Meióza je súbor chromozómov v každej fáze. Meióza ako proces tvorby haploidných buniek

13.02.2021

Definícia

Meióza (redukcia bunkového delenia)- delenie, počas ktorého sa z jednej diploidnej (2n) bunky získajú 4 haploidné (n) bunky.

Keďže v dcérskych bunkách dochádza k poklesu (redukcii) počtu chromozómov z 2n na n, takéto delenie sa nazýva zníženie.

Schéma meiózy

Meióza u zvierat sa pozoruje počas tvorby gamét (gametogenéza). Meióza u rastlín a húb sa zvyčajne vyskytuje pri tvorbe haploidných spór. U rôznych jednobunkových eukaryotov možno meiózu pozorovať v rôznych fázach životného cyklu. Na obnovenie diploidie v cykle je vždy nevyhnutná fúzia haploidných buniek (oplodnenie).

Meióza sa skladá z dvoch divízií. Prvým z nich je vlastne redukcia, to znamená, že počas prvého delenia klesá ploidita bunky. Dôvodom je rozdielnosť homológnych chromozómov („materských“ a „otcovských“) v dvoch rôznych dcérskych bunkách. Druhá divízia je podobná mitóze a je tzv rovný(teda „rovný“). Ploidy sa v dôsledku druhej divízie nemenia. V priebehu tohto delenia, rovnako ako pri mitóze, sa sesterské chromatidy (kópie DNA) rozchádzajú. Medzi dvoma rozdeleniami meiózy nedochádza k replikácii DNA (keďže „cieľom“ meiózy je znížiť ploiditu bunky, nie je potrebné zvyšovať množstvo DNA).

V profáze I rozdelenia meiózy nastáva najdôležitejší proces súvisiaci s genetickou rekombináciou - kríženie, to znamená výmena oblastí homológnych chromozómov. V dôsledku tohto procesu sa u potomkov vytvárajú nové kombinácie génov. Chromozómy ako celok sa neprenášajú priamo od starých rodičov k vnúčatám, ale sú „rekonštruované“ v každej generácii počas prechodu.

Nasledujúca tabuľka popisuje fázy meiózy v bunke, pre ktoré n = 2, 2n = 4. Každá sada má tri chromozómy, ktoré sa líšia veľkosťou. Sady chromozómov pre matku a otca sú zvýraznené modrou a červenou farbou.

Fáza	Proces	Popis
Prophase I		kondenzácia (superzávitnica) chromozómov (viditeľná elektrónovým mikroskopom); konjugácia (spojenie) homológnych chromozómov s tvorbou dvojmocných látok; kríženie - výmena miest medzi homológnymi chromozómami; homológne chromozómy zostávajú spojené; jadrový obal sa rozpustí; centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom
Metafáza I		bivalenty sa zoradia pozdĺž rovníka bunky
Anafáza I. 2n4c		mikrotubuly štiepneho vretena sa sťahujú, bivalenty sa rozdeľujú; celé chromozómy sa rozchádzajú k pólom, každý pozostáva z dvoch chromatidov
Telophase I		chromozómy sú despiralizované („odvíjané“); sa vytvorí jadrový obal
Druhé rozdelenie meiózy bezprostredne nadväzuje na prvé, bez medzifázy: replikácia DNA (zdvojnásobenie) sa nevyskytuje. Počas meiózy I sa vytvorili 2 dcérske bunky. Ďalej sa bude uvažovať o ich rozdelení, preto vo vzorci pre množinu chromozómov existuje koeficient 2.
Prophase II		kondenzácia (zvinutie) chromozómov; bunkové centrum sa rozdeľuje, centrioly odchýliť sa k pólom jadra; jadrový obal sa zrútil; vzniká štiepne vreteno
Metafáza II		bichromatidové chromozómy sa nachádzajú v rovine "Rovník" (metafázová doska)
Anafáza II		centroméry sa delia; jednotlivé chromatidové chromozómy sa rozchádzajú smerom k pólom
Telophase II		chromozómy sú despiralizované; sa vytvorí jadrový obal

Priebeh meiózy je spravidla narušený v bunkách hybridných organizmov, pretože v profáze I by mala nastať párová fúzia (konjugácia). homológny chromozómy a v hybridoch nie je sada materských génov homologická s otcovskými.

Tento mechanizmus je základom sterility medzidruhových hybridov. Pretože medzidruhové hybridy v jadre buniek kombinujú chromozómy rodičov patriacich k rôznym druhom, chromozómy zvyčajne nemôžu vstúpiť do konjugácie. To vedie k poruchám v separácii chromozómov počas meiózy a v konečnom dôsledku k neživotnosti gamét a následne k sterilite (sterilite) hybridov.

Pri šľachtení s cieľom prekonať sterilitu hybridov je umelo spôsobená polyploidia (viacnásobné zvýšenie) súborov chromozómov. V takom prípade sa každý chromozóm konjuguje so zodpovedajúcim chromozómom svojej vlastnej množiny.

Hodnota meiózy

Pohlavné bunky rodičov vytvorené meiózou majú haploidnú sadu (n) chromozómov. Ak sa v zygote spoja dve také sady, počet chromozómov sa stane diploidným (2n). K vytvoreniu nového organizmu dochádza mitotickým delením zygoty a každá bunka obsahuje diploidnú (2n) sadu chromozómov. Každý pár homológnych chromozómov obsahuje jeden otcovský a jeden materský chromozóm. Na základe toho:

Meióza je základom kombinačnej variability v dôsledku kríženia (profáza I) a nezávislej divergencie homológnych chromozómov (anafáza I a II).

Z dôvodu zníženia počtu chromozómov v gamétach sa v nových organizmoch udržuje konštantná diploidná (2n) sada chromozómov.

profáza I rozdelenie meiózy

Profáza divízie I meiózy je jedinečná, obsahuje veľa procesov a je rozdelená do etáp:

Leptotén

Zygotena

Paquitena

Diplotena

Diakinéza

Je to dôležitý evolučný proces, ktorý umožňuje organizmom vytvárať rozmanité populácie v reakcii na zmeny životného prostredia. Bez pochopenia významu meiózy je nemožné ďalej študovať také odvetvia biológie, ako je šľachtenie, genetika a ekológia.

