Одиниця живого

Мейоз.

Гаметогенез.

ПЛАН

1. Вступ до курсу медичної біології.

2. Клітина як елементарна структурна функціональна одиниця живого.

3. Структурно-хімічна організація еукаріотичних клітин.

4. Життевий та клітинний цикли клітин.

5. Мітоз.

6. Статеві клітини людини.

9. Запліднення.

1. Вступ до медичної біології.

Біологія-(від. грецк. Bios-життя, logos-наука) наука про життя, про загальні закономірності існування і розвитку живих істот: життеві процеси, що відбуваються, хід їх життевих циклів, взаємосв’язок з оточуючим середовищем, походження, історичний та індивідуальний розвиток живих організмів.

Складовою біології є медична біологія - наука про людей, їх походження, еволюцію, чисельність людських популяцій, структуру в просторі і часі.

Медична біологія вивчає спадковість людини, ії генетичну систему, генотипні та індивідуальні відмінності людей, їх екологію, фізіологію, особливості повидінки.

2. Клітина, як елементарна структурна

Прокаріотичні клітини з’явилися на Землі ≈ 3,5 млрд років тому внаслідок спонтанної агрегації органічних молекул та тривалої еволюції (гіпотеза О.І. Опаріна).

Походження еукаріотичних клітин поясняють сімбіотичноюгіпотезою,

згідно якою клітиною-хозяїном був анаероб. Перехід до аеробного дихання пов’язаний із проникненням аеробних бактерій у клітину-хозяїна і співіснування з нею у вигляді мітохондрій.

Немецкий зоолог Т.Шванн у 1839р. висунув основні положення клітинної теорії:

1. Клітина є головною структурною одиницею всіх організмів (рослин і тварин).

2. Процес утворення клітин зумовлює ріст, розвиток і диференціювання рослинних і тваринних тканин.

У 1858р. Р.Вірхов підішов до пояснення патологічних процесів, створив твір „Целюлярна патологія”.

Положення Р.Вірхова „кожна клітина – з клітини” є третім положенням клітинної теорії.

На сучасному етапі розвитку цитології клітинна теорія включає такі положення:

· Клітина- елементарна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів.

· Клітини всіх однокліттнних і богатоклітинних організмів подібні за походженням, будовою, хімічним складом.

· Кожна нова клітина утворюється виключно внаслідок розмноження материнської шляхом поділу.

· У богатоклітинних організмів, які розвиваються з однієї клітини-зиготи, спори тощо, - різні типи клітин формуються завдяки їхній спеціалізації впродовж індивідуального розвитку особини та утворюють тканини.

· Із тканин складаються органи які тісно пов’язани між собою.

Значення клітинної теорії для медицини:

Клітина – одиниця патології.

Практично всі хвороби пов’язані з порушенням структури і функції клітин, із яких утворюються всі тканини та органи.

· Прокаріоти та еукаріоти.

П’ять царств живих організмів утворені двома типами клітин: прокаріотичними і еукаріотичними.

До прокаріотів належать бактерії і синьозелені водорості (0,5-3 мкм).

Ці клітини позбавлені ядерної мембрани і не містять чітко оформлених органел. В них відсутні ядро і хромосоми. Генетичний матеріал предствлений одніею довгою кільцевою молекулою ДНК ілі РНК.

Прокаріотична клітина може зазнавати поділ через кожних 20 хв., і таким чином утворювати за 10 год. 5 млрд. клітин.

3. Структурно-хімічна і функціональна організація

еукаріотичних клітин.

· Макро та мікроелементи.

Жива клітина містить обмеженний набір хімічних елементів, причому шість з них складають ≈ 99 % загальної маси: С, Н, N, О, Р, S.

Всі хімічні елементи, яки входять до складу клітин, можна поділити на 4 групи:

1. Органогенні: О, Н, С, N, їх вміст складає 95-98%.

2. Макроелементи: Са, К, Р, S, Si, Na, Cl, Mg, Fe ≈ 0,1%

3. Мікроелементи: Со, Сu, Zn, Mn, Cr, Br, I, Li, Ra ≈0,01%

4. Ультрамікроелементи: всі інші хімічні елементи, вміст яких <0,01%.

Хімічні елементи входять до складу органічних і неорганічних сполук клітини, активують діяльність цілого ряду ферментів, створюють різницю потенціалів на мембранах.

