Mayoz. Gametogenez. Cinsiyet Hücreleri. Mayoz bölünmenin patolojisi. §21. Hayvanlarda germ hücrelerinin oluşumu. Mayoz Mayoz bölünme bölgede gerçekleşir
Üreme, canlı organizmaların en önemli özelliklerinden biridir ve biyolojik türün gen havuzunun korunmasında önemli bir mekanizmadır. yavru organizmaların belirli bir türe özgü bir dizi gene sahip olmasını sağlar. üreme türleri: aseksüel, cinsel.
aseksüel - ebeveyn tek bir bireydir. üreme için bir veya daha fazla ana hücre kullanılır. germ hücreleri oluşmaz. Bunlar: monositojenik, polisitojenik.
Ebeveynin bir hücresi kullanılır: 1. ikiye bölünme (sarcodaceae, bakteri)
2. şizogoni (çoklu bölünme) (kamçılılar, sporozoanlar)
3. sporülasyon (bitki sporofitleri, mantarlar)
4. düzensiz bölünme (maya, siliatları emme)
bir grup ana hücre kullanılır: 1. tomurcuklanma (süngerler, koelenteratlar, annelidler)
2. bitkisel (bitkiler)
3. parçalanma (kolonyal organizmalar, yassı kurtlar)
4. sıralı bölünme (radyal olarak simetrik - denizanası, enine - annelidler)
5. poliembryon (armadillolar, insanlar)
Yaşamın gelişimi sürecinde, eşeysiz üreme cinsel üremeden daha erken ortaya çıkmıştır, ancak cinsel üreme çok daha yaygındır çünkü büyük bir genetik çeşitlilik sağlar.
eşeyli üreme. iki ebeveynin kalıtsal materyali birleştirilir. Çok hücreli organizmalarda germ hücreleri her zaman oluşur.
tek hücreli organizmalarda eşeyli üreme: 1. konjugasyon (iki birey geçici olarak bağlanır ve kalıtsal bilgi alışverişinde bulunur. siliatların ve bakterilerin, bazen solucanlarda, filamentli alglerde karakteristiktir)
2. çiftleşme (ana organizmanın tamamından bir gamet oluşur, ardından gametler birleşir ve yeni bir nesil oluşur. Kamçılı alglerde bulunur)
çok hücreli organizmalarda: 1. zigotun oluşumu (klasik versiyon)
2. partenogenez (yaprak bitleri, su piresi ve hymenoptera'da bulunur)
3. jinogenez (yalnızca yumurtanın kalıtsal materyalinin katılımıyla yavru bir organizmanın gelişme süreci ve kromozomları iki katına çıkar. Kromozomların kendi kendine ikiye katlanması sperm tarafından uyarılır. Yumurtaya nüfuz ederler ve ölürler. Gümüşte bulunur) havuz sazanı, bazı semenderler. Yavrular sadece dişi olacaktır. Bazen uyarım için ilgili türlerin spermleri kullanılır.)
4. androjenez (yumurtanın çekirdeği ölür, spermin çekirdeği iki katına çıkar. Bazı zarlı eşekarısı, mısırda bulunur. İnsanlar tarafından ipek üretiminde yaygın olarak kullanılır)
Mayoz bölünme, yavru hücrelerdeki kromozom sayısının diploidden haploide azaldığı bir hücre bölünmesi yöntemidir. Nükleer ve hücresel bölünmenin iki döngüsünü içerir: 1. birinci bölünme (indirgeme)
2. ikinci bölüm (denklemsel)
Kesinti
Mitozdaki gibi interfaz (2n4s)
1. Profaz-1 (2n4s) 5 periyot içerir - leptoten (ince filament aşaması), zigoten (kromozom konjugasyonu), pakiten (krossing over), diploten, diakinesis
2. Metafaz-1 (2n4s) iki değerlileri ekvatorda sıralanır
3. Anafaz-1 (2h4c) homolog kromozomları birbirinden ayrılıyor
4. Telofoz-1 a. erken (2n4s)
B. geç (n2s)
Denklemsel
fazlararasında s periyodu yoktur (n2s)
1. profaz-2 (n2s)
2. metafaz-2 (n2s)
3. anafaz-2 (2n4s)
2. telofaz-2 (erken - 2n2s, geç - ns)
Mayozun anlamı
1. Eşeyli üreme sırasında kromozom sayısını korur
2. Yavruların genetik çeşitliliğini sağlar: a. gametlerin rastgele füzyonu
B. profaz-1'e geçiş
V. anafaz-1'e bağımsız kromozom ayrımı
d. anafaz-2'ye bağımsız kromatid ayrımı
Gametogenez
olgun germ hücrelerinin oluşumu
ayırt edin: spermatogenez - erkek germ hücrelerinin oluşumu
Oogenez - dişi germ hücrelerinin oluşumu
Gametler üretken bir işlevi yerine getiren son derece uzmanlaşmış hücrelerdir.