Čo je to meióza

Táto metóda delenia je charakteristická pre tvorbu gamét u zvierat, rastlín a húb. V dôsledku meiózy sa vytvárajú bunky, ktoré majú haploidnú sadu chromozómov, nazývaných tiež reprodukčné bunky.

Na rozdiel od iného variantu množenia buniek - mitózy, pri ktorej je počet chromozómov dcérskych jedincov charakteristický pre matku, pri meióze je počet chromozómov znížený na polovicu. K tomu dochádza v dvoch fázach - meióza 1 a meióza 2. Prvá časť procesu je podobná mitóze - pred ňou dochádza k zdvojnásobeniu DNA, k zvýšeniu počtu chromozómov. Nasleduje redukčné delenie. Výsledkom je, že bunky sú tvorené haploidnou (a nie diploidnou) sadou chromozómov.

Základné pojmy

Aby sme pochopili, čo je meióza, je potrebné pripomenúť definície niektorých pojmov, aby sme sa k nim už nevrátili.

Chromozóm je štruktúra v jadre bunky, ktorá má nukleoproteínovú povahu a koncentruje väčšinu dedičných informácií.
Somatické a zárodočné bunky sú bunky tela, ktoré majú odlišnú sadu chromozómov. Za normálnych okolností (s výnimkou polyploidov) sú somatické bunky diploidné (2n) a pohlavné bunky sú haploidné (n). Keď sa dve zárodočné bunky spoja, vytvorí sa plnohodnotná somatická bunka.
Centroméra je oblasť chromozómu zodpovedná za génovú expresiu a vzájomné spojenie chromatidov.
Teloméry sú koncové časti chromozómov, ktoré vykonávajú ochrannú funkciu.
Mitóza je spôsob delenia somatických buniek a vytváranie kópií identických s nimi v tomto procese.
Euchromatín a heterochromatín sú oblasti chromatínu v jadre. Prvý si zachováva despiralizovaný stav, druhý je zvinutý.

Fázy procesu

Meióza bunky sa skladá z dvoch po sebe idúcich divízií.

Prvá divízia. Počas profázy 1 je možné chromozómy sledovať aj pomocou svetelného mikroskopu. Štruktúru dvojitého chromozómu tvoria dva chromatidy a centroméry. Dochádza k spiralizácii a v dôsledku toho k skráteniu chromatidov v chromozóme. Meióza sa začína metafázou 1. Homologické chromozómy sa nachádzajú v rovníkovej rovine bunky. Toto sa nazýva zarovnanie chromatidových tetradov (dvojmocných) s chromatidmi. V tejto chvíli nastávajú procesy konjugácie a kríženia, ktoré sú opísané nižšie. Počas týchto akcií sa teloméry často pretínajú a prekrývajú. Škrupina jadra sa začína rozpadávať, jadro mizne a viditeľné sú vlákna štiepneho vretena. Počas anafázy 1 sa celé chromozómy, pozostávajúce z dvoch chromatidov, pohybujú k pólom náhodným spôsobom.

Výsledkom prvého rozdelenia v štádiu telofázy 1 sú dve bunky s jednou sadou DNA (na rozdiel od mitózy, ktorej dcérske bunky sú diploidné). Interfáza je krátkodobá, pretože nevyžaduje duplikáciu DNA.

V druhej časti, v štádiu metafázy 2, jeden chromozóm (dvoch chromatidov) odchádza do rovníkovej časti bunky a vytvára metafázovú dosku. Centroméra každého chromozómu sa delí, chromatidy sa rozchádzajú k pólom. Vo fáze telofázy tohto delenia sa tvoria dve bunky, z ktorých každá obsahuje haploidnú sadu chromozómov. Existuje už normálna medzifáza.

Konjugácia a prechod

Konjugácia je proces fúzie homológnych chromozómov a prechodom je výmena zodpovedajúcich oblastí homológnych chromozómov (začína sa v profáze prvej divízie, končí sa metafázou 1 alebo anafázou 1, keď sa chromozómy rozchádzajú). Jedná sa o dva súvisiace procesy, ktoré sa podieľajú na ďalšej rekombinácii genetického materiálu. Chromozómy v haploidných bunkách teda nie sú analogické s chromozómami v matke, ale existujú už so substitúciami.

Rozmanitosť gamét

Gaméty tvorené počas meiózy nie sú navzájom homologické. Chromozómy sa rozchádzajú v dcérskych bunkách nezávisle na sebe, takže môžu budúcim potomkom priniesť rôzne alely. Uvažujme o najjednoduchšom klasickom probléme: definujeme typy gamét tvorených v rodičovskom organizme dvoma jednoduchými znakmi. Majme tmavookého a tmavovlasého rodiča, ktorý je pre tieto vlastnosti heterozygotný. Alelový vzorec, ktorý ju charakterizuje, bude vyzerať ako AaBb. Pohlavné bunky budú mať nasledujúcu formu: AB, Ab, aB, ab. To znamená, že existujú štyri typy. Prirodzene, počet alel v živom organizme s mnohými vlastnosťami bude mnohonásobne vyšší, čo znamená, že bude existovať mnohonásobne viac variácií v rozmanitosti gamét. Tieto procesy sú vylepšené konjugáciou a krížením, ku ktorým dochádza počas delenia.

Vyskytujú sa chyby replikácie a nezhody chromozómov. To vedie k tvorbe poškodených gamét. Za normálnych okolností by takéto bunky mali podstúpiť apoptózu (bunkovú smrť), ale niekedy sa spoja s inou zárodočnou bunkou a vytvorí nový organizmus. Napríklad týmto spôsobom sa u ľudí formuje Downova choroba spojená s jedným ďalším chromozómom.