Серед неорганічних сполук важлива роль належить воде, ії вміст складає від 60-70% до 90% маси клітини.

Вода виконує багато функцій у клітини:

1. добрий розчинник;

2. визначає об’єм, внутрішньоклітинний тиск;

3. є середовищем для хімічних реакцій;

4. забезпечує терморегуляцію тощо.

· Органічні сполуки.

Білки. На білки припадає більше половини маси сухої речовини клітини.

Білки визначають структуру і форму клітини, вони є рецепторами молекулярного розпізнавання і каталізу, вони беруть участь у процесах обміну речовин.

Білкові молекули утворюються за допомогою пептидних зв’язків між амінокислотами, білки побудовани з 20 різних амінокислот, комбінації з 20 амінокислот можуть утворювати незличенну кількість різних за структурою і функціями білків.

Прості білки утворені тільки амінокислотами, до складу складних білків можуть входити ліпіди (ліпопротеїди), вуглеводи (глікопротеїди), хімічні елементи.

Функції білків:

1. Каталітична - білки – ферменти прискорюють хімічну модифікацію молекул – субстратів, забеспечують усі основні функції клітини.

2. Структурна - білки забеспечують утворення всіх елементів клітин і організму.

3. Регуляторна - білкі –гормони беруть участь у регуляції метаболічних і фізіологічних процесів живих організмів.

4. Захісна - утворюють антитіла, регулюють РН.

5. Рецепторна - білкі розпізнають сигнали із зовнішнього середовища, перетворюють їх і передають у необхідний відділ організму.

6. Транспортна – здатність переносити речовини до місця використання

(Н: гемоглобін)

7. Рухова – функція забеспечується м’язовими білками: актином, міозином.

8. Енергетична – участь в енергетичному обміні (синтез АТФ).

Вуглеводи. Це органічні речовини, що мають загальну формулу Сҳ(Н₂О)у. Їх поділяють на три основні класи:

Моносахариди Дисахариди Полісахариди

׀ ׀ ׀

глюкоза мальтоза (2 молек.глюк.) крохмаль

фруктоза сахароза (глюк.+фрукт.) глікоген

галактоза лактоза (глюк.+галакт.)

рибоза

Основна функція вуглеводів – джерело енергії для клітин.

Ліпіди. Є складними ефірами жирних кислот і спирту гліцеролу (гліцеріну).

Усі ліпіди є висококоларійним джерелом енергії клітини.

Жирні кислоти, зв'язуючись із гліцеріном, утворюють тригліцериди й в такому вигляді зберігаються в якості енергетичного резерву (жир).

Найважлива функція жирних кислот участь у побудові клітинних мембран.

· Структура і властивості біомембран клітини.

Основними компонентами клітин є біомембрани, цитоплазма і ядро.

Мембрани - складні молекулярні системи відповідальні за основні процеси життедіяльності клітин. Мембрани поділяють вміст клітини на відсіки (компартменти), завдяки чому в клітині одночасно можуть перебігати різні антагоністичні процеси.

Структура мембран. Клітинні мембрані – це напівпроникний ліпідний бішар із вбудованими в нього білками. Білки розташовані неравномірно у вигляді мозаїки - глобул, одні з них знаходяться на поверхні, інші занурені в ліпідну фазу.

До складу цитоплазматичних мембран, крім ліпідів і білків, входять також молекули гліколіпідів і глікопротеїдів.

Різрізняють три основних класи ліпідних молекул-фосфоліпіди, холестерін і гліколіпіди.

Білки складають понад 50% від маси мембран, більшність з них має глобулярну структуру.

Функції біологічних мембран:

1.Захисна - захищає від проникнення сторонніх речовин, підтримує гомеостаз клітини.

2.Транспортна - забезпечує вибіркове переміщення молекул і іонів:

А) транспорт невеликіх молекул:

Пасивний - за градієнтом концентрації.

Активний - перенесення молекул через мембрану за допомогою білків проти градієнта концентрації.

Б) транспорт агрегатів великіх молекул:

- ендоцитоз (піноцитоз, фагоцитоз)

- екзоцитоз - процес виведення макромолекул з клітини.

3. Компартментація клітини.

Система внутрішніх мембран разділяє вміст клітини на відсіки (компартменти). У них зосереджені визначні молекули, необхідні для виконання певних функцій.