Sperm üç bölümden oluşur: baş, boyun ve flagellum. başın ön tarafında kemoreseptörleri olan bir akrozom vardır ve ayrıca enzimli vakuoller vardır. Kafanın içinde bir çekirdek ve bir merkezcil vardır. Boyunda çok sayıda mitokondri bulunur.
yumurta büyüktür, hareketsizdir ve büyük miktarda granüler sitoplazmaya sahiptir. iki kabuğu vardır - albümin ve yumurta sarısı.
Gametogenezde üç aşama vardır. birincisi üreme aşaması, ikincisi büyüme aşaması, üçüncüsü olgunlaşma aşamasıdır. spermatogenezde dördüncüsü oluşum aşamasıdır.
İnsanlarda spermatogenez ergenlikten sonra başlar. Tüm bu süreç yaklaşık 70 gün sürmektedir. Üreme aşamasında gelişmemiş epitel hücreleri bölünür ve çok sayıda spermatogonia oluşur. Bu durumda bölünme mitozdur. daha sonra büyüme aşaması başlar. birinci mayoz bölünmenin ilk ara fazına karşılık gelir. hücre karakteristiği değişir (2n4c) - birinci dereceden spermatositler oluşur. sonra - olgunlaşma aşaması. iki mayoz bölünmesine karşılık gelir. ortaya çıkan haploid hücreler ikinci derece spermatositlerdir (h2c). Sırada ikinci bölüm var. spermatidler (ns) elde edilir. farklılaşma oluşum aşamasında gerçekleşir. Çoğu erkekte gametogenez ölüme kadar durmaz. Sadece sperm sayısı değişir.
Oogenez yaşamın embriyonik döneminde başlar. Üreme aşaması devam ediyor. Primordial germ hücreleri mitozla bölünerek oogoniayı (2n2c) oluşturur. daha sonra büyüme aşaması başlar. birinci dereceden oositler ortaya çıkar (2n4s). olgunlaşma aşaması da başlar. Birinci sıradaki oosit mayoz bölünmeye başlar ancak ergenlik öncesi profaz-1 aşamasında ilk bölünme kesintiye uğrar. Ergenlikten sonra birinci bölünme devam eder. ikinci dereceden oosit ve küçük hücre (birinci redüksiyon gövdesi) biter ve ortaya çıkar (n2c). sonra yumurtlama gelir. ikinci bölünme başlar (fallop tüplerinde). metafaz-2 aşamasına kadar gider. İkinci dereceden bir oositin yalnızca bir sentriyol vardır. ikinci merkezcil spermden kaynaklanır. bundan sonra ikinci bölüm sona erer. ikinci redüksiyon gövdesi serbest bırakılır. indirgeme gövdesi ekstra kromozom setlerini yanında alır. Genellikle üç tane vardır. 45-49'da bitiyor.
spermatogenez ve oogenez arasındaki farklar: farklı aşama sayısı, her aşamada oluşan olgun germ hücresi sayısı, sürecin süresi, sürecin başlangıcı, sürecin sürekliliği (spermatogenez süreklidir, oogenez iki duraklıdır), verimlilik (dönemler vardır) çok sayıda sperm, en az 500 milyar ve yumurta 300-400).