Je potrebné spomenúť, že vytvorené zárodočné bunky prechádzajú ďalším vývojom v rôznych organizmoch. Napríklad u človeka z jednej rodičovskej bunky sa tvoria štyri ekvivalentné spermie - ako pri klasickej meióze, čo je to vajce - je o niečo ťažšie zistiť. Zo štyroch potenciálne identických buniek sa vytvorí jedno vajíčko a tri redukčné telieska.

Meióza: biologický význam

Prečo v procese meiózy počet chromozómov v bunke klesá, je to pochopiteľné: ak by tento mechanizmus neexistoval, potom by pri fúzii dvoch zárodočných buniek došlo k neustálemu zvyšovaniu množiny chromozómov. Vďaka redukčnému deleniu v procese reprodukcie vzniká z fúzie dvoch gamét plnohodnotná diploidná bunka. Zachová sa tak stálosť druhu, stabilita jeho chromozómovej sady.

Polovica DNA dcéry bude obsahovať materskú a polovicu otcovskej genetickej informácie.

Mechanizmus meiózy je základom sterility medzidruhových hybridov. Vzhľadom na to, že v bunkách takýchto organizmov sa nachádzajú chromozómy dvoch typov, v procese metafázy 1 nemôžu vstúpiť do konjugácie a je narušený proces tvorby zárodočných buniek. Plodné hybridy sú možné iba medzi príbuznými druhmi. V prípade polyploidných organizmov (napríklad mnohých poľnohospodárskych rastlín) v bunkách s rovnomernou sadou chromozómov (oktoploidy, tetraploidy) sa chromozómy rozchádzajú ako pri klasickej meióze. V prípade triploidov sa chromatidy tvoria nerovnomerne, existuje vysoké riziko získania chybných gamét. Tieto rastliny sa množia vegetatívne.

Pochopenie, čo je meióza, je teda základnou otázkou v biológii. Procesy pohlavného rozmnožovania, hromadenia náhodných mutácií, ako aj ich prenos na potomstvo, sú základom dedičnej variability a neistého výberu. Moderný výber je založený na týchto mechanizmoch.

Varianty meiózy

Uvažovaný variant rozdelenia v meióze je charakteristický hlavne pre mnohobunkové organizmy. V najjednoduchšom prípade vyzerá mechanizmus trochu inak. V jej priebehu dôjde k jednému meiotickému rozdeleniu, dôjde tiež k posunu fázy prechodu. Tento mechanizmus sa považuje za primitívnejší. Slúžil ako základ pre rozdelenie haploidných buniek moderných zvierat, rastlín, húb, ktoré prebieha v dvoch fázach a zaisťuje najlepšiu rekombináciu genetického materiálu.

Rozdiely medzi meiózou a mitózou

Ak zhrnieme rozdiely medzi týmito dvoma typmi delenia, treba poznamenať ploiditu dcérskych buniek. Ak je počas mitózy množstvo DNA, chromozómov v oboch generáciách rovnaké - diploidné, potom sa v meióze vytvárajú haploidné bunky. V tomto prípade sa v dôsledku prvého procesu vytvoria dve bunky a v dôsledku druhého štyri bunky. Pri mitóze nedochádza k prechodu. Biologický význam týchto delení sa tiež líši. Ak je cieľom meiózy tvorba zárodočných buniek a ich následná fúzia v rôznych organizmoch, to znamená rekombinácia genetického materiálu po celé generácie, potom je cieľom mitózy udržanie stability tkanív, celistvosti organizmu.

Meióza- Toto je rozdelenie diploidných buniek, v dôsledku čoho sa vytvárajú haploidné bunky. To znamená, že z každého páru homológnych chromozómov materskej bunky sa do dcérskych buniek dostane iba jeden chromozóm. Meióza je základom tvorby pohlavných buniek - gamét. Výsledkom fúzie mužských a ženských gamét je obnovenie diploidnej súpravy. Jednou z dôležitých hodnôt meiózy je teda zabezpečenie stálosti počtu chromozómov u druhu počas pohlavného rozmnožovania.

V bunke, ktorá začína meiotické delenie, už došlo k duplikácii (replikácii) chromozómov, rovnako ako to býva v interfáze mitózy. Každý chromozóm teda pozostáva z dvoch chromatidov a počet chromozómov je diploidný. To znamená, že pokiaľ ide o množstvo genetickej informácie, bunky vstupujúce do mitózy a meiózy sú rovnaké.

Na rozdiel od mitózy meióza prebieha v dvoch rozdeleniach. Výsledkom prvého rozdelenia je, že sa homologické chromozómy každého páru rozchádzajú v rôzne dcérske bunky a vznikajú dve bunky s haploidným počtom chromozómov, ale každý chromozóm pozostáva z dvoch chromatidov. Druhé delenie prebieha rovnako ako mitotické, pretože chromatidy každého chromozómu sú oddelené a jeden chromatid z každého chromozómu sa dostane do dcérskych buniek.

V dôsledku meiózy teda vznikajú štyri bunky s haploidnou sadou chromozómov. U mužov sa všetky štyri stávajú spermiami. Ale u žien sa iba jedno stane vajíčkom, iné zomrú. Je to spôsobené tým, že prísun živín sa koncentruje iba do jednej bunky.

Fázy alebo fázy prvého meiotického delenia:

Prophase I. Spiralizácia chromozómov. Homológne chromozómy sú umiestnené navzájom paralelne a vymieňajú si niektoré homológne oblasti (konjugácia chromozómov a kríženie, čo vedie k rekombinácii génov). Jadrový obal je zničený, začne sa formovať štiepne vreteno.
Metafáza I. Páry homológnych chromozómov sa nachádzajú v rovníkovej rovine bunky. K centromere každého chromozómu je pripevnená vretenová niť. Navyše ku každému iba jeden takým spôsobom, že k jednému homológnemu chromozómu z jedného pólu bunky je pripojená niť a k druhému - z druhého.
Anafáza I. Každý chromozóm z dvojice homológnych smeruje k vlastnému pólu bunky. Okrem toho každý chromozóm naďalej pozostáva z dvoch chromatidov.
Telophase I. Vytvoria sa dve bunky obsahujúce haploidnú sadu zdvojených chromozómov.