4.Рецепторна. Наявність у мембрані різноманітних рецепторів, що сприймають сигнали від гормонів, медіаторів та інших біологічних речовин, зумовлює здатність змінювати метаболічну активність клітини.

· Цитоплазма.

Це гомогенна, в’язка рідина, яка містить 75-85% води, 15-25% білків і богато інших речовин, але в меньших кількостях.

Цитоплазма складається із цитозолю (цитоплазматичний матрикс), внутришньоклітинних органел і включень.

Цитозоль - це колоїд, який складається зі складної суміші розчинених у воді, органічних макромолекул-білків, жирів, вуглеводів та неорганічних речовин.

Цитозоль- це середовище, де перебігають одночасно тисячі біохімічних реакцій, забезпечує ріст і диференціювання клітини.

Клітина має цитоскелет- це сітка білкових фібріл і мікротрубочок, що вкривають зсередини цитоплазматичну мембрану і пронизують внутришній простір клітини.

Функції цитоскелета:

1.Підтримка об’єму і форми клітини. Зміна форми клітин.

2.Пересування органел

3.Завдяки наявності щільної сітки мікрофібріл цитозоль набуває певної структури, що сприяє координованому розміщенню ферментів.

4.Утворення веретина поділу під час мітозу.

5.Утворення ворсинок і джгутиків простіших.

6.Утворення міжклітинних контактів (десмосом).

7.Забезпечення скорочувальної функції м’язових волокон.

Циклоз. Цитоплазма перебуває в постійному рухі, чим забезпечує транспорт речовин до різних ділянок клітини.

· Органели цитоплазми.

Клітинні органели – диференційовані ділянки цитоплазми, здатні до виконання спеціальних функцій.

Клітинні органели умовно поділяють на мембранні, що оточені типовою біомембраною, і немембранні, що не мають такої оболонки

Мембранні: ЕПС; комплекс Гольджі; лізосоми; пероксісоми; вакуолі; мітохондрії; пластиди (тільки в рослинних клітинах).

Немембранні: рибосоми; центріолі; мікротрубочки; мікрофіламенти.

Відповідно до виконуваних функцій розрізняють органели загального і спеціального призначення.

Органели загального призначення зустричаються у всіх еукаріотичних клітинах.Спеціальні органели характерні тільки для певного виду клітин, що виконують специфічну функцію (Н: джгутики).

Ендоплазматична сітка (ЕПС) відсутня тільки в прокаріотів, у сперматозоїдах і зрілих еритроцитах ЕПС утворена сіткою мембранних трубочок, цистерн і овальних везикул. Різрізняють два типи ЕПС: гладеньку і зернисту, хоча вони структурно пов’язани з собою.

Зерниста ЕПС на своїй поверхні містить рибосоми.

Функції ЕПС:

1. На зернистої ЕПС розташовані рібосоми, що синтезують білки.

2. Гладенька ЕПС зустричається у клітинах, що виконують секреторну функцію, м’язових і пігментних клітинах.

Комплекс Гольджі. Утворений із дісятків сплощених дископодібних мембранних цистерн, трубочок, мішечків, везикул, у значної кількості зустричається в секреторних клітинах.

Функції:

1. Утворення складних секретів і секреторних везикул.

2. Нагромадження і модифікація (сегрегація) синтезованих макромолекул.

3. Сінтез і модифікація вуглеводів, глікопротеїдів.

4. Утворення лізосом, пероксисом.

5. Формування акросом спермотозоїдів під час сперматогенезу.

6. Вітелогенез – процес синтезу і формування жовтка в яйцеклітині.

Лізосоми. Це невеликі вкриті мембраною, круглі тільця. Вміст їх складають різні ферменті (≈40 ферментів).Ці ферменті руйнують великі молекули складних органічних сполук, що надходять до клітини, перетравлюють загіблі клітини, що виконали свою функцію.

Пероксисоми. Це маленькі сферичні тільця, вкриті мембраною, утворюються в комплексі Гольджі, містять ферменти для руйнації пероксиду водню, беруть участь у процесі β-окислення жирних кислот.

Вакуолі. Це порожнини в цитоплазмі оточені мембраною та заповнені рідиною.

Функції вакуолі:

Вони підтримують тургорний тиск, зберегають поживні речовини і накопичують продукти обміну, беруть участь у виведенні продуктів обміну, а також сприяють надхожденню в клітину води.

