Строение яйцеклетки млекопитающих.

Краткий обзор ответа. Яйцеклетка – крупная неподвижная клетка, обладающая запасом питательных веществ. Размеры яйцеклетки составляют 150-170 мкм. Яйцеклетка имеет почти правильную округлую форму. В центре клетки имеется ядро, содержащее глыбки гетерохроматина и ядрышки. Цитоплазма равномерно заполнена небольшим количеством желтка. Расположенные вокруг ооцита фолликулярные клетки образуют лучистый венец. Между лучистым венцом и ооцитом находится прозрачная оболочка. Цитоплазма ооцита содержит распределенные равномерно желточные включения. По периферии клетки расположены кортикальные гранулы (производные лизосом).

Основная часть. В яичниках млекопитающих содержатся не яйцеклетки, а их предшественники – ооциты, находящиеся на той или иной стадии деления созревания (мейоз). Но по морфологии поздние ооциты очень похожи на яйцеклетки. В яйцеклетке (ооците) отсутствуют центриоли (клеточный центр), поэтому деление становится возможным только после оплодотворения, когда в клетку поступают центриоли сперматозоида.

Функции питательных веществ различны, их выполняют:

1) компоненты, нужные для процессов биосинтеза белка (ферменты, рибосомы, м-РНК, т-РНК)

2) специфические регуляторные вещества, которые контролируют все процессы происходящие с яйцеклеткой, например, фактор дезинтеграции ядерной оболочки (с этого процесса начинается профаза 1 мейотического деления), фактор преобразующий ядро сперматозоида в пронуклеус перед фазой дробления, фактор ответственный за блок мейоза на стадии метафазы II и др;

3) желток, в состав которого входят белки, фосфолипиды, жиры, минеральные соли. Именно он обеспечивает питание зародыша в эмбриональном периоде.

 

Оболочки яйцеклетки. Расположенные вокруг ооцита фолликулярные клетки образуют лучистый венец(corona radiata). Между лучистым венцом и ооцитом находится прозрачная оболочка (zona pellucida). Лучистый венец состоит из рыхло расположенных фолликулярных клеток, сперматозоид легко проникает через этот слой и достигает прозрачной оболочки, которая является существенным барьером на пути сперматозоида.

По мере развития яйцеклетки в ней происходят синтез и последующая секреция гликопротеинов, постепенно формируется прозрачная оболочка. Зрелая прозрачная оболочка содержит густую сеть тонких нитей, состоящих из гликопротеинов. У человека прозрачная оболочка подразделяется на два слоя: внутренний – богатый нейтральными гликозаминогликанами, наружный – содержащий преимущественно кислые гликозаминогликаны. Химический состав прозрачной оболочки: нейтральные и сульфатированные гликозаминогликаны, гиарулонова и сиаловые кислоты, гликопротеины. Основная масса зрелой прозрачной оболочки – гликопртеины ZP. ZP1, ZP2,ZP3 с М 90-110, 64-76 и 57-73 кД соответственно. ZP3 состоит из полипептида, цепей N-олигосахаридов и О-олигосахаридов. ZP3-рецептор сперматозоида, с нее начинается акросомная реакция. ZP2-вторичный рецептор сперматозоида. Как только начинается акросомная реакция, ZP2 олнительно связывает сперматозоид.

Цитоплазма яйцеклетки. Наиболее характерныеструктуры – желточные гранулы. Они обычно ограничены мембраной. Гранулы содержат фосфо- и липопротеины (фосфовитин и липовителлин). В центральной части гранул они формируют более плотные кристаллические структуры. Различают также мультивезикулярные тельца – это совокупность мелких пузырьков, заключенных в большой мембранный мешок (производные лизосом).

Плазматическая мембрана яйцеклетки может образовывать микроворсинки.

 

Мейоз.

Мейоз - это способ образования клеток с гаплоидным набором хромосом. При мейозе происходит два деления подряд. В интерфазе происходит подготовка клетки к делению, удвоение ДНК. В профазе I происходит конъюгация гомологичных хромосом. Между их хроматидами происходит кроссинговер, это приводит к рекомбинации. В метафазе I на экваторе клетки выстраиваются биваленты. В анафазе I происходит независимое расхождение гомологичных хромосом к полюсам (третий закон Менделя ). В телофазе I мейоза формируются гаплоидные ядра и происходит цитокенез. В интерфазе между двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, поскольку они и так двойные. Второе деление мейоза ничем не отличается от митоза. Как и в митозе, в анафазе II мейоза к полюсам клетки расходятся одинарные сестринские хромосомы.