Fázy alebo fázy druhého meiotického delenia:

Prophase II. Zničenie jadrových škrupín, vznik štiepneho vretena.
Metafáza II. Chromozómy sa nachádzajú v rovníkovej rovine a sú k nim pripojené vretenové vlákna. Navyše takým spôsobom, že ku každému centromere sú pripevnené dve vlákna - jedna z jedného pólu, druhá z druhého.
Anafáza II. Chromatidy každého chromozómu sú rozdelené do oblasti centromér a každá z dvojice sesterských chromatíd ide k vlastnému pólu.
Telophase II. Tvorba jadier, odvíjanie chromozómov, delenie cytoplazmy.

Diagram zobrazuje správanie iba jedného páru homológnych chromozómov počas meiózy. V skutočných bunkách je ich viac. Takže v ľudských bunkách existuje 23 párov. Diagram ukazuje, že dcérske bunky sa navzájom geneticky líšia. Toto je dôležitý rozdiel medzi meiózou a mitózou.

Je potrebné poznamenať ďalší dôležitý význam meiózy (prvý, ako už bolo uvedené, je zabezpečenie mechanizmu sexuálnej reprodukcie). V dôsledku prechodu vznikajú nové kombinácie génov. Tiež sa vytvárajú v dôsledku nezávislej divergencie chromozómov počas meiózy. Preto meióza stojí za kombinovanou variabilitou organizmov, ktorá je zase jedným zo zdrojov prírodného výberu, t. J. Evolúcie.

Sprevádzané poklesom počtu chromozómov na polovicu. Skladá sa z dvoch po sebe idúcich divízií, ktoré majú rovnaké fázy ako mitóza. Ako je však uvedené v tabuľka "Porovnanie mitózy a meiózy", trvanie jednotlivých fáz a procesy v nich prebiehajúce sa významne líšia od procesov prebiehajúcich počas mitózy.

Tieto rozdiely sú hlavne nasledujúce.

V meióze profáza I. dlhšie. To sa stáva konjugácia(spojenie homológnych chromozómov) a výmena genetických informácií. V anafáze I centroméry upevňovacie chromatidy, nezdielať, a jedna z homologmeióz mitózy a ďalších chromozómov odchádza k pólom. Medzifáza pred druhou divíziou veľmi krátky, v tom DNA nie je syntetizovaná... Bunky ( haliti), ktoré vznikli v dôsledku dvoch meiotických delení, obsahujú haploidnú (jednoduchú) sadu chromozómov. Diploidy sa obnovuje spojením dvoch buniek - materskej a otcovskej. Oplodnené vajíčko sa tzv zygota.

Mitóza a jej fázy

Mitóza, príp nepriame rozdelenie, najrozšírenejšie v prírode. Mitóza je základom rozdelenia všetkých nepohlavných buniek (epitelu, svalov, nervov, kostí atď.). Mitóza pozostáva zo štyroch po sebe nasledujúcich fáz (pozri tabuľku nižšie). Vďaka mitóze je zabezpečené rovnomerné rozdelenie genetickej informácie rodičovskej bunky medzi dcérske bunky. Obdobie života bunky medzi dvoma mitózami sa nazýva medzifáza... Je to desaťkrát dlhšie ako pri mitóze. Prebieha v ňom množstvo veľmi dôležitých procesov, ktoré predchádzajú bunkovému deleniu: syntetizujú sa molekuly ATP a proteíny, každý chromozóm sa zdvojnásobuje a tvoria dva sesterské chromatidy držia spolu spoločný centroméra, zvyšuje sa počet hlavných organel cytoplazmy.

Vo fázešpirála a ako výsledok chromozómy zhustnú zložený z dvoch sesterských chromatíd, ktoré držalo pohromade centroméra. Na konci profázy nukleárna membrána a nukleoly zmiznú a chromozómy sú rozptýlené po celej bunke, centrioly sa pohybujú k pólom a tvoria sa štiepne vreteno... V metafáze dochádza k ďalšej špirále chromozómov. Najjasnejšie sú viditeľné počas tejto fázy. Ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka. K nim sú pripevnené štiepne závity vretena.

V anafáze centroméry sa delia, sesterské chromatidy sú od seba oddelené a v dôsledku kontrakcie vretenových vlákien sa pohybujú k opačným pólom bunky.

V telofáze cytoplazma sa rozdeľuje, chromozómy sa odvíjajú, znovu sa vytvárajú jadierka a jadrové membrány. V živočíšnych bunkách cytoplazma je šnurovacia, v rastline- v strede materskej bunky sa vytvorí septum. Takže z jednej pôvodnej bunky (matky) sa vytvoria dve nové dcérske bunky.