Мітохондрії. Це органели, досить велики, вкрити двома мембранами, хаотично розподілені по цитоплазмі, частіше виявляються в місцях із високими потребами енергії. Внутрішня мембрана утворює кристи (вирости)

всередині матриксу.Ця мембрана містить ферменти, що беруть участь у наступних важливих процесах:

· Ферменти, що каталізують окисно-водневі реакції дихального ланцюга і транспорту електронів.

· Специфічні транспортні білки беруть участь в творенні градієнту Н+.

· Ферментативний комплекс АТФ-синтетази, що синтезує АТФ.

Матрикс – це простір мітохондрії, обмежений внутрішньою мембраною.

Він утворений сотнями ферментів, що беруть участь у руйнації органічних речовин до СО2 і Н2О. При цьому вивільняється енергія хімічних зв’язків між атомами молекул органічних речовин і перетворюються в макроенергічні зв’язки АТФ. У матриксі знаходяться рибосоми і молекула мітохондріальної ДНК. Вони забеспечують синтез необхідних органелі білків.

Функції мітохондрій:

Перетворення енергії та утворення АТФ.

Пластиди – двомембранні органели клітин рослін і деяких тварин (джгутикових). У клітинах розрізняють три типи пластид: хлоропласти,

хромопласти, лейкопласти.

Рибосоми. Це невеликі сферичні тільця, що складаються із двох субодиниць, розташовані в цитоплазматичному матриксі або зв’язані з мембранами ендоплазматичної сітки. Субодиниці рибосом утворюються в ядерці, а потім через ядерні пори надходять до цитоплазми.

Іх функцією є синтез білків.

Клітинний центр (центросома) – органела, що складається з двох дрібніх утворень: центріоль і променевої сфери навколо них. Центріолі розміщуються перпендикулярно одна одної. Активна роль клітинного центра виявляється при поділі клітини, що деліться. Зазначні структури утворюють веретено поділу, та беруть участь в утворенні мікротрубочок цитоскелета.

Мікротрубочки і мікрофіламенти. Це немембранні органели, які побудовані з скоротливих білків (тубуліну, актину, міозину тощо). Мікротрубочки циліндричної форми, вони беруть участь у формуванні веретена поділу, у внутришньоклітинному транспорті речовин, входять до складу війок, джгутиків, центріоль.

Мікрофіламенти причетні до формування цитоскелета клітини, вони розташовані під плазматичною мембраною, беруть участь у зміні форми клітини, наприклад, під час ії руху.

· Ядро.

В еукаріотичних клітинах генетичний матеріал зосереджений в ядрі.

Структура ядра. Ядро складається з деколькох компонентів, що виконують різні функції: ядерна оболонка, каріоплазма, хроматин, ядерце.

Форма ядра залежить від форми самої клітини і від функцій, які вона виконує. Розміри ядра залежать від розміру клітини. Співвідношення об’ємів ядра і цитоплазми називається ядерноплазматичним співвідношенням. Зміна цього є одним із чинників клітинного поділу або порушення обміну речовин.

Хімічний склад ядра. До складу ядра входить 80% білків, 12% ДНК, 5% РНК, 3% ліпідів і деяка кількість Мg, Мn. Більшність білків – ферменти, крім цього, гістонові й негістонові білкі разом із ДНК утворюють хроматин. Спеціальні білки зв’язуються з РНК і утворюють субодиниці рибосом.

В ядрі є три різновиди РНК: і РНК, т-РНК, р-РНК.

Каріоплазма. Каріоплазма містить велику кількість води (75-80%), в який сконцентровані хроматин, мікрофіламенти, ядерце, ферменти.

Ядерна оболонка вкриває ядро, формує компартмент.Ядерна оболонка складається із зовнішньої і внутришньої мембран, між ними знаходиться перенуклеарний простір.

Обидві мембрани пронизані численними порами. Через них відбувається вибірковий обмін речовин між ядерним вмістом і цитоплазмою.

Обидві мембрани типової будови- ліпідний бішар з вбудованими в нього білками.Мікрофіламенти утворюють внутрішню „основу” ядра. Вони підтримують його форму, а також слугують місцем прикріплення хроматину.

Зовне ядро також вкрито мікрофіламентами.