gametogenezin bozulması
Gametogenez hormona bağımlı organlar olan gonadlarda meydana gelir. seks hormonlarına ve iki hipofiz hormonuna ihtiyaç vardır - folikül uyarıcı ve luteinize edici. kadınlarda ilki oositlerin gelişimini ve östrojen sentezini teşvik eder. erkeklerde sperm olgunlaşmasını destekler. kadınlarda ikincisi, yumurtlamadan sonra korpus luteumun gelişimini ve gestojenlerin sentezini teşvik eder. erkeklerde testosteron üretimini uyarır. Gametogenezin ihlali, vücudun hormonal durumunun ihlali (tümörler, endokrin hastalıkları), kronik stres, alışılmış zehirlenme ile ilişkilidir.
gübreleme
Bu, bir zigot oluşumuyla sonuçlanan gametlerin füzyon sürecidir. birkaç aşamada gerçekleşir.
1. Gametlerin bir araya getirilmesi (gamonlar kullanılır, sperm aktive edilir - kapasitasyon)
2. Gametlerin teması (akrozomal reaksiyon meydana gelir)
3. Yumurtanın aktivasyonu (kortikal reaksiyon)
İki pronükleusun 4. aşaması (dişi pronükleus daha büyük, erkek pronükleus daha küçüktür. Birbirine yaklaşmaya başlarlar, içlerinde çoğalma meydana gelir)
5. synkaryon (pronuclei'nin füzyonu. Ortak bir çekirdek 2Н4с oluşur)
tohumlama
gametlerin buluşmasını sağlayan bir dizi süreç.
doğal ve yapay. Yapay, tarımda sığır yetiştirirken sıklıkla kullanılır.
insanlarda tıbbi nedenlerden dolayı kullanılır.
seçenekler: kadının vücudunun içinde, kadının vücudunun dışında yapay bir besin ortamında.
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.
|
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
Gametogenez - yumurta oluşum süreci yumurta oluşumu) ve spermatozoa ( spermatogenez) - aşamaların sırası alt bölümlere ayrılmıştır (Şekil 5.4).
Üreme aşamasında Gametlerin oluştuğu diploid hücrelere denir spermatogonia Ve oogonya. Bu hücreler bir dizi ardışık mitotik bölünmeye uğrar ve bunun sonucunda sayıları önemli ölçüde artar. Spermatogonia, erkeğin ergenlik döneminin tamamı boyunca çoğalır. Oogonia'nın üremesi esas olarak embriyogenez dönemiyle sınırlıdır. İnsan kadın vücudunda bu süreç, intrauterin gelişimin 2. ve 5. ayları arasında yumurtalıklarda en yoğun şekilde meydana gelir. 7. ayda oositlerin çoğu mayoz bölünmenin I. fazına girer.
Dişi ve erkek gametlerin öncü hücrelerinin üreme yöntemi mitoz olduğundan, tüm somatik hücreler gibi oogonia ve spermatogonia da diploidite ile karakterize edilir. Mitotik döngü sırasında, kromozomları sayısına bağlı olarak ya tek sarmallı bir yapıya (mitozdan sonra ve sentez interfaz periyodunun tamamlanmasından önce) ya da çift sarmallı bir yapıya (sentetik sonrası dönem, mitozun profaz ve metafazı) sahiptir. DNA çift sarmalları. Tek bir haploid sette kromozom sayısı şu şekilde gösterilir: P, ve DNA miktarı şöyle İle o zaman üreme aşamasındaki hücrelerin genetik formülü 2'ye karşılık gelir P 2İle S-dönemine ve 2'ye N 4C ondan sonra.
Pirinç. 5.4. Gametogenez şeması:
1 - spermatogenez, 2 - yumurta oluşumu, N- kromozom setlerinin sayısı,
İle- DNA miktarı, RT - indirgeme cisimleri
Açık büyüme aşamaları hücre boyutunda bir artış ve erkek ve dişi germ hücrelerinin spermatositler Ve birinci dereceden oositler, ikincisi ise birinciye göre daha büyük boyutlara ulaşır. Birikmiş maddelerin bir kısmı besin materyalini (yumurtalardaki yumurta sarısı) temsil eder, diğeri ise sonraki bölünmelerle ilişkilidir. Bu dönemin önemli bir olayı, aynı sayıda kromozomu korurken DNA replikasyonudur. İkincisi çift sarmallı bir yapı kazanır ve birinci dereceden spermatositlerin ve oositlerin genetik formülü 2 formunu alır. N 4İle.
