavru hücre olan ikincil oosit tarafından miras alınır. İkinci çekirdek, genellikle bölünmeyen ve zamanla dejenere olan birinci kılavuz gövdeye geçer. Mayoz I'in bitiminden sonra ikincil oosit uterusa veya fallop tüplerine girer.

Mayoz IIİkincil oosit, spermin içine girmeden önce metafaz aşamasında durur. Bundan sonra bölünme işlemi tamamlanır ve spermin pronükleusuyla birleşen yumurtanın büyük bir haploid pronükleusu ve dejenere olan ikinci bir kılavuz gövdesi oluşur.

Döllenmenin ne zaman gerçekleştiğine bağlı olarak bu sürecin süresi 12-50 yıl kadardır.

Mayoz bölünmeyi anlamanın tıbbi önemi

Somatik hücrelerdeki diploid kromozom seti, germ hücrelerinde haploide indirgenir.
Baba ve anne kromozomları yeniden düzenlenmeye tabi tutulur ve bunun sonucunda olası kombinasyonların sayısı (kromozomların kendi içindeki rekombinasyonlar hariç) 223'e (8.388.608) yükselir.

Kromozomlar içindeki baba ve anne alellerinin yeniden düzenlenmesi, gametler arasında sonsuz miktarda genetik çeşitlilik yaratır.
Mayoz (ve döllenme) sırasında baba ve anneye ait alellerin yeniden düzenlenmesi sürecinin rastgeleliği, olasılık teorisinin Mendel yasalarına göre genetik oranlara ve genetik varyasyona uygulanmasına olanak tanır.

Gamet- sonuç olarak (spor bitkilerinde - sonuç olarak) oluşan ve çekirdeğinde haploid (tek) bir kromozom seti içeren üretken, üreme hücresi. Kalıtsal bilgilerin ebeveynlerden torunlara aktarılmasını sağlar.

Gametogenez— Germ hücrelerinin oluşum süreci Dünya'daki yaşamın devamının temelidir.

Farklı bireylerin erkek ve dişi gamet ürettiği organizmalar dioiktir.
Aynı bireyin hem erkek hem de dişi gamet ürettiği organizma türleri: hermafroditler.

Cinsiyet hücrelerinin, gametlerin oluştuğu organlar - gonadlar

Konuda daha önce de gösterildiği gibi, cinsiyet hücreleri haploit yani tek bir kromozom setine sahiptir. Bu, doğası gereği, tek bir kümedeki iki hücrenin birleşerek tam teşekküllü bir organizma oluşturması için tasarlanmıştır. diploit - çift ayarlamak.

Gelin bu hücrelerin oluşum sürecine daha detaylı bakalım...

Üreme
Gelecekteki germ hücreleri “boşluklardan” oluşur - çift ( diploit) bir dizi kromozom denir Oogonia(kadın) ve spermatogonia(erkek hücreler).
Ve ilk başta bu hücreler hızla bölünerek sayılarını artırmak için bölünürler.
İlginçtir ki erkek ve kadın bedeninde bu dönem farklı zamanlarda meydana gelir.

Ovogonia Bir insana kadın bile denemezken ürerler, henüz embriyodur. Onlar. Kadın bedeni belirli sayıda oogonia ile doğar. 7 aylık embriyonik gelişimden sonra hücreler yenilenmeye başlar. spermatogonia erkek vücudunun tüm üreme dönemi boyunca çoğalır. Bu süre tüm organizmalar için farklıdır ama elbette kadınlara göre çok daha uzundur ve elbette erkek vücudunda çok daha fazla üreme hücresi oluşur.
Yükseklik
Büyüme, boyutta artış, besin birikimi - bunların hepsi büyüme aşamasının, bölünmeye hazırlığın özellikleridir. Bu aşamada bu hücreler zaten çağrılmıştır. birinci dereceden oositler ve spermatositler.
Önemli: Bu aşamada kromozom sayısı aynı kalır ancak DNA iki katına çıkar.!
Olgunlaşma

Kuyruk- Hücre hareketliliğini sağlayan mikrotübüller içerir.
- Mayoz 1 meydana gelir - kromozom sayısı yarıya düşer. Oluşturulan ikinci dereceden spermatosit.
- İkinci bölünme - mayoz 2 - dört haploid hücre oluşur - spermatidler. Sürecin 4. aşamasına geçiyorlar.
4. Oluşum (spermiyogenez)

Hücreler “bitmiştir”. Yumurtaya ulaşmak için uzun ve zorlu bir yolculuk yaparlar. Bu maratonda yalnızca bir kazanan olacak, bu yüzden hazırlanmanız gerekiyor: çekirdek yoğunlaşır, kromozomlar sarmallaşır, sitoplazma ayrılır; oluşturuluyor kamçı- spermin ileri doğru hareket etmesi nedeniyle çok fazla protein ve mitokondri içermesi gerekir. Sprinter hazır.

Bu makale hücre bölünmesinin türü hakkında bilgi edinmenize yardımcı olacaktır. Mayoz bölünmeden, bu sürece eşlik eden aşamalardan kısaca ve net olarak bahsedeceğiz, bunların temel özelliklerini özetleyeceğiz ve mayoz bölünmeyi karakterize eden özelliklerin neler olduğunu öğreneceğiz.