При мейозе происходят следующие события:

· Генетическая рекомбинация путем кроссинговера между гомологичными хромосомами

· Уменьшение числа хромосом

· Снижение содержания ДНК

· Уменьшение плоидности клеточных потомков

· Значительный синтез РНК

Первое деление мейоза-редукциооное. Профаза I (2n4c) - самая продолжительная и сложная фаза. Происходят последовательно несколько стадий: Лептотена (2n4c). Хроматин конденсируется, каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой. Зиготена (2n4c). Стадия сливающихся нитей. Гомологичные хромосомы начинают притягиваться друг к другу сходными участками и конъюгируют. Контакт позволяет хромосомам обмениваться генетическим материалом (кроссинговер). Две лежащие рядом пары хромосом образуют бивалент. Пахитена(2n4c). Хромосомы утолщаются вследствие спирализации. Отдельные участки конъюгировавших хромосом перекрещиваются друг с другом и образуют хиазмы. Здесь происходит кроссинговер. Диплотена(2n4c). В составе бивалента четко различимы 4 хроматиды(тетрада). В хроматидах появляются участки раскручивания, где синтезируется РНК. Диакинез(2n4c). Продолжается укорочение хромосом и расщепление хромосомных пар. Хиазмы перемещаются к концам хромосомных пар. Разрушается ядерная мембрана, исчезает ядрышко, появляется митотическое веретено.

Метафаза I. Хромосомы распределяются случайным образом по ту или другую сторону экватора митотического веретена(второй закон Менделя-генетическое различие между индивидуумами) Анафаза I. К полюсам отходят целостные хромосомы. Телофаза I. Формируются ядра, имеющие 23 удвоенных хромосомы, происходит цитокинез, образуются дочерние клетки. Интерфаза II(1n2c) представляет собой перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, продолжительность этого периода различается у разных организмов – в некоторых случаях обе дочерние клетки сразу вступают во второе деление, а иногда второе деление начинается через несколько месяцев или лет. Но так как хромосомы двухроматидные, во время интерфазы 2 не происходит репликация ДНК. Второе деление мейоза-эквационное -протекает так же, как митоз (но значительно быстрее) Дочерние клетки получают гаплоидный набор хромосом(22 аутосомы и 1 половую хромосому)

Профаза 2 (1n2c)

Метафаза 2 (1n2c)

Анафаза 2 (2n2с)

Телофаза 2 (1n1c в каждой клетке)

Благодаря мейозу зрелые половые клетки получают гаплоидное (n) число хромосом, при оплодотворении же восстанавливается свойственное данному виду диплоидное (2n) число. При мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные половые клетки, а при оплодотворении парность гомологичных хромосом восстанавливается.

 

 

Вопрос №58

КРАТКИЙ ОБЗОР.

Биологическое значение

митоза – копирование клеток,

мейоза – рекомбинация и редукция.

 

Мейоз происходит только в половых клетках.

После деления клетки при мейозе количество хромосом в каждой новой клетке уменьшается в два раза. Первоначальная клетка словно разделилась на две одинаковые половинки, а после еще на две, получив четыре клетки, но с разной наследственной информацией.

Митоз происходит в одну стадию, а мейоз поделен на два этапа деления клетки.

После митоза получаются клетки тела (соматические), а после мейоза половые: сперматозоиды, яйцеклетки, споры.

ОСНОВНЯ ЧАСТЬ.

Митоз и мейоз – два вида процесса деления клеток. Они имеют одинаковые фазы деления, но сами эти процессы и их результаты существенно различаются.

Митоз – универсальный способ непрямого деления клеток с ядром. Таким способом делятся клетки растений, животных, грибов. Также его называют клонированием или вегетативным способом размножения.

При митозе в процессе деления каждая хромосома делится на две, распределяясь по двум новым клеткам. Образуются две соматические диплоидные клетки. В ходе этого деления наследственные факторы не меняются. Эти клетки могут продолжить деление, но это не обязательно. Одна из них или обе могут утратить способность делиться. Клетки, получившиеся после деления, практически идентичны материнской клетке. У них такая же структура.

Митоз – единственный способ самовосстановления соматических клеток (клеток тела) и основа их бесполого размножения. Этот вид деления клеток лежит в основе индивидуального развития и роста любых многоклеточных организмов. При нем в ходе продольного расщепления происходит удвоение хромосом, которые равномерно распределяются по вновь образованным клеткам. При этом качество и объем исходной информации сохраняется в полной мере и не меняется.

Любые виды спаривания при митозе отсутствуют. Удвоенные хромосомы выстраиваются раздельно по экватору.В отличие от митоза, при мейозе процесс деления состоит из двух этапов. На первом этапе число хромосом уменьшается в два раза. Из одной диплоидной клетки в результате деления получаются две гаплоидные клетки. В каждой хромосоме при этом содержится по две хроматиды. Также происходит слияние гомологичных хромосом. Одна клетка словно делится на две свои половинки. Во втором делении образуются четыре клетки. В них число хромосом не уменьшается, и каждая хромосома содержит по одной хроматиде. Удвоенные хромосомы выстраиваются парами.

В результате мейоза появляются четыре половые гаплоидные клетки с измененной наследственностью. То есть наследственная информация перемешивается.

Мейоз является основой полового размножения, поскольку он происходит в созревающих половых клетках (у растений в спорах). Постоянное число хромосом поддерживается, и появляются новые соединения наследственных задатков в хромосомах