Tabuľka - Porovnanie mitózy a meiózy

Fáza	Mitóza	Meióza
Fáza	Mitóza	1 divízia	2 rozdelenie
Medzifáza	Sada chromozómov 2n. Dochádza k intenzívnej syntéze bielkovín, ATP a iných organických látok. Chromozómy sa zdvojnásobia, pričom každý pozostáva z dvoch sesterských chromatidov, ktoré drží pohromade spoločný centromér.	Sada chromozómov 2n. Pozorujú sa rovnaké procesy ako pri mitóze, ale sú zdĺhavejšie, najmä počas tvorby oocytov.	Sada chromozómov je haploidná (n). Neexistuje žiadna syntéza organických látok.
Prophase	Je to krátke, dochádza k spiralizácii chromozómov, jadrového obalu, zárodok zmizne, vznikne štiepne vreteno.	Odolnejšie. Na začiatku fázy sú procesy rovnaké ako pri mitóze. Okrem toho nastáva chromozómová konjugácia, pri ktorej sa homologické chromozómy spájajú po celej svojej dĺžke a zákrute. V tomto prípade môže dôjsť k výmene genetickej informácie (kríženie chromozómov) - kríženie. Potom sa chromozómy rozchádzajú.	Krátky; rovnaké procesy ako pri mitóze, ale s n chromozómami.
Metafáza	Dochádza k ďalšej spiralizácii chromozómov, ich centroméry sú umiestnené pozdĺž rovníka.	Prebiehajú procesy podobné tým v mitóze.
Anafáza	Centroméry, ktoré držia sesterské chromatidy pohromade, sa rozdeľujú, každý z nich sa stáva novým chromozómom a pohybuje sa k opačným pólom.	Centroméry nie sú deliteľné. Jeden z homológnych chromozómov, pozostávajúci z dvoch chromatidov, ktoré drží pohromade spoločná centroméra, odchádza k opačným pólom.	To isté sa deje ako pri mitóze, ale pri n chromozómoch.
Telophase	Cytoplazma sa rozdeľuje, vytvárajú sa dve dcérske bunky, každá s diploidnou sadou chromozómov. Štiepne vreteno zmizne, vzniknú jadierka.	Netrvá dlho Homologické chromozómy vstupujú do rôznych buniek s haploidnou sadou chromozómov. Cytoplazma sa nie vždy rozdelí.	Cytoplazma je rozdelená. Po dvoch meiotických deleniach sa tvoria 4 bunky s haploidnou sadou chromozómov.

Porovnávacia tabuľka mitózy a meiózy.

a) transkripcia;

b) redukčné delenie;

c) denaturácia;

d) prechod;

e) konjugácia;

f) vysielať.

5. V dôsledku redukčného delenia v oogenéze sa tvoria:

a) jedno redukčné teleso;

b) ogológia;

c) oocyt prvého rádu;

d) dva redukčné orgány;

e) oocyt objednám.

Možnosť 5

1. V dôsledku prvého rozdelenia meiózy z jednej materskej bunky sa tvoria:

a) dve dcérske bunky s rozpolenou sadou chromozómov;

b) štyri dcérske bunky s polovičným počtom chromozómov;

c) dve dcérske bunky so zdvojnásobeným počtom chromozómov;

d) štyri dcérske bunky s počtom chromozómov rovným materskej bunke.

Prvá fáza meiózy je charakterizovaná procesom

a) konjugácia;

b) vysielanie;

c) duplikácie;

d) prepis.

Biologický význam meiózy u zvierat je

a) zabránenie zdvojnásobeniu počtu chromozómov v novej generácii;

b) tvorba mužských a ženských reprodukčných gamét;

c) vytváranie nových kombinácií génov;

d) vytvorenie nových kombinácií chromozómov;

e) zvýšenie počtu buniek v tele;

f) viacnásobné zvýšenie množiny chromozómov.

Vajcová bunka sa na rozdiel od spermie vyznačuje

a) haploidná sada chromozómov;

b) diploidnú sadu chromozómov;

c) veľký prísun živín;

d) väčšie veľkosti;

5) nehybnosť;

e) aktívny pohyb.

5 Chromozómová sada meiózy metafázy 1 je:

b) 2n4s 4 xp;

c) 4n4s 4xp;

d) 1nb4c4xp.

ODPOVEDE NA ZADANIE KONTROLY SKÚŠKY

1 var. 1-a, b, 2-a, d; 2-palcový; 3d; 4-a; 5-a.

2 var. 1- 1-b, c, d, e, e 2- a, g, h. 2-palcové, 3-a, 4-a, 5-a.

3 var. 1- a, b, c, d, 2-a, b, c; 2-c, 3-a, 4-a, c, d; 5-d

4 var. 1- a, d, e, 2-b, c, f; 2-a; 3-b, 4- b, d, d. 5-a, c.

5 var... 1-a, 2-a, 3-a, b, c. 4-c, d, d, 5-d

DODATOK č. 3 SITUAČNÉ ÚLOHY.

UČEBNÉ CIELE:

1.2. Sekvenovanie ľudského genómu v rámci medzinárodného programu „Human Genome“ položilo základ novému smeru - prediktívnej medicíne (genetické testovanie génov citlivosti). Umožňuje to nielen spoľahlivo stanoviť diagnózu, ale ak moderné technológie umožňujú liečbu a prevenciu dedičných chorôb. Platí to najmä v pred embryonálnom období ontogenézy, keď sú mladí ľudia vyšetrovaní, a to ešte pred narodením detí.

Napríklad testovanie génu CFT, ktorého mutácia vedie k rozvoju ochorenia cystickou fibrózou. Gén obsahuje 1245 tripletov, v dôsledku jednej z missense mutácií v triete 455 je C nahradené A. Stanovte sekvenciu aminokyselín v norme (v oblasti 451-461) a v patológii.

DNA je normálna v oblasti tripletov 451-461

DNA: CCT GTTS AAC AAC TsGC TsAA TsGA CCT AGG TGA

ala- val-ala-glycer-tra

zmenená DNA: CCT GTC AAC AAC CGC CAA TsGA CCT AGG TGA

iRNC: GGA TsAG UUG UUG GCH GUU GTSU GGA UCC ACU

polypeptid gli-gln-lei-leu- sivá- driek - ala - glycerín

TRÉNINGOVÉ ÚLOHY

1.3. Manželský pár kontaktoval stredisko pre plánovanie tehotenstva „Manželstvo a rodina“ ohľadne neplodnosti. Manželmi sú 5 rokov. Aké objektívne dôvody môžu spôsobiť neplodnosť?

ALGORITMUS RIEŠENIA.

Príčiny neplodnosti môžu byť nasledujúce:

1) porušenie spermatogenézy;

2) porušenie ovogenézy;

3) porušenie štruktúry a funkcie maternice a vajíčkovodov;

4) endokrinné poruchy (hypotyreóza, cukrovka), poruchy štruktúry a funkcií nadobličiek a hypofýzy;

5) akútne infekcie (príušnice);

6) chronické infekcie (tuberkulóza);

7) nedostatok vitamínov A, B, C;

8) chronické zlyhanie obličiek;

9) vystavenie soliam ťažkých kovov a rádioaktívnych látok, ktoré narúšajú spermatogenézu;

10) liečivé prípravky používané na liečbu leukémie a psoriázy (milleran, metatrexát).