Mayoz nedir?

Redüksiyon hücre bölünmesi diğer bir deyişle mayoz, kromozom sayısının yarıya indiği bir nükleer bölünme türüdür.

Eski Yunancadan tercüme edilen mayoz bölünme, azalma anlamına gelir.

Bu süreç iki aşamada gerçekleşir:

Azaltma ;

Mayoz bölünmenin bu aşamasında hücredeki kromozom sayısı yarıya düşer.

Ekvator ;

İkinci bölünme sırasında hücre haploidisi korunur.

EN İYİ 4 makalebununla birlikte okuyanlar

Bu sürecin özelliği, yalnızca diploid ve hatta poliploid hücrelerde meydana gelmesidir. Ve hepsi, tek poliploidlerde profaz 1'deki ilk bölünmenin bir sonucu olarak, kromozomların ikili füzyonunu sağlamak mümkün olmadığından.

Mayoz bölünmenin aşamaları

Biyolojide bölünme dört aşamada gerçekleşir: profaz, metafaz, anafaz ve telofaz . Mayoz bir istisna değildir; bu sürecin özelliği, aralarında kısa bir sürenin olduğu iki aşamada gerçekleşmesidir. fazlar arası .

Birinci bölüm:

Profaz 1 bir bütün olarak tüm sürecin oldukça karmaşık bir aşamasıdır, aşağıdaki tabloda yer alan beş aşamadan oluşur:

*Sahne*	*İmza*
Leptoten	Kromozomlar kısalır, DNA yoğunlaşır ve ince şeritler oluşur.
Zigotin	Homolog kromozomlar çiftler halinde bağlanır.
Pachytena	Homolog kromozomların birbirine sıkı bir şekilde bağlandığı sürenin en uzun aşaması. Sonuç olarak aralarında bazı alanlar değiştirilir.
Diplotena	Kromozomlar kısmen yoğunlaşır ve genomun bir kısmı işlevlerini yerine getirmeye başlar. Kromozomlar hala birbirine bağlıyken RNA oluşur, protein sentezlenir.
Diakinesis	DNA yoğunlaşması tekrar meydana gelir, oluşum süreçleri durur, nükleer zarf kaybolur, merkezciller zıt kutuplarda bulunur ancak kromozomlar birbirine bağlanır.

Profaz, bir fisyon milinin oluşması, nükleer membranların ve nükleolusun kendisinin tahrip olmasıyla sona erer.

Metafaz İlk bölünme, kromozomların iş milinin ekvator kısmı boyunca sıralanması açısından önemlidir.

Sırasında anafaz 1 Mikrotübüller büzülür, çift değerlikler ayrılır ve kromozomlar farklı kutuplara doğru hareket eder.

Mitozdan farklı olarak, anafaz aşamasında iki kromatitten oluşan kromozomların tamamı kutuplara doğru hareket eder.

Sahnede telofazlar kromozomlar despire olur ve yeni bir nükleer membran oluşur.

Pirinç. 1. Bölünmenin ilk aşamasının mayoz bölünme şeması

İkinci bölünme aşağıdaki belirtilere sahiptir:

İçin profaz 2 kromozomların yoğunlaşması ve bölünme ürünleri çekirdeğin zıt kutuplarına ayrılan hücre merkezinin bölünmesi ile karakterize edilir. Nükleer zarf yok edilir ve ilk mile dik olarak konumlandırılan yeni bir fisyon mili oluşur.
Sırasında metafazlar Kromozomlar yine iş milinin ekvatorunda bulunur.
Sırasında anafaz Kromozomlar bölünür ve kromatitler farklı kutuplarda bulunur.
Telofaz Kromozomların despiralizasyonu ve yeni bir nükleer membranın ortaya çıkması ile gösterilir.

Pirinç. 2. Bölünmenin ikinci aşamasının mayoz bölünme şeması

Sonuç olarak, bu bölünme yoluyla bir diploid hücreden dört haploid hücre elde ederiz. Buna dayanarak, mayozun, gonadların diploid hücrelerinden gametlerin oluştuğu bir mitoz şekli olduğu sonucuna vardık.

Mayozun anlamı

Mayoz sırasında, faz 1 aşamasında, süreç gerçekleşir karşıya geçmek - genetik materyalin rekombinasyonu. Ayrıca anafaz sırasında hem birinci hem de ikinci bölünme, kromozomlar ve kromatidler rastgele bir sırayla farklı kutuplara hareket eder. Bu, orijinal hücrelerin birleştirici değişkenliğini açıklar.

Doğada mayoz bölünme çok önemlidir, yani:

Bu, gametogenezin ana aşamalarından biridir;

Pirinç. 3. Gametogenez şeması

Üreme sırasında genetik kodun aktarımını gerçekleştirir;
Oluşan yavru hücreler ana hücreye benzemediği gibi birbirlerinden de farklıdırlar.