Ana olaylar olgunlaşma aşamaları birbirini takip eden iki bölümdür: indirgeme ve eşitlik; bunlar birlikte mayoz bölünme(bkz. bölüm 5.3.2). İlk bölünmeden sonra oluşurlar spermatositler Ve ikinci dereceden oositler(formül N 2İle) ve ikinciden sonra - spermatidler ve olgun yumurta(not).
Olgunlaşma aşamasındaki bölünmeler sonucunda her birinci dereceden spermatosit dört adet üretir. spermatidler, oysa birinci dereceden her oosit - bir tam bir yumurta Ve redüksiyon gövdeleri,üremeye katılmayanlar. Bu sayede maksimum miktarda besin maddesi (yumurta sarısı) dişi gamette yoğunlaşır.
Spermatogenez süreci tamamlandı oluşum aşaması, veya spermiyogenez. Fonksiyonel olarak inert hale gelen kromozomların aşırı kıvrılması nedeniyle spermatidlerin çekirdekleri yoğunlaşır. Lamel kompleksi çekirdeğin kutuplarından birine hareket ederek döllenmede önemli bir rol oynayan akrozomal aparatı oluşturur. Centrioles, çekirdeğin karşı kutbunda bir yer işgal eder ve bunlardan birinden mitokondrinin spiral bir kılıf şeklinde yoğunlaştığı bir flagellum büyür. Bu aşamada, spermatitin sitoplazmasının neredeyse tamamı reddedilir, böylece olgun spermin başı neredeyse bundan yoksundur.
Gametogenezin merkezi olayı hücre bölünmesinin özel bir şeklidir. mayoz. Hücrelerde sabit diploid kromozom sayısını koruyan yaygın mitozun aksine mayoz, diploid hücrelerden haploid gametlerin oluşumuna yol açar. Sonraki döllenme sırasında gametler diploid karyotipli yeni nesil bir organizma oluşturur ( not + not == 2N 2C). Bu, eşeyli olarak üreyen tüm türlerde evrim sürecinde ortaya çıkan ve yerleşen mayoz bölünmenin en önemli biyolojik önemidir (bkz. Bölüm 3.6.2.2).
Mayoz bölünme olgunlaşma döneminde birbirini hızla takip eden iki bölünmeden oluşur. Bu bölünmeler için DNA ikiye katlanması, büyüme döneminde bir kez meydana gelir. İkinci mayoz bölünme birinciyi neredeyse hemen takip eder, böylece kalıtsal materyal aralarındaki aralıkta sentezlenmez (Şekil 5.5).
İlk mayotik bölünmeye redüksiyon denir diploid hücrelerin oluşumuna yol açtığı için (2 P 2İle) haploit hücreler P 2İle. Bu sonuç, mayoz bölünmenin ilk bölümünün profazının özellikleri nedeniyle sağlanır. Mayozun profaz I'inde ve sıradan mitozda, genetik materyalin kompakt bir şekilde paketlenmesi (kromozom spiralizasyonu) gözlenir. Aynı zamanda mitozda olmayan bir olay meydana gelir: Homolog kromozomlar birbirleriyle eşleşir, yani. karşılık gelen alanlar tarafından yakından yaklaşılmaktadır.
Konjugasyon sonucunda kromozom çiftleri oluşur veya iki değerlikliler, sayı P. Mayoza giren her kromozom iki kromatitten oluştuğundan, iki değerlik dört kromatit içerir. Profaz I'deki genetik materyalin formülü 2 olarak kalır N 4C. Profazın sonuna doğru, çift değerliklerdeki kromozomlar güçlü bir şekilde spiral şeklinde kısalır. Mitozda olduğu gibi, mayozun profaz I'inde, kromozomal materyalin yavru hücreler arasında dağıtılacağı iş milinin oluşumu başlar (Şekil 5.5).