1.4. Dvadsaťjedenročná tehotná žena, ktorá bola vyšetrovaná na konzultácii, sa pýtala na možnosť jej narodenia dvojčiat. Jej otázka súvisela so skutočnosťou, že dvojčatá sa narodili jej matke, babke a dokonca prababičke. Ako by ste odpovedali na túto otázku? Považujete za vhodné zistiť formou doplňujúcich informácií, či sa v jej rodine narodili identické identické alebo bratské dvojčatá? Záleží na informáciách o narodení dvojičiek od príbuzných z otcovej strany?

ALGORITMUS RIEŠENIA.

Niet pochýb o tom, že dedičnosť ovplyvňuje narodenie polyzygotných dvojčiat. Nie je isté, že frekvencia monozygotných dvojčiat závisí od dedičnosti. V prípade narodenia polyzygóznych dvojčiat sa deti líšia fyzickými aj duševnými schopnosťami. Deti monozygotických dvojčiat majú rovnaké fyzické a psychické vlastnosti. Zistilo sa, že genotyp otca nie je schopný zmeniť frekvenciu narodenia dvojčiat.

KONTROLNÉ ÚLOHY

1.5. Mikrograf ukazuje vajíčko, ktorého cytoplazma obsahuje malé množstvo rovnomerne rozmiestnených inklúzií žĺtka. Plodové vajíčko je obklopené dvoma štruktúrami: zona pellucida a žiarivá koruna. Vymenujte typ vajíčka, pre ktoré je charakteristický? Aký je tvar žiarivej koruny a lesklej škrupiny vajíčka? Aké funkcie vykonávajú? Ako sa líšia časti vajíčka v chemickom zložení? Aký význam má ooplazmatická segregácia pre vývoj embrya?

ALGORITMUS RIEŠENIA.

Tento typ oocytov je alecytický, charakteristický pre cicavce a ľudí. Zona pellucida je produktom samotného oocytu a folikulárnych buniek, ktoré ho kŕmia. Jeho dôležitou vlastnosťou je prítomnosť špeciálnych proteínov - glykoproteínov ZP1, ZP2 a ZP3, ktoré sú zodpovedné za druhovú špecifickosť hnojenia. Okrem toho hrá dôležitú úlohu pri ochrane vajíčka a preprave živín.

Sálavá korunka alebo sekundárna membrána vajíčka sa skladá z niekoľkých vrstiev folikulárnych buniek umiestnených okolo vajíčka. Dotýka sa vajíčka svojimi tenkými cytoplazmatickými procesmi, ktoré prenikajú cez otvory v zona pellucida. Folikulárne bunky, ktoré tvoria sálavú korunu, hrajú dôležitú úlohu pri smerovom pohybe vajíčka vajíčkovodmi.

Ooplazmatická segregácia, ktorá vedie k tomu, že zloženie cytoplazmy v rôznych častiach vajíčka sa líši. Takže glykogén a RNA sú koncentrované na jednom z pólov, vitamín C sa nachádza na rovníku.

1.6. 18-ročný muž mal obojstranný kryptorchizmus (oba semenníky nezostúpili do mieška). Aký význam môže mať táto vrodená anomália pre mladého človeka? Aká rada by mala byť pacientovi poskytnutá?

ALGORITMUS RIEŠENIA

Lekár musí pacientovi vysvetliť, že obidve semenníky musia byť chirurgicky spustené do mieška. Táto operácia je nevyhnutná z nasledujúcich dôvodov:

1) v semenníkoch dieťaťa nachádzajúcich sa v inguinálnom kanáli alebo v peritoneálnej dutine sa po 5 rokoch vyvinú degeneratívne zmeny v semenných tubuloch. pretože teplota v miešku je o 2 - 3 stupne nižšia ako intraperitoneálna, je v tomto ohľade spermatogenéza nenávratne narušená a hrozí neplodnosť;

2) ak sa semenníky pred pubertou nenachádzajú v miešku, spermie sa neprodukujú. hoci Leydigove bunky aktívne syntetizujú testosterón;

3) ak semenníky zostávajú intraperitoneálne až do veku 30 - 35 rokov, vláknité spojivové tkanivo nahradzuje intersticiálne bunky - žľazocyty, čo vysvetľuje pokles syntézy mužského pohlavného hormónu;

4) bunkové prvky nezostúpených semenníkov môžu byť často zdrojom zhubných nádorov.

1.7. 36-ročný muž sa poradil s odborníkom-andrológom. Pacienta znepokojovala otázka: „Môže byť príčinou neplodnosti vírusová parotitída (mumps), ktorú mal v detstve a ktorú komplikoval akútny zápal semenníka (orchitída)?“

ALGORITMUS RIEŠENIA.

Zápalové zmeny v semenníkoch spôsobujú vývoj atrofie stočených tubulov semenníka a regresiu spermatogenézy. Dôvod sterility príušníc môže byť zriedkavý, pretože pri tejto infekcii býva postihnutá iba jedna zo žliaz.

1.8 ... Sekvenovanie dvoch najmenších ľudských chromozómov, 21 a 22, určilo ich veľkosť, počet génov a ich umiestnenie. Veľkosť DNA na chromozóme 21 je 33,8 Mb, obsahuje 225 génov, veľkosť DNA na chromozóme 22 je 33,4 Mb a obsahuje 545 génov. Vzhľadom na túto skutočnosť vysvetlite, prečo je trizómia 22. chromozómu často nezlučiteľná so životom. Aká choroba sa vyvíja pri trizómii na 21. chromozóme. Uveďte možné príčiny a mechanizmy vedúce k rozvoju tohto patologického stavu.

ALGORITMUS RIEŠENIA.