Mayoz bölünme, germ hücrelerinin oluşumu için çok önemlidir, çünkü gametlerin döllenmesi sonucunda çekirdekler birleşir. Aksi takdirde zigotta iki kat daha fazla kromozom bulunur. Bu bölünme sayesinde cinsiyet hücreleri haploiddir ve döllenme sırasında kromozomların diploidliği yeniden sağlanır.

Ne öğrendik?

Mayoz, ökaryotik bir hücrenin, kromozom sayısının azaltılmasıyla bir diploid hücreden dört haploid hücrenin oluşturulduğu bir bölünme türüdür. Tüm süreç, her biri dört aşamadan (profaz, metafaz, anafaz ve telofaz) oluşan indirgeme ve denklem olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Mayoz bölünme, gametlerin oluşumu, genetik bilginin gelecek nesillere aktarılması için çok önemlidir ve aynı zamanda genetik materyalin rekombinasyonunu da gerçekleştirir.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.6. Alınan toplam puan: 967.

Şekil 84, 85, 86'ya bakın. Erkek üreme hücreleri dişi üreme hücrelerinden nasıl farklıdır? Hücre bölünmesinin nasıl gerçekleştiğini unutmayın. Mitoz nedir? Mitozun her aşamasında hangi süreçler meydana gelir?

Cinsel üremenin temeli, germ hücrelerinin - gametlerin füzyon sürecidir. Üreme hücresi olmayan hücrelerin aksine, cinsiyet hücrelerinde her zaman tek bir kromozom seti bulunur, bu da yeni bir organizmada kromozom sayısının artmasını engeller. Tek bir kromozom setine sahip hücrelerin oluşumu, özel bir bölünme türü olan mayoz sırasında meydana gelir.

Mayoz. Mayoz (Yunanca mayozdan - azalma, azalma), yeni oluşan yavru hücrelerde belirlenen kromozomun yarıya indirildiği bir hücre bölünmesidir.

Hem mitoz hem de mayoz bölünmeden önce DNA çoğalmasının meydana geldiği interfaz gelir. Bölünme başlamadan önce her kromozom, sentromerlerle birbirine bağlanan iki kardeş kromatit oluşturan iki DNA molekülünden oluşur. Böylece bölünme başlamadan önce hücrenin kromozom seti 21 olur ve DNA miktarı iki katına çıkar.

Mayoz süreci, mitozla aynı aşamalara ayrılan mayoz I ve mayoz II olmak üzere iki ardışık bölümden oluşur. Bunun sonucunda iki değil dört hücre oluşur (Şekil 82).

Pirinç. 82. Mayozun aşamaları: 1 - faz I; 2 - metafaz I; 3 - anafaz I; 4 - telofaz I; 5 - metafaz II; 6 - apafaz II; 7 - telofaz II

Profaz I. Bu aşama mitozdan çok daha uzundur. Kromozomlar sarmallaşır ve kalınlaşır. Homolog kromozomlar çiftler halinde birbirine bağlanır, yani konjugasyonları meydana gelir (Latince konjugasyon - bağlantıdan). Sonuç olarak hücrede bir çift kromozom kompleksi oluşur (Şekil 83). Daha sonra, homolog kromozomların bölümleri arasında - geçiş (İngiliz geçişinden - kesişim, geçiş) arasında bir gen değişimi meydana gelir. Bu, kromozomlarda yeni gen kombinasyonlarına yol açar (Şekil 83). Bundan sonra hücredeki nükleer zarf kaybolur, merkezciller kutuplara doğru ayrılır ve bir fisyon mili oluşur.

Pirinç. 83. Homolog kromozomlar arasındaki konjugasyon ve geçiş (harfler, kromozomlar üzerinde bulunan genleri gösterir)

Metafaz I. Homolog kromozomlar, hücrenin ekvator bölgesinde ekvator düzleminin üstünde ve altında çiftler halinde bulunur. Kromozomların sentromerleri iğ iplikçiklerine bağlanır.

Anafaz I. Homolog kromozomlar hücre kutuplarına dağılır. Kardeş kromatitlerin ayrıldığı mayoz ve mitoz arasındaki temel fark budur. Böylece her kutupta homolog bir çiftten yalnızca bir kromozom bulunur. Kutuplardaki kromozom sayısı yarıya indirilir - azalma meydana gelir.

Telofaz I. Hücre içeriğinin geri kalanı bölünür, bir daralma oluşur ve tek kromozom setine (l) sahip iki hücre ortaya çıkar. Her kromozom iki kardeş kromatitten (iki DNA molekülü) oluşur. İki hücrenin oluşumu her zaman gerçekleşmez. Bazen telofaza yalnızca iki çekirdeğin oluşumu eşlik eder.

Mayozun ikinci bölünmesinden önce interfaz yoktur. Sonuçta ortaya çıkan her iki hücre de, bir süre dinlendikten sonra veya hemen ikinci mayoz bölünmeye başlar. Mayoz II, mitozla tamamen aynıdır ve iki hücrede (çekirdeklerde) eşzamanlı olarak meydana gelir.

Profaz II, profaz I'den çok daha kısadır. Nükleer zarf tekrar kaybolur ve bir fisyon mili oluşur.