Pirinç. 5.5. Mayoz bölünmenin aşamaları
Baba kromozomları siyah renkle gösterilir, anne kromozomları renksizdir. Şekil, iki değerliklilerin iş milinin ekvator düzleminde yer aldığı metafaz I'i ve hızla profaz II'ye dönüşen telofaz I'i göstermemektedir.
Mayozun profaz I'inde meydana gelen ve sonuçlarını belirleyen süreçler, bu bölünme aşamasının mitoza kıyasla daha uzun süresini belirler ve içindeki birkaç aşamayı ayırt etmeyi mümkün kılar (Şekil 5.5).
Leptoten - Kromozomların spiralleşmesinin başladığı mayoz bölünmenin I. fazının en erken aşaması ve mikroskop altında uzun ve ince iplikler halinde görünür hale gelirler. Zigotin sinaptonemal kompleks tarafından iki değerlikli bir şekilde birleştirilen homolog kromozomların konjugasyonunun başlaması ile karakterize edilir (Şekil 5.6). Pachytena - kromozomların devam eden spiralleşmesi ve kısalmalarının arka planında homolog kromozomlar arasında meydana gelen aşama karşıya geçmek - karşılık gelen bölümlerin değişimi ile kesişme. Diplotena esas olarak sentromer bölgesinde birbirlerinden uzaklaşmaya başlayan, ancak geçmiş geçiş alanlarında bağlı kalan homolog kromozomlar arasındaki itici kuvvetlerin ortaya çıkmasıyla karakterize edilir - kiazmach(Şekil 5.7).
Diakinesis - Homolog kromozomların yalnızca chiasmata'nın bireysel noktalarında bir arada tutulduğu, mayoz bölünmenin I. fazının son aşaması. İki değerlikliler halkaların, haçların, sekizlerin vb. tuhaf şekillerini alırlar. (Şekil 5.8).
Böylece, homolog kromozomlar arasında ortaya çıkan itici kuvvetlere rağmen, iki değerliklerin nihai yıkımı profaz I'de gerçekleşmez. Oogenezde mayozun bir özelliği özel bir aşamanın varlığıdır - diktyotens, spermatogenezde yoktur. İnsanlarda embriyogenez sırasında ulaşılan bu aşamada, "lamba fırçaları" gibi özel bir morfolojik forma bürünen kromozomlar, uzun yıllar boyunca herhangi bir yapısal değişikliği durdurur. Kadın vücudu üreme çağına ulaştığında, hipofiz bezinin luteinize edici hormonunun etkisi altında, kural olarak, ayda bir oosit mayoz bölünmeye devam eder.
İÇİNDE metafaz I Mayoz, iğ oluşumunu tamamlar. İplikleri, iki değerlikli olarak birleştirilmiş kromozomların sentromerlerine, her sentromerden yalnızca bir iplik iş mili kutuplarından birine gidecek şekilde bağlanır. Sonuç olarak, farklı kutuplara giden homolog kromozomların sentromerleriyle ilişkili iplikler, iş milinin ekvator düzleminde iki değerlikli konumlar oluşturur.
İÇİNDE anafaz I Mayoz sırasında, iki değerliklerdeki homolog kromozomlar arasındaki bağlar zayıflar ve birbirlerinden uzaklaşarak iş milinin farklı kutuplarına doğru hareket ederler. Bu durumda, iki kromatitten oluşan haploid bir kromozom seti her bir kutba gider (bkz. Şekil 5.5).
İÇİNDE telofaz Mayoz I'de, iğ kutuplarında tek bir haploid kromozom seti toplanır ve bunların her biri iki kat daha fazla DNA içerir.
Ortaya çıkan yavru hücrelerin genetik materyalinin formülü şuna karşılık gelir: P 2İle.
İkinci mayoz(eşit)bölüm kromozomlardaki genetik materyal içeriğinin tek iplikli yapılarına karşılık geleceği hücrelerin oluşumuna yol açar not(bkz. Şekil 5.5). Bu bölünme mitoz gibi ilerler, sadece ona giren hücreler haploid kromozom seti taşır. Böyle bir bölünme sürecinde, anneye ait çift sarmallı kromozomlar bölünerek tek sarmallı yavru kromozomları oluşturur.
