Мейоз, его цитологическая характеристика и биологическое значение. Нарушения ме-ханизма мейоза, их последствия.

Центральным событием гаметогенеза является мейоз. Он приводит к образованию гаплоидных клеток. При последующем оплодотворении гаметы формируют организм нового поколения с диплоидным кариотипом (nc+ nc= 2n2c). В этом заключается важнейшее биологическое значение мейоза.

 

Мейоз- особая форма деления клеток, которая обеспечивает редукцию числа хромосом до гаплоидного и рекомбинацию генетического материала(кроссинговер)

Мейоз состоит из 2х делений: редукционное и эквационное. Каждое деление делится на 4 фазы: про-, мета-, ана-, телофаза

Между двумя делениями наблюдается интерфаза-2 без S периода (репликация ДНК не происходит)

 

Первое мейотическое деление называют редукционным,так как оно приводит к формированию из диплоидных клеток(2n2c) гаплоидных(1n2c).

 

Профаза 1 мейоза.

1. Лептотена или лептонема.(фаза тонких нитей)

-начинается спирализация хромосом,

-они становятся видимыми как длинные тонкие нити.

-Сильно спирализованные участки(хромомеры), чередуются со слабо спирализованными(«ламповые щетки»)

2. Зиготена(фаза двойных нитей)

-начинается конъюгация-объединение гомологичных хромосом по всей длине с образованием бивалентов, состоящих из 4х хроматид.

3. Пахитена. (фаза толстых нитей)

- (самая длительная стадия) — в некоторых местах гомологичные хромосомы плотно соединяются, образуя хиазмы. В них происходит кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами.

 4. Диплотена.

-характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами,которые начинают отдаляться друг от друга в области центромер,

-но остаются связанными хиазмами.

5.Диакинез

-гомологичные хромосомы удерживаются вместе лишь в отдельных точках хиазмами,приобретая различную форму.

Метафаза 1 мейоза

-нити веретена деления прикреаляются к центромерам хромосом,объединенных в биваленты, таким образом,что нити устанавливают биваленты в плоскости экватора

-центриоли располагаются над и под плоскостью экватора.

Анафаза 1 мейоза РАСХОДЯТСЯ ХРОМОСОМЫ!

-ослабляются связи между гомологичными хромосомами в бивалентах

-они отходят друг от друга,направляются к разным полюсам веретена деления.

В результате к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом,состоящий из двух хроматид.

Телофаза 1 мейоза

у полюсов веретена собирается гаплоидный набор хромосом(1n2c). хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

 

Второе мейотическое деление(эквационное) следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК, приводит к формированию клеток,в которых содержание генетического материала в хромосомах будет соответствовать их однонитчатой структуре(1n1c). Это деление протекает, как митоз,только клетки,вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом.

 

Значение мейоза:

- это механизм образования гамет;

- поддерживает постоянство числа хромосом при половом размножении;
- обеспечивает комбинативную изменчивость в результате кроссинговера, независимого расхождения хроматид и хромосом, при образовании гамет.

 

В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза, при нерасхождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь гомологичной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы. Это приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.

 

ПРОФАЗА 1

-лептонема

-зигонема

-пахинема

-диплонема

-диакинез

МЕТАФАЗА 1 2n4c

АНАФАЗА 1 2n4c

ТЕЛОФАЗА 1 1n2c

 

ПРОФАЗА 2 1n2c

МЕТАФАЗА2 1n2c

АНАФАЗА 2 2n2c

ТЕЛОФАЗА 2 1n1c

43.Онтогенез, его определение и основные события. Периодизация онтогенеза. Типы онтогенеза их примеры. Эволюция онтогенеза.

 

Онтогенез - полный цикл индивидуального развития организма с момента образования зиготы до смерти. Сопряжен с комплексом преобразований,связанных с делением клеток, их миграцией, взаимодействием клеток,дифференцировкой,регуляцией генной активности,ростом и развитием организма.

 

Периодизация:

1-предэмбриональный (прогенез)-связующий между онтогенезом родителей и будущего ребенка

2-эмбриональный:

•      Дробление

•      Гаструляция

•      гисто- и органогенез

3-постэмбриональный (с момента рождения до смерти):

•      дорепродуктивный(период детства)

•      репродуктивный (может давать потомство)

•      пострепродуктивный (утрачивание функции продления рода)

 

Типы онтогенеза:

1)непрямой(наличие личиночной стадии)

Процесс превращения личинки во взрослую особь - метаморфоз:

•      полный(яйцо-личинка-куколка-имаго) пример-бабочка

•      неполный (яйцо-личинка-имаго) пример-жук

2)прямой

•      неличиночный (ящерицы,птицы)

•      внутриутробный (плацентарные млекопитающие,человек)

Эволюция онтогенеза

выпрямление (замена непрямого отногенеза прямым)

автономизация (питание и формирование за счет материнского организма, когда плод не зависит от условий внешней среды).

 

Основным направлением онтогенеза является автономизация (относительная независимость процессов онтогенеза от условий внешней среды). В процессе эволюции экзогенные факторы замещаются эндогенными. Автономизация может идти по пути «выпрямления» онтогенеза-от непрямого к прямому или по пути «эмбрионизации»-увеличение времени,в течение которого зпродыш защищен от факторов внешней среды,либо зародышевой оболочкой,лбо материнским организмом

Эмбрионизация онтогенеза — это возникновение в процессе эволюции спо­собности к прохождению части стадий развития под защитой материнского тела или специальных (семенных или яй­цевых) оболочек. Эмбриональное разви­тие — не изначальное свойство живого, а результат эволюции. Эмбрионизация при этом отражает тенденцию развития все ус­ложняющегося зародыша в более защищен­ной и постоянной внутренней среде.