Metafaz II'de kromozomlar ekvatoral düzlemde sıralanır. İğ iplikleri kromozomların sentromerlerine bağlanır. Mitozda olduğu gibi anafaz II'de de kardeş kromatitler (kromozomlar) hücre kutuplarına doğru ayrılır. Her kutupta, her kromozom bir DNA molekülünden oluşan tek bir kromozom seti (p) oluşur. Telofaz II, tek bir kromozom seti ve her birinde bir DNA molekülü bulunan dört hücrenin (çekirdek) oluşmasıyla sona erer.

Mayoz bölünmenin biyolojik önemi tek kromozomlu hücrelerin oluşmasıdır. Daha sonra cinsel üreme sırasında onlardan gelişen gametler birleşir ve sonuç olarak çift kromozom seti yeniden oluşturulur. Ek olarak çaprazlama, organizmaların birleştirici değişkenliğinin temelini oluşturan hücre kromozomlarında yeni gen kombinasyonlarına yol açar.

Hayvanlarda germ hücrelerinin oluşumu. Germ hücrelerinin oluşum sürecine gametogenez denir (gamet ve Yunan oluşumundan - doğumdan). Hayvanlarda, üreme organlarında gametler oluşur: erkeklerde testislerde ve kadınlarda yumurtalıklarda.

Gametogenez, karşılık gelen bölgelerde üç aşamada sırayla ilerler ve sperm ve yumurta oluşumuyla sona erer. Üreme aşamasında, birincil germ hücreleri mitozla yoğun bir şekilde bölünür ve bu da sayılarını önemli ölçüde artırır. Büyümenin bir sonraki aşamasında hücreler büyür ve besinleri depolar. Bu dönem mayoz bölünmeden önceki ara aşamaya karşılık gelir. Daha sonra hücre, mayoz bölünmenin meydana geldiği, tek bir kromozom setine sahip hücrelerin oluştuğu ve sonunda gametlerin oluşup olgunlaştığı olgunlaşma aşamasına girer.

Pirinç. 85. Bir memelinin spermatozoası: A - yapı şeması: 1 - kafa; 2 - enzim içeren şişe: 3 - çekirdek: 4 - boyun; 5 - mitokondri; 6 - merkezciller; 7 - kuyruk. B - ışık mikroskobu fotoğrafı

Spermatogenez, erkek germ hücrelerinin (sperm) oluşumu ile karakterize edilir. Bir birincil germ hücresinden eşit büyüklükte dört gamet oluşur: sperm.

Oogenez (Yunanca un - yumurta ve oluşumdan) dişi germ hücrelerinin - yumurtaların oluşumu ile karakterize edilir. Yumurta oluşum süreci sperminkinden çok daha uzundur. Boyunda yoğunlaşan mitokondri, hareket eden spermlere enerji sağlar.

Yumurta yuvarlak, büyük, hareketsiz bir hücredir ve çekirdeği, tüm organelleri ve yumurta sarısı formunda birçok besin maddesini içerir (Şekil 86). Herhangi bir hayvan türünün yumurtası her zaman sperminden çok daha büyüktür. İçerdiği besinler sayesinde embriyonun gelişimi başlangıç aşamasında (balık, amfibiler ve memelilerde) veya embriyonik gelişimin tamamı boyunca (sürüngenler ve kuşlarda) sağlanır.

Pirinç. 86. Memeli yumurtasının yapısı: 1 - çekirdek; 2 - yumurta sarısı taneleri

Yumurtaların boyutu farklı hayvan türleri arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Memelilerde ortalama 0,2 mm'dir. Amfibilerde ve balıklarda 2-10 mm, sürüngenlerde ve kuşlarda ise birkaç santimetreye ulaşır.

İşlenen materyale dayalı alıştırmalar

Hayvanlarda eşeyli üremenin temelinde hangi hücre bölünmesi vardır? Bu bölünme sonucunda hangi hücreler oluşur?
Mayoz ve mitoz arasındaki temel fark nedir? 3. Hayvanlarda mayoz bölünmenin neden her zaman eşeyli üremeden önce geldiğini açıklayın. 4. Mayoz bölünmenin biyolojik önemi nedir? 5. Spermatogenez ve oogenez süreçlerindeki farklılıklar nelerdir?
Memeli spermi ve yumurtalarından hazırlanan mikro örnekleri incelemek için mikroskop kullanın. Sperm ve yumurtanın yapısını karşılaştırın. Farklılığın nedeni nedir?

Altında Hücre döngüsü, bir hücrenin oluşumundan (bölünmenin kendisi de dahil) bölünmesine veya ölümüne kadar meydana gelen bir dizi olay olarak anlaşılır. Bölünmeden bölünmeye kadar geçen süreye denir fazlar arası, bu da üç döneme ayrılır - G1 (presentetik), S (sentetik) ve G2 (postsentetik). G1, zaman açısından en uzun olan büyüme periyodudur ve büyümüş hücrenin dinlenme halinde olduğu veya farklılaştığı, örneğin bir karaciğer hücresine dönüştüğü ve bir karaciğer hücresi olarak işlev gördüğü ve ardından öldüğü G0 periyodunu içerir. Bu dönemde diploid bir hücrenin kromozom ve DNA seti 2n2c'dir; burada n, kromozom sayısı, c, DNA moleküllerinin sayısıdır. S-döneminde ana faz arası olayı meydana gelir - DNA replikasyonu ve kromozom seti ve DNA 2n4c olur, böylece DNA moleküllerinin sayısı iki katına çıkar. G2'de hücre gerekli enzimleri aktif olarak sentezler, organel sayısı artar, kromozom seti ve DNA değişmez - 2n4c. Bir hücrenin G2 döneminden G0 dönemine geçme olasılığı çoğu yazar tarafından reddedilmektedir.