Mayoz bölünmenin ana görevlerinden biri haploid tek iplikli kromozom setine sahip hücrelerin oluşturulması - birbirini takip eden iki mayotik bölünme için tek bir DNA çoğalması nedeniyle ve ayrıca ilk mayoz bölünmenin başlangıcında homolog kromozom çiftlerinin oluşumu ve bunların kardeş hücrelere daha fazla ayrılması nedeniyle elde edilir.
Azaltma bölümünde meydana gelen süreçler de aynı derecede önemli bir sonuç sağlar: Gametlerin genetik çeşitliliği, vücut tarafından oluşturulur. Bu tür süreçler şunları içerir: Çaprazlama, homolog kromozomların farklı gametlere ayrılması Ve Birinci mayoz bölünmede çift değerliklerin bağımsız davranışı(bkz. bölüm 3.6.2.3).
Karşıdan karşıya geçmek bağlantı gruplarında babaya ait ve anneye ait alellerin rekombinasyonunu sağlar (bkz. Şekil 3.72). Kromozomların çaprazlanması farklı bölgelerde meydana gelebileceğinden, her bir durumda çaprazlama, farklı miktarlarda genetik materyalin değiş tokuşuna yol açar. Ayrıca, iki kromatid arasında birkaç geçişin meydana gelme olasılığını (Şekil 5.9) ve ikiden fazla iki değerlikli kromatidin değişimine katılma olasılığını da not etmek gerekir (Şekil 5.10). Çaprazlamanın belirtilen özellikleri, bu süreci alellerin rekombinasyonu için etkili bir mekanizma haline getirir.
Homolog kromozomların farklı gametlere ayrılması heterozigotluk durumunda, bireysel genlerin alellerinde farklılık gösteren gametlerin oluşumuna yol açar (bkz. Şekil 3.74).
İş milinin ekvator düzleminde iki değerliklerin rastgele düzenlenmesi ve bunların anafaz I'deki müteakip sapmaları mayoz bölünme, haploid gamet setindeki ebeveyn bağlantı gruplarının rekombinasyonunu sağlar (bkz. Şekil 3.75).
İki değerlikli bir maddenin dört kromatidinin tamamı çaprazlama işlemine girebilir; mutant aleller Latin harfleriyle gösterilir; "+" işareti - normal aleller
Oogenezin son aşamaları da kadının vücudunun dışında, yapay bir besin ortamında yeniden üretilir. Bu, bir kişiyi "in vitro" olarak kavramayı mümkün kıldı. Yumurtlamadan önce yumurta cerrahi olarak yumurtalıktan alınır ve sperm içeren bir ortama aktarılır. Döllenme sonucu oluşan zigot uygun ortama yerleştirildiğinde parçalanmaya uğrar. 8-16 blastomer aşamasındaki embriyo, hamilelik ve doğumu gerçekleştiren alıcı kadının rahmine transfer edilir. Bu tür bir transferin başarılı sonuçlarının sayısı son zamanlarda artmaktadır.
Gametogenez oldukça üretkendir. Bir erkek cinsel yaşamı boyunca en az 500 milyar sperm üretir. Embriyogenezin beşinci ayında dişi üreme bezinin gelişmemiş kısmında 6-7 milyon yumurta öncü hücresi bulunur. Üreme döneminin başlangıcında yumurtalıklarda yaklaşık 100.000 oosit bulunur. Ergenlik anından gametogenezin sona ermesine kadar yumurtalıklarda 400-500 oosit olgunlaşır.
Spermatogenez. Morfolojik olarak testis çok sayıda seminifer tübülden oluşur. Loblu yapı. Seminifer tübüller arasında Leiding hücreleri (12-14 yaşlarında çalışmaya başlar) testosteronu sentezler - ikincil cinsel özelliklerin gelişimi. Testis çok erken bir endokrin organ haline gelir, androjenlerin etkisi altında erkek genital organlarının oluşumu meydana gelir. Seminifer tübülün bölgeleri vardır:
Üreme,
Olgunlaşma ve oluşum.