Основні функції ядерної оболонки:

1. створення компартмента клітини, де сконцентрирований генетичний матеріал;

2. підтримання форми ядра й об’ем ядра;

3. регуляція потоків речовин всередину і назовні ядра. З ядра крізь пори в цитоплазму надходять різні види РНК і субодиниці рибосом, а в всередину ядра переносяться необхідні білки, вода тощо;

Функції ядра:

1. збереження спадкової інформації в молекулах ДНК;

2. реалізація спадкової інформації шляхом регуляції синтезу білків, завдяки цьому регулюються метаболізм, функції та процеси поділу клітин;

3. передача спадкової інформації наступним поколінням.

Найважливіші генетичні процеси, що відбуваються в ядрі: реплікація ДНК, транскрипція всіх видів РНК, процесинг, утворення рибосом.

· Хроматин.

Генетичний матеріал в інтерфазному ядрі знаходиться у вигляді хроматинових ниток – це комплекс ДНК і білків у співвідношенні 1:1.Кількість хроматинових ниток відповідає диплоїдному набору хромосом.

До складу хроматину входять оновні (гістонові) і кислі (негістонові), або нейтральні білки. Відомо п’ять різновидів гістонів: Н1, Н2А, Н2В, Н3 і Н4.

Поєднуючись між собою, чотири останніх утворюють білкові диски (гістоновий кір), на які накручується ДНК. Така елементарна одиниця будови хроматину називається нуклеосомою. Гістон Н1 відповідає за компактну укладку нуклеосомного ланцюга і з’єднує нуклеосоми між собою. Нуклеосоми – дископодібні частки диаметром ≈ 11 нм. Гістоновий октамер:

(Н2А, Н2В, Н3, Н4)∙2 утворює протеїновий стрижень, навколо якого закручується певний сегмент двониткової ДНК.

Негістонові білки – це велика гетерогенна група протеїнів. Серед них є структурні і регуляторні білки, а також деякі ферменти (ДНК- полімерази, РНК- полімерази).

Якщо всю ДНК одного ядра клітини людини витягнути, то вона буде довжиною близько 1,5 м. При розподілі ядра хроматин ущільнюється в коротки спіральні нитки, що називаються хромосомами. Хромосоми несуть гени (ділянки ДНК), що є одиницями спадкової інформації.

Типи хроматину. У залежності від ступеню конденсації (спіралізації), хроматин поділяють на гетерохроматин і еухроматин.

Гетерохроматин сильно ущільнений і генетично неактивний. ≈ до 90% хроматину знаходиться саме в такій формі, на фотографіях він виглядає як сильно забарвлені темні ділянки ядра.

Еухроматин – малоконденсований, деспіралізований, генетично активний, під мікроскопом він виявляється у вигляді світлих ділянок ядра.

Статевий хроматин – генетично інактивована Х-хромосома, яка міститься в ядрах клітин жіночой статі у богатьох тварин і у людини.

При вивченні клітин крові у жінок встановлено, що в деяких поліморфноядерних лейкоцитах міститься особливий додаток, який прикріплений тоненькою ниткою до ядра. Ця структура отримала назву „барабанна паличка”. Кількість тілець статевого хроматину завжди на одиницю менша від кількості Х-хромосом, тобто N= Х-1.

Структура метафазної хромосоми. Всі хромосоми складаються із двох хроматид, що утворені з максимально спіралізованого хроматину. Дві дочірні молекули, що знаходяться у двох хроматидах, утримуються разом у ділянці центромери – первичної перетяжки, що поділяє хромосому на два плеча. Центормера-найбільш спіралізована частина хромосоми. На ній розташовуються спеціальні білки, що утворюють кінетохори, до яких при розподілі генетичного матеріалу прикріпляються нитки веретена.

Кінці плечей хромосом одержали назву теломерів. Це генетично неактивні ділянки, що перешкоджають з’єднанню хромосом між собою або з їх фрагментами.

Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки, що часто відокремлюють ділянки хромосом, названі супутниками. Ці ділянки хромосом містять гені р-РНК. Такі хромосоми можуть набліжаться одна до одної, вступають в асоціації, що сприяє формуванню ядерець. Ці ділянки називають ядерцевими організаторами. У людини вторинні перетяжки є на кінцевих ділянках коротких плечей 13-15 і 21-22 пар хромосом, а також на довгому плечі 1-ї пари хромосом.

У1956 р. Дж. Тийо, А. Леван установили, що у людини 46 хромосом. Чоловики мають статеві Х- і У- хромосоми та 22 пари аутосом (нестатеві хромосоми). Жінки мають статеві Х- і Х- хромосоми та 22 пари аутосом.