Mitotik döngü sürekli bölünen ve G0 periyodu olmayan hücrelerde görülür. Bu tür hücrelerin bir örneği, epitelyumun bazal katmanındaki birçok hücre, hematopoietik kök hücrelerdir. Mitotik döngü yaklaşık 24 saat sürer, insan hücrelerinin hızla bölünmesine yönelik aşamaların yaklaşık süresi şu şekildedir: G1 periyodu - 9 saat, S periyodu - 10 saat, G2 periyodu - 4,5 saat, mitoz - 0,5 saat.

Mitoz- yavru hücrelerin orijinal ana hücrenin kromozom setini koruduğu ökaryotik hücrelerin ana bölünmesi yöntemi.

Mitoz dört aşamadan oluşan sürekli bir süreçtir: profaz, metafaz, anafaz ve telofaz.

Profaz (2n4c) - nükleer membran parçalara ayrılır, merkezkaçlar hücrenin farklı kutuplarına ayrılır, iğ filamentleri oluşur, nükleoller "kaybolur" ve bikromatid kromozomları yoğunlaşır. Bu mitozun en uzun aşamasıdır.

Metafaz (2n4c) - hücrenin ekvator düzleminde maksimum derecede yoğunlaşmış bikromatid kromozomlarının hizalanması (bir metafaz plakası oluşturulur), iğ filamentlerinin bir ucunda merkezcillere, diğer ucunda kromozomların sentromerlerine bağlanması.

Anafaz (4n4c) - iki kromatidli kromozomların kromatidlere bölünmesi ve bu kardeş kromatidlerin hücrenin zıt kutuplarına ayrılması (bu durumda kromatitler bağımsız tek kromatid kromozomları haline gelir).

Telofaz (2n2c her bir yavru hücrede) - kromozomların yoğunlaşması, her bir kromozom grubunun etrafında nükleer membranların oluşması, iğ ipliklerinin parçalanması, bir nükleolusun ortaya çıkması, sitoplazmanın bölünmesi (sitotomi). Hayvan hücrelerinde sitotomi, yarık oluğu nedeniyle, bitki hücrelerinde ise hücre plakası nedeniyle oluşur.

Pirinç. . Mitozun aşamaları

Mitozun biyolojik önemi. Bu bölünme sonucunda oluşan yavru hücreler genetik olarak anne ile aynıdır. Mitoz, bir dizi hücre nesli boyunca belirlenen kromozomun sabitliğini sağlar. Büyüme, yenilenme, eşeysiz üreme vb. süreçlerin temelini oluşturur.

İkinci mayoz bölünmeye (mayoz 2) eşitlik denir.

Profaz 2 (1n2c). Kısacası, profaz 1, kromatin yoğunlaşır, konjugasyon ve geçiş yoktur, profaz için olağan süreçler meydana gelir - nükleer membranların parçalara ayrılması, merkezcillerin hücrenin farklı kutuplarına ayrılması, iğ filamentlerinin oluşumu.

Metafaz 2 (1n2c). Bikromatid kromozomları hücrenin ekvator düzleminde sıralanır ve metafaz plakası oluşur.

Genetik materyalin üçüncü rekombinasyonu için önkoşullar yaratılıyor; birçok kromatid mozaiktir ve ekvatordaki konumları gelecekte hangi kutba gideceklerini belirler. İğ filamentleri kromatitlerin sentromerlerine bağlanır.

Anafaz 2 (2n2с).İki kromatidli kromozomların kromatidlere bölünmesi meydana gelir ve bu kardeş kromatidlerin hücrenin zıt kutuplarına ayrılması (bu durumda kromatidler bağımsız tek kromatidli kromozomlar haline gelir) ve genetik materyalin üçüncü bir rekombinasyonu meydana gelir.

Telofaz 2 (1n1c her hücrede). Kromozomlar yoğunlaşır, nükleer membranlar oluşur, iğ filamentleri yok edilir, nükleoller ortaya çıkar ve sitoplazma bölünerek (sitotomi) sonuçta dört haploid hücre oluşur.

Mayoz bölünmenin biyolojik önemi.

Mayoz, hayvanlarda gametogenezin ve bitkilerde sporogenezin merkezi olayıdır. Onun yardımıyla kromozom setinin sabitliği korunur - gametlerin füzyonundan sonra ikiye katlanması gerçekleşmez. Mayoz bölünme sayesinde genetik olarak farklı hücreler oluşur, çünkü Mayoz süreci sırasında, genetik materyalin rekombinasyonu üç kez meydana gelir: çaprazlama nedeniyle (profaz 1), homolog kromozomların rastgele, bağımsız farklılaşması nedeniyle (anafaz 1) ve rastgele kromatid farklılaşması nedeniyle (anafaz 2).