Aynı adı taşıyan büyüme dönemleri vardır. Üreme bölgesi testisin dış kısmındadır. Hücreler yuvarlaktır, çok fazla sitoplazma vardır, çekirdek büyüktür - spermatogonia. Mitozla çoğalırlar ve ergenliğe kadar testisin boyutu artar, bundan sonra sadece kök hücreler bölünür. Hücre tedariği azalmaz ve testis de azalmaz. Üreme bölgesi 2n2c'de bir sonraki aşama büyümedir. Çekirdeğin ve sitoplazmanın boyutu artar, DNA replikasyonu meydana gelir (interfaz 1), hücreler birinci dereceden spermatositlerdir 2n4c. Bu hücreler seminifer tübüllerde oluşum ve olgunlaşma bölgesine girerler. Mayoz bölünme, ilk bölümden sonra n2c, ikinci bölümden sonra - nc olmak üzere 2 mitotik bölümden oluşur.
Oogenez (yumurtalıklar). Gonadlar embriyonik gelişimin 2. ayında oluşur. İnsanlarda yumurta sarısı kesesi çok erken oluşur (birincil germ hücrelerini oluşturma, besin sağlama işlevi). Germ hücreleri (birincil) gelişmekte olan gonada göç eder ve yumurta sarısı kesesi dejenere olur. Embriyogenez sırasında yumurtalıklar aktif değildir. Dişi germ hücrelerinin oluşumu pasiftir. Birincil germ hücreleri oogonyadır, bölünürler. Birinci dereceden oositler oluşur. Bölünme periyodu embriyogenezin 7. ayında sona erer - 7.000.000 birincil hücre. 400-500'ü yaşamı boyunca olgunlaşır, geri kalanı sahipsizdir. İnsanlarda yumurtaların gelişimi, birinci mayoz bölünmenin profazında (diploten aşamasında) engellenir. Ergenliğin başlamasıyla birlikte oositin boyutu artar ve yumurta sarısının boyutu da artar. Pigmentler birikir, biyokimyasal ve morfolojik değişiklikler meydana gelir. Her oosit, folikül içinde olgunlaşan küçük foliküler hücrelerle çevrilidir. Olgunlaşan yumurta çevreye yaklaşır. Foliküler sıvı her aşamada onu çevreler. Folikül yırtılır. Yumurta karın boşluğuna girer. Daha sonra yumurta kanalı hunisine. Yumurtanın sperm ile teması sonucu yumurta kanalının 2/3'ünde mayoz bölünmenin devam etmesi.
Mayoz bölünme sırasında kromozomlar dağıtılır. Sonuç 4 çekirdektir. Kromozom konjugasyonu meydana gelir (1 gendeki yüksek oranda tekrarlayan DNA dizileri nedeniyle). Gametogenez sırasında 4 çekirdeğin her biri bir çiftten yalnızca 1 kromatid alır. Spermatogenez sırasında mayoz bölünme sonucunda her birinci derece spermositten 4 kromatit elde edilir ve 4 sperm oluşur. Birinci dereceden bir oositten haploid kromozom setine sahip 2 çekirdek oluşur. Bunlardan biri büyük miktarda sitoplazmaya sahiptir (çünkü sitokinez sırasında bölünme eşit değildir) ve diğeri indirgeyici (yönlendirici) bir cisimdir. Sonraki bölünme bir yumurta ve bir kılavuz gövde üretir. Oogenez sırasında her oositten 1 yumurta ve 3 kılavuz cisim oluşur, bunlar dejenere olur ve kaybolur. Yumurta gerekli tüm besin rezervlerini içerir.
Mayoz– kromozomların ve genlerin bağımsız ve rastgele rekombinasyonunu sağlayan bir dağıtım yöntemi. Oogenez sırasında sitoplazmanın hücreler arasında yeniden dağıtılmasına hizmet eder. Çaprazlama, bireysel homolog kromozomların genlerini bir araya getiren ve yeniden dağıtan bir yöntemdir.
Mayoz- Bu, diploit hücrelerin bölünmesi sonucu haploit hücrelerin oluşmasıdır. Yani, ana hücrenin her bir homolog kromozom çiftinden yalnızca bir kromozom yavru hücrelere ulaşır. Mayoz, germ hücrelerinin - gametlerin oluşumunun temelini oluşturur. Erkek ve dişi gametlerin füzyonu sonucunda diploid set yeniden oluşturulur. Dolayısıyla mayoz bölünmenin önemli anlamlarından biri de eşeyli üreme sırasında bir türdeki kromozom sayısının sabit kalmasını sağlamaktır.