Je zrejmé, že chromozóm 22, napriek svojej malej veľkosti, obsahuje dvakrát viac génov ako 21. Trizómia na chromozóme 22 povedie k rozvoju abnormalít nezlučiteľných so životom. Trizómia na 21. chromozóme vedie k vzniku Downovho syndrómu. Vek matky môže byť jedným z možných dôvodov vedúcich k nesprávnemu oddeleniu chromozómov pri meióze. Je pravdepodobné, že s pribúdajúcim vekom je zásoba oocytov vyčerpaná a chromozómy v „prezretých“ oocytoch starších žien sú náchylnejšie k nediferenciácii. Predpokladá sa, že hormonálne zmeny súvisiace s vekom môžu urýchliť proces meiotického dozrievania oocytov a spôsobiť abnormálnu segregáciu chromozómov. Je tiež možné, že s vekom ženy je narušená tvorba deliaceho vretena alebo sa mení trvanie bunkového cyklu.

Glosár

Akrozóm- spermoidný organoid umiestnený na prednom konci hlavy spermií, ktorý sa vyvíja z Golgiho komplexu kondenzáciou akrozomálnych granúl.

Aktivácia vajec- stimulácia vajíčka k vývoju, ku ktorej dochádza pri oplodnení spermiou alebo pod vplyvom iných stimulov.

Zvierací stĺp- časť telolecitálneho vajíčka, ktorá obsahuje aktívnu cytoplazmu, nepreťažená vitellínovými inklúziami. Posledné menované sú zamerané na opačný - vegetatívny - pól.

Bivalentný dvojica homológnych chromozómov, ktoré sa navzájom spájajú (konjugujú) v meióze.

Vegetatívna tyččasť cytoplazmy vajíčka, v ktorej je koncentrované veľké množstvo žĺtka.

Gametogenéza- vývoj zárodočných buniek (spermie a vajíčka).

Gaméty- mužské a ženské zárodočné bunky s haploidnou sadou chromozómov.

Pohlavné žľazy- pohlavné žľazy - orgány tvoriace pohlavné bunky a pohlavné hormóny u zvierat a ľudí.

Redukčné delenie (meióza 1)- proces delenia dozrievajúcich zárodočných buniek, v dôsledku ktorého dochádza k zníženiu počtu chromozómov na polovicu (zníženie).

Zygota- bunka, ktorá nastane pri zlúčení dvoch gamét. Toto je oplodnené vajíčko.

Kortikálna reakcia reťazec zmien v kortikálnej vrstve cytoplazmy vajíčka počas jeho oplodnenia (deštrukcia kortikálnych granúl, zhrubnutie vitellínovej membrány a jej premena na oplodňujúcu membránu, zmena membránového potenciálu, blokovanie polyspermie).

Kryptorchizmus nezostúpený semenník do mieška. S touto vývojovou anomáliou zostávajú semenníky sterilné, pretože spermatogenéza je pozastavená kvôli vysokej teplote v brušnej dutine.

Crossover- vzájomná výmena homológnych oblastí konjugujúcich chromozómov.

Meióza- proces delenia dozrievajúcich zárodočných buniek, v dôsledku čoho dochádza k zníženiu (zníženiu) počtu chromozómov.

Monozómia- neprítomnosť jedného z homológnych chromozómov v chromozómovej skupine buniek diploidného organizmu.

Hnojiaci plášť- zhrubnutá a akoby stuhnutá primárna škrupina vajíčka.

Primárna membrána vajíčka- vitellínová membrána produkovaná samotným vajíčkom. Vyzerá to ako tenký film spojený s cytoplazmou vajíčka.

Ovogenéza- vývoj ženskej reprodukčnej bunky.

Ovulácia- proces vypudenia (uvoľnenia) vajíčka z graafovej bubliny vaječníka, po ktorom vstúpi do vajcovodu.

Hnojenie- proces fúzie mužských a ženských zárodočných buniek s tvorbou zygoty.

Oogonia- nezrelé ženské zárodočné bunky, ktoré sú schopné mitotickej reprodukcie.

Oocyt- nezrelá ženská reprodukčná bunka zvierat v období rastu a dozrievania oogenézy.

Pronucleus jadrová látka spermie alebo jadra vajíčka, ktorá v procese oplodnenia pred tvorbou syncarionu prechádza z hustého do voľnejšieho stavu a získava podobnosť s obyčajným bunkovým jadrom.

Polyploidia- dedičná zmena, ktorá spočíva v mnohonásobnom zvýšení počtu súborov chromozómov v bunkách tela.

Rozmnožovanie- inherentná vlastnosť všetkých organizmov reprodukovať ich vlastný druh, zabezpečujúca kontinuitu a kontinuitu života.

Asexuálne rozmnožovanie- reprodukcia živých organizmov, pri ktorej jeden rodič vedie k dvom alebo viacerým potomkom, identickým v dedičných vlastnostiach rodiča.

Sexuálna reprodukcia- spôsoby reprodukcie, pri ktorých sa nový organizmus zvyčajne vyvíja zo zygoty vytvorenej v dôsledku fúzie ženských a mužských zárodočných buniek - gamét.

Šedý kosákčasť vaječnej bunky vo forme sivého polmesiaca na strane protiľahlej k miestu prieniku spermií.

Syncarion- 1) jadro zygoty, vytvorené počas fúzie mužského a ženského pronukleu.

Spermatidy- haploidné mužské zárodočné bunky vytvorené počas 4. (posledného) obdobia spermatogenézy.

Spermatogenéza- transformácia diploidných primárnych buniek u zvierat a mnohých rastlinných organizmov na haploidne diferencované mužské zárodočné bunky - spermie.

Spermatogónia- diploidné mužské zárodočné bunky prvého obdobia spermatogenézy.

Spermia - spermie- zrelá haploidná mužská reprodukčná bunka zvierat a mnohých rastlinných organizmov.

Spermatocyt - mužské zárodočné bunky počas rastu a dozrievania (2. a 3. obdobie spermatogenézy).

Chiasma - spojovací bod konjugácie homológnych chromozómov vo fáze prvej divízie meiózy.

Chromozómy- samoreprodukčné štruktúry bunkového jadra, ktoré sú nosičmi génov, ktoré určujú dedičné vlastnosti buniek a organizmov.