Amitoz- fazlar arası çekirdeğin, kromozom spiralizasyonu olmadan, bir bölünme mili oluşmadan daralma yoluyla doğrudan bölünmesi. Kız hücreler farklı genetik materyale sahiptir. Yalnızca iki ve çok çekirdekli hücrelerin oluşumuna yol açan nükleer bölünme ile sınırlı olabilir. Yaşlanma, patolojik olarak değiştirilmiş ve mahkum hücreler için tanımlanmıştır. Amitozdan sonra hücre normal mitotik döngüye dönemez. Normalde, oldukça uzmanlaşmış dokularda, artık bölünmesi gerekmeyen hücrelerde - epitelde, karaciğerde gözlenir.

Gametogenez. Gonadlarda gametler oluşur. gonadlar. Gamet geliştirme sürecine denir gametogenez. Sperm oluşum sürecine denir spermatogenez ve oositlerin oluşumu oogenez (oogenez). Gametlerin öncüleri - gametositler Embriyonik gelişimin erken aşamalarında gonadların dışında oluşur ve daha sonra onlara göç eder. Gonadlarda üç farklı alan (veya bölge) vardır: üreme bölgesi, büyüme bölgesi ve germ hücrelerinin olgunlaşma bölgesi. Bu bölgelerde gametositlerin üreme, büyüme ve olgunlaşma aşamaları meydana gelir. Spermatogenezde bir aşama daha var - oluşum aşaması.

Üreme aşaması. Gonadların (gonadların) bu bölgesindeki diploid hücreler, mitoz yoluyla tekrar tekrar bölünür. Gonadlardaki hücre sayısı artar. Arandılar oogonia Ve spermatogonia.

Büyüme aşaması. Bu aşamada spermatogonia ve oogonia büyür ve DNA replikasyonu meydana gelir. Ortaya çıkan hücrelere denir 1. dereceden oositler ve 1. dereceden spermatositler bir dizi kromozom ve DNA ile 2n4'ler.

Olgunlaşma aşaması. Bu aşamanın özü mayozdur. Birinci dereceden gametositler birinci mayoz bölünmeye girerler. Sonuç olarak, ikinci mayotik bölünmeye giren 2. dereceden gametositler (n2c) oluşur ve haploid kromozom setine (nc) sahip hücreler oluşur - yumurtalar ve yuvarlak spermatitler. Spermatogenez ayrıca şunları içerir: oluşum aşaması Bu sırada spermatidler spermatozoaya dönüşür.

spermatogenez. Ergenlik döneminde testislerin seminifer tübüllerindeki diploid hücreler mitotik olarak bölünerek çok sayıda küçük hücre üretir. spermatogonia. Ortaya çıkan hücrelerin bazıları tekrarlanan mitotik bölünmelere maruz kalabilir ve bu da aynı spermatogonia hücrelerinin oluşmasına neden olabilir. Diğer kısım bölünmeyi durdurur ve boyutu artar, spermatogenezin bir sonraki aşaması olan büyüme aşamasına girer.

Sertoli hücreleri gelişen gametlere mekanik koruma, destek ve beslenme sağlar. Boyutu artan spermatogonyumlara denir. 1. derece spermatositler. Büyüme fazı mayoz bölünmenin 1. fazına karşılık gelir; Bu işlem sırasında hücreler mayoz bölünmeye hazırlanır. Büyüme fazının ana olayları DNA replikasyonu ve besin birikimidir.

1. dereceden spermatositler ( 2n4'ler) mayoz bölünmenin ilk (indirgeme) bölünmesine girer, ardından 2. derece spermatositler oluşur ( n2c). 2. sıradaki spermatositler mayoz bölünmenin ikinci (eşitsel) bölümüne girer ve yuvarlak spermatidler oluşur ( nc). Birinci dereceden bir spermatositten dört haploid spermatid ortaya çıkar. Oluşum aşaması, başlangıçta küresel olan spermatidlerin bir dizi karmaşık dönüşüme uğraması ve bunun sonucunda spermatozoanın oluşmasıyla karakterize edilir.

İnsanlarda spermatogenez ergenlik döneminde başlar, sperm oluşum süresi üç aydır, yani. spermler üç ayda bir yenilenir. Milyonlarca hücrede spermatogenez sürekli ve eş zamanlı olarak gerçekleşir.

Spermin yapısı. Memeli spermi uzun bir iplik şeklindedir.

İnsan sperminin uzunluğu 50-60 mikrondur. Spermin yapısı “baş”, “boyun”, ara bölüm ve kuyruk olarak ayrılabilir. Başta çekirdek bulunur ve akrozom. Çekirdek haploid bir kromozom seti içerir. Akrozom (modifiye Golgi kompleksi), yumurtanın zarlarını eritmek için kullanılan enzimleri içeren bir organeldir. Boyunda iki sentriyol, ara kısımda ise mitokondri bulunur. Kuyruk bir, bazı türlerde iki veya daha fazla flagella ile temsil edilir. Flagellum bir hareket organelidir ve yapı olarak protozoanın flagella ve silialarına benzer. Flagella'nın hareketi için ATP'nin makroerjik bağlarının enerjisi kullanılır, mitokondride ATP sentezi meydana gelir. Spermatozoon, 1677 yılında A. Leeuwenhoek tarafından keşfedildi.