Mayoz bölünmesine başlayan bir hücrede, mitozun ara fazında olduğu gibi, kromozom çoğalması (çoğaltma) zaten gerçekleşmiştir. Yani her kromozom iki kromatitten oluşur ve kromozom sayısı diploiddir. Yani mitoz ve mayoz bölünmeye giren hücreler genetik bilgi miktarı bakımından aynıdır.
Mitozdan farklı olarak mayoz bölünme iki bölümden oluşur. Birinci bölünme sonucunda her çiftin homolog kromozomları farklı yavru hücrelere ayrılır ve haploid sayıda kromozoma sahip, ancak her kromozom iki kromatitten oluşan iki hücre oluşur. İkinci bölünme de mitotik olarak ilerler, çünkü her kromozomun kromatitleri ayrılır ve her kromozomun bir kromatidi yavru hücrelerde son bulur.
Böylece mayoz bölünme sonucunda haploid kromozom setine sahip dört hücre oluşur. Erkeklerde dördü de sperm haline gelir. Ancak dişilerde yalnızca biri yumurta olur, diğerleri ölür. Bunun nedeni besin tedarikinin yalnızca bir hücrede yoğunlaşmasıdır.
Birinci mayoz bölünmenin aşamaları veya aşamaları:
- Profaz I. Kromozomların spiralleşmesi. Homolog kromozomlar birbirine paralel bulunur ve bazı homolog bölgeleri değiştirirler (kromozomal konjugasyon ve çaprazlama, bu da gen rekombinasyonuyla sonuçlanır). Nükleer zarf yok edilir ve fisyon mili oluşmaya başlar.
- Metafaz I. Homolog kromozom çiftleri hücrenin ekvator düzleminde bulunur. Her kromozomun sentromerine bir iğ ipliği bağlanır. Dahası, hücrenin bir kutbundan bir homolog kromozoma ve diğerinden diğerine bir iplik bağlanacak şekilde her biri için yalnızca bir tane vardır.
- Anafaz I. Bir çift homolog olanın her kromozomu hücrenin kendi kutbuna gider. Bu durumda her kromozom iki kromatitten oluşmaya devam eder.
- Telofaz I. Haploid çift kromozom seti içeren iki hücre oluşur.
İkinci mayoz bölünmenin aşamaları veya aşamaları:
- Profaz II. Nükleer membranların tahrip olması, fisyon milinin oluşması.
- Metafaz II. Kromozomlar ekvator düzleminde bulunur ve onlara mil iplikleri bağlanır. Üstelik her sentromere biri bir kutuptan, diğeri diğerinden olmak üzere iki iplik bağlanacak şekilde.
- Anafaz II. Her kromozomun kromatidleri sentromerde ayrılır ve kardeş kromatid çiftlerinin her biri kendi kutbuna gider.
- Telofaz II.Çekirdek oluşumu, kromozomların çözülmesi, sitoplazmanın bölünmesi.
Diyagram yalnızca bir çift homolog kromozomun mayoz bölünme sırasındaki davranışını göstermektedir. Gerçek hücrelerde bunlardan daha fazlası var. Böylece insan hücreleri 23 çift içerir. Diyagram, yavru hücrelerin genetik olarak birbirinden farklı olduğunu göstermektedir. Bu mayoz ve mitoz arasındaki önemli bir farktır.
Mayozun bir diğer önemli önemine dikkat edilmelidir (ilki, daha önce de belirtildiği gibi, cinsel üreme için bir mekanizmanın sağlanmasıdır). Çaprazlama sonucunda yeni gen kombinasyonları yaratılır. Mayoz bölünme sırasında birbirlerinden bağımsız olarak kromozomların farklılaşması sonucu oluşurlar. Bu nedenle mayoz, organizmaların birleştirici değişkenliğinin temelini oluşturur ve bu da doğal seçilimin, yani evrimin kaynaklarından biridir.
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?