Semenníky- vonkajšie orgány mužského reprodukčného systému majú oválny alebo fazuľovitý tvar.

Ovarie- ženské pohlavné žľazy, ktoré vykonávajú generatívne (tvorba vaječných buniek) a endokrinné (produkcia hormónov vaječníkov) funkcie).

Vajcia- ženská reprodukčná bunka špecializovaná na výkon generatívnej funkcie.

Pri vysokom zväčšení mikroskopu preskúmajte časť semenníka potkana. Nájdite bunky v semenných tubuloch v rôznych vývojových zónach. Načrtnite segment semenného tubulu a označte spermatogóniu, spermatocyty 1. rádu, II. Rádu, spermatidy. Podpíšte komplex chromozómov každej bunky.

PRAX 2.

Pri vysokom zväčšení mikroskopu preskúmajte trvalú prípravu spermií morčaťa. Dávajte pozor na veľkosť spermií. Preskúmajte hlavu, nájdite v nej akrozóm a jadro. Načrtnite 1 - 2 spermie, urobte označenie.

Pri malom zväčšení mikroskopu preskúmajte plátok mačacieho vaječníka. Nájdite folikuly v rôznych štádiách zrelosti. Načrtnite prípravok a označte primárny folikul, folikul priemernej zrelosti (rastúci), vyzretý folikul (graafov vezikul). V graafovej bubline zvážte a označte folikulárnu vrstvu, folikulárnu dutinu, tuberkulózu nesúcu vajíčka, oocyt prvého rádu.

PRAX 7.

Pomocou tabuľky študujte štruktúru spermií a vajíčok cicavcov a preneste ich do albumu. Načrtnite diagram štruktúry spermií, označte hlavu, jadro, akrozóm, krk, proximálne, distálne centrioly, chvost. Načrtnite schému štruktúry vajíčka. Vymenujte jeho zona pellucida, jadro, jadro, zrná žĺtka.

Ovládanie vstupného testu

3 V procese sa zníži počet chromozómov na polovicu, dôjde k tvorbe buniek s haploidnou sadou chromozómov.

2) drvenie

3) hnojenie

4 Dôležitosťou mitózy je zvýšenie počtu

1) chromozómy v dcérskych bunkách oproti materským

2) bunky so súborom chromozómov rovnajúcich sa materskej bunke

3) Molekuly DNA v dcérskych bunkách oproti materským

4) bunky s rozpolenou sadou chromozómov

5 Na konci interfázy je každý chromozóm tvorený molekulami DNA

4) štyri

6 Konjugácia a výmena oblastí homológnych chromozómov sa vyskytuje v

1) profáza I meiózy

2) profáza mitózy

3) metafáza II meiózy

4) profáza II meiózy

7 Rozpustenie jadrového obalu a jadierok počas mitózy nastáva v

1) profáza

2) medzifáza

3) telofáza

4) metafáza

8 v meióze dochádza k duplikácii DNA a tvorbe dvoch chromatidov v

1) profáza prvej divízie

2) profáza druhej divízie

3) medzifáza pred prvou divíziou

4) medzifáza pred druhou divíziou

10 K divergencii homológnych chromozómov dochádza v

1) anafáza meiózy 1

2) metafáza meiózy 1

3) metafáza meiózy 2

4) anafáza meiózy 2

11 K divergencii chromatidov na póly bunky dochádza v

1) telofáza

2) anafáza

3) profáza

4) metafáza

12 V procese meiózy u zvierat sa tvoria gaméty so súborom chromozómov

1) diploidný

2) haploidné

3) rovná sa matke

4) zdvojnásobil

14 u zvierat sa v procese mitózy na rozdiel od meiózy vytvárajú bunky

1) somatický

2) s polovičnou sadou chromozómov

3) genitálne

4) kontroverzné

Odpoveď: _____________________

18 Pohlavné bunky zvierat, na rozdiel od somatických

Odpoveď: _____________________

20 Vyber správnu odpoveď. V dôsledku druhého rozdelenia dozrievania spermatogenézy sa bunky nazývajú:

jeden). Spermatogónia

2). Spermatocyty si objednávam

3). Spermatidy

4). Spermatocyty, ktoré objednávam

21. Vyberte správne odpovede. Priehľadný obal sa skladá z:

jeden). Glykozaminoglykány

2). Proteoglykány

3). Folikulárne bunky

4). Pigmentové inklúzie

päť). Žĺtkové pelety

23. Vyberte správnu odpoveď. Akrozóm obsahuje:

jeden). Hormóny

2). Enzýmy

3. Llipidy

25 Vyberte správnu odpoveď. Vajíčko neobsahuje:

jeden). Mitochondrie

2). Endoplazmatické retikulum

3). Golgiho komplex

4). Centriole

26. Vyberte správnu odpoveď. Primárna membrána vajíčka je odvodená z:

jeden). Folikulárne bunky

2). Oocyt

3). Lesklá škrupina

4). Výrobky z viditeľnej žľazy

päť). Spojivové tkanivo

27. Vyberte správne odpovede. Ovogenéza pozostáva z etáp:

jeden). Chov

3). Zrenie

4). Tvorenie.

92. Počas spermatogenézy sa bunky nachádzajú v zóne rastu, ktoré sa nazývajú:

a) spermatogónia;

b) spermatocyty 1. rádu;

c) spermatocyty 2. rádu;

d) spermatidy.

97. Páry chromozómov sa zoradia v rovníkovej rovine bunky počas prvého meiotického delenia:

a) v profáze 1;

b) na metafázu 1;

c) v anafáze 1;

d) telofáza 1.

98. Najdlhšia zo všetkých fáz meiózy:

a) profáza 1;

b) anafáza 1;

c) profáza 2;

d) telofáza 2.

99. Konjugácia a výmena oblastí homológnych chromozómov nastáva:

a) v profáze mitózy;

b) v profáze 1 meiózy;

c) v anafáze 2;

d) v interfáze 1 meiózy.