Oogenez.

İnsanlarda yumurta oluşum süreci, ergenliğe ulaştıktan sonra gerçekleşen sperm oluşumunun aksine, embriyonik dönemde başlar ve aralıklı olarak ilerler. Embriyoda üreme ve büyüme aşamaları tam olarak gerçekleşir ve olgunlaşma aşaması başlar. Bir kız çocuğu doğduğunda, yumurtalıklarında mayoz bölünmenin 1. fazının diploten aşamasında durdurulmuş, "dondurulmuş" yüzbinlerce birinci dereceden oosit bulunur.

Ergenlik döneminde mayoz bölünme devam edecektir: yaklaşık her ay seks hormonlarının etkisi altında 1. sıradaki oositlerden biri (nadiren iki) mayoz bölünmenin 2. metafazı ve bu aşamada yumurtlarlar. Mayoz bölünme ancak döllenme, spermin penetrasyonu durumunda tamamlanabilir; döllenme gerçekleşmezse 2. derece oosit ölür ve vücuttan atılır.

Oogenez yumurtalıklarda meydana gelir ve üç aşamaya ayrılır: üreme, büyüme ve olgunlaşma. Üreme evresi sırasında diploid oogonia, mitoz yoluyla tekrar tekrar bölünür. Büyüme fazı mayoz bölünmenin 1. fazına karşılık gelir; Bu sırada hücreler mayoz için hazırlanır; besin birikimi nedeniyle hücrelerin boyutu önemli ölçüde artar. Büyüme evresinin ana olayı DNA replikasyonudur. Olgunlaşma aşamasında hücreler mayoz bölünmeyle bölünür. İlk mayoz bölünme sırasında bunlara 1. derece oositler denir. Birinci mayoz bölünmenin bir sonucu olarak iki yavru hücre ortaya çıkar: küçük, adı verilen ilk kutupsal cisim ve daha büyük – 2. derece yumurta.

Mayozun ikinci bölümü metafaz 2'ye ulaşır, bu aşamada yumurtlama meydana gelir - oosit yumurtalıktan ayrılır ve fallop tüplerine girer.

Bir sperm oosite nüfuz ederse, ikinci mayotik bölünme, yumurtanın ve ikinci kutup cisimciğinin oluşumuyla, birinci kutup cisimciği ise üçüncü ve dördüncü kutup cisimciklerinin oluşumuyla tamamlanır. Böylece mayoz bölünme sonucunda 1. dereceden bir oositten bir oosit ve üç kutup gövdesi oluşur.

Yumurtaların yapısı. Yumurtaların şekli genellikle yuvarlaktır. Yumurtaların boyutları çok çeşitlidir - birkaç on mikrometreden birkaç santimetreye kadar (bir insan yumurtası yaklaşık 120 mikrondur). Yumurtaların yapısal özellikleri şunları içerir: plazma zarının üstünde yer alan zarların varlığı; ve sitoplazmada daha fazla varlığı

veya daha az miktarda yedek besin. Çoğu hayvanda yumurtalarda sitoplazmik membranın üstünde ek membranlar bulunur. Kökenine bağlı olarak şunlar vardır: birincil, ikincil ve üçüncül kabuklar. Birincil zarlar, oosit ve muhtemelen foliküler hücreler tarafından salgılanan maddelerden oluşur. Yumurtanın sitoplazmik zarı ile temas halinde bir tabaka oluşur. Koruyucu bir işlev görür, sperm penetrasyonunun türe özgü olmasını sağlar, yani diğer türlerin spermlerinin yumurtaya nüfuz etmesine izin vermez. Memelilerde bu zara denir parlak. İkincil membranlar yumurtalıktaki foliküler hücrelerin salgıları tarafından oluşturulur. Bütün yumurtalarda bunlara sahip değildir. Böcek yumurtalarının ikincil kabuğu, spermin yumurtaya nüfuz ettiği bir kanal - mikropil içerir. Yumurta kanallarının özel bezlerinin aktivitesi nedeniyle üçüncül kabuklar oluşur. Örneğin kuşlarda ve sürüngenlerde özel bezlerin salgılarından protein, kabuk altı parşömen, kabuk ve kabuk üstü zarlar oluşur.

İkincil ve üçüncül zarlar, kural olarak, embriyoları dış ortamda gelişen hayvan yumurtalarında oluşur. Memeliler intrauterin gelişim geçirdikleri için yumurtaları yalnızca birincil, muhteşemÜstünde bulunan kabuk parlak taç- yumurtaya besin sağlayan bir foliküler hücre tabakası.

Yumurtalarda yumurta sarısı adı verilen bir besin kaynağı birikir. Yağları, karbonhidratları, RNA'yı, mineralleri, proteinleri içerir ve büyük bir kısmı lipoproteinler ve glikoproteinlerdir. Yumurta sarısı sitoplazmada genellikle yumurta sarısı granülleri şeklinde bulunur. Yumurtada biriken besin miktarı embriyonun geliştiği koşullara bağlıdır. Yani yumurtanın gelişimi anne vücudu dışında meydana gelirse ve büyük hayvanların oluşmasına yol açarsa, yumurta sarısı yumurta hacminin %95'inden fazlasını oluşturabilir. Annenin vücudunda gelişen memeli yumurtaları, embriyoların gelişim için gerekli besinleri anneden alması nedeniyle az miktarda yumurta sarısı içerir - %5'ten az.

İçerdiği yumurta sarısı miktarına bağlı olarak aşağıdaki yumurta türleri ayırt edilir: alecithal(yumurta sarısı içermez veya az miktarda yumurta sarısı içermez - memeliler, yassı kurtlar); izolesital(eşit olarak dağıtılmış yumurta sarısı ile - neşter, deniz kestanesi); orta derecede telolesital(yumurta sarısı eşit olmayan şekilde dağılmış – balıklar, amfibiler); keskin bir şekilde telolecithal(yumurta sarısı en büyük kısmı kaplar ve hayvan direğindeki sitoplazmanın yalnızca küçük bir alanı bundan arındırılmıştır - kuşlar).

Besin birikimi nedeniyle yumurtalar polariteyi geliştirir. Zıt kutuplara denir bitkisel Ve hayvansal. Polarizasyon, çekirdeğin hücre içindeki konumunun değişmesi (hayvan kutbuna doğru kayması) ve ayrıca sitoplazmik kapanımların dağılımında (birçok yumurtada yumurta sarısı miktarı hayvandan bitkisel kutba doğru artar) ortaya çıkar. ).

İnsan yumurtası 1827 yılında K.M. Baer tarafından keşfedildi.

Döllenme. Döllenme, germ hücrelerinin zigot oluşumuna yol açan füzyon sürecidir. Döllenme süreci, sperm ile yumurtanın temas ettiği anda başlar. Böyle bir temas anında, akrozomal büyümenin plazma zarı ve akrozomal kesecik zarının bitişik kısmı çözülür, akrozomda bulunan hyaluronidaz enzimi ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler salınır ve yumurta zarının bir kısmını çözer. . Çoğu zaman sperm tamamen yumurtanın içine çekilir; bazen flagellum dışarıda kalır ve atılır. Sperm yumurtaya nüfuz ettiği andan itibaren gametlerin varlığı sona erer ve tek bir hücre olan zigot oluşur. Sperm çekirdeği şişer, kromatini gevşer, nükleer membran erir ve erkek pronükleusuna dönüşür. Bu, döllenme nedeniyle yeniden başlayan yumurta çekirdeğinin ikinci mayotik bölünmesinin tamamlanmasıyla eş zamanlı olarak gerçekleşir. Yavaş yavaş yumurtanın çekirdeği dişi pronükleusa dönüşür. Pronukleuslar yumurtanın merkezine doğru hareket eder, DNA replikasyonu meydana gelir ve bunların füzyonundan sonra zigotun kromozom seti ve DNA'sı oluşur. 2n4c. Pronukleusların birleşimi döllenmenin kendisini temsil eder. Böylece döllenme, diploid çekirdeğe sahip bir zigotun oluşmasıyla sona erer.

Cinsel üremeye katılan bireylerin sayısına bağlı olarak, şunları ayırt ederler: çapraz döllenme - farklı organizmalar tarafından oluşturulan gametlerin yer aldığı döllenme; kendi kendine döllenme - aynı organizmanın (tenyalar) oluşturduğu gametlerin birleştiği döllenme.

Partenogenez- bakire üreme, döllenmenin gerçekleşmediği ve döllenmemiş bir yumurtadan yeni bir organizmanın geliştiği cinsel üreme biçimlerinden biri. Partenogenetik embriyoların embriyogenezin erken aşamalarında öldüğü memeliler dışında bir dizi bitki türünde, omurgasızlarda ve omurgalılarda bulunur. Partenogenez yapay veya doğal olabilir.

Yapay partenogenez, insanlar tarafından yumurtayı çeşitli maddelere, mekanik tahrişe, artan sıcaklığa vb. maruz bırakarak aktive ederek kaynaklanır.

Doğal partenogenez sırasında yumurta, spermin katılımı olmadan, yalnızca iç veya dış nedenlerin etkisi altında parçalanmaya ve embriyoya dönüşmeye başlar. Şu tarihte: kalıcı (yükümlü kılmak) partenogenezde yumurtalar yalnızca partenogenetik olarak gelişir, örneğin Kafkas kaya kertenkelelerinde. Bu türün tüm hayvanları yalnızca dişidir. isteğe bağlı Partenogenezde embriyolar hem partenogenetik hem de cinsel olarak gelişir. Klasik bir örnek, arılarda kraliçenin spermatekasının döllenmiş ve döllenmemiş yumurtalar bırakabilecek şekilde tasarlanmış olması ve döllenmemiş olanlardan erkek arıların gelişmesidir. Döllenmiş yumurtalar, larvaların beslenmesinin niteliğine bağlı olarak işçi arıların larvalarına (az gelişmiş dişilere veya kraliçe arılara) dönüşür. Şu tarihte: döngüsel