Сукупність хромосом клітини, яка характерізується їх числом, розмірами і формою, називається каріотипом.

Ідіограма - це систематизований каріотип, коли хромосоми розташовуються в порядку зменшення їх довжини.

За Денверською класифікацією (Денвер, США, 1960 р.) всі аутосоми поділяються на 7 груп залежно від довжини хромосом і розміщення центромери.

Група 1-3 (А): велики хромосоми

Група 4-5 (В): велики хромосоми

Група 13-15 (D): хромосоми середніх розмірів

Група 16-18 (Е): короткі хромосоми

Група 19-20 (F): маленькі хромосоми

Група 21-22 (G): найменші хромосоми

Статеві хромосоми виділяються окремо.

Розмір хромосоми людини: в середньому 1,5 мкм у товщину і 10,0 мкм у довжину.

Форма хромосом визначається за відносним положенням центромери. На підставі цього розрізняють такі форми хромосом: 1) метаценрічна – хромосома має Х- подібну форму, при якій центомера знаходиться всередині так, що плечі є рівними за довжиною; 2) субметаценрична – хромосома має Х- форму з центромерою, віддаленую від середньої точки так, що ії плечі є нерівними з довжиною; 3) акроцентрична – центроміра розташована дуже близько до одного з кінців хромосоми, тобто вона має плечі, що суттєво відрізняються розмірами, плечі мають супутники.

Диплоїдний набір хромосом (2n) для людини -46, гаплоїдний набір (n) – 23.

Число хромосом парне. Кожна хромосома соматичних клітин має аналогічну собі хромосому.Вони мають однаковий розмір, форму і склад генів. Пари хромосом, що мають однакові гени або їх алелі, та контролюють альтернативні ознаки, називаються гомологічними. Гомологічні хромосоми однакови за розміром і формою. Одна гомологічна хромосома надається від батька, а інша від матері. Генетична інформація, необхідна для розвитку організму, міститься в повному диплоїдному наборі хромосом.

Ядерце.

Усередині інтерфазного ядра визначається округлі, гранулярні утворення, які не мають мембрани і містять велику кількість РНК, ДНК навпаки не більш 15%.

Ядерця утворюються спеціальними ділянками деяких хромосом, що мають гени р-РНК, ядерцеві гени. Ці ділянки називаються ядерцевими організаторами.

Основні функції ядерец:

· Синтез рибосомної РНК;

· Утворення субодиниць рибосом;

· Синтез ядерних білків (гістонів).

4. Життєвий та клітинний цикли клітин.

У житті клітини розризняють життевий цикл і клітинний цикл.

Життевий цикл значно довший – це період від утворення клітини внаслідок поділу матерінської клітини і до наступного поділу або до загібелі клітини.

Клітинний цикл значно коротший. Це власне процес підготовки до поділу (інтерфаза) і сам поділ (мітоз). Тому цей цикл називають мітотичним.

Така періодізація досить умовна.

Інтерфаза – це підготовка клітини до поділу, на ії частку припадає 90% всього клітинного циклу. Інтерфазу поділяють на певні періоди: G¹ -пресинтетичний період, який передує реплікації ДНК; S –синтетичний період- період реплікації ДНК; G² -післясинтетичний період - період з моменту реплікації до початку мітозу.

Пресинтетичний період. Тут відбувається синтез ДНК, РНК, білків. Клітина інтенсивно росте.

Синтетичний період. Подвоюється ДНК, кожна хромосома внаслідок реплікації створює собі подібну структуру.Проходить синтез РНК і білків, центріолі розходяться в різні боки, утворюючи два полюси.

Післясинтетичний період. Клітина запасається енергією.Синтезуються білки ахроматинового веретена.

5. Способи поділу соматичних клітин. Мітоз

Існує два основних способи поділу соматичних клітин: мітоз і амітоз.

Мітоз – непрямий мітотичний поділ, при цьому відбувається точний рівномірний розподіл спадкового матеріалу.Внаслідок мітозу кожна дочірня клітина отрімує повний набір хромосом із строгою кількістю ДНК і за їх складом ідентична материнській клітині.

Амітоз – переважає у деяких одноклітинних організмів.Відмінно від мітозу, прямий поділ інтерфазного ядра клітини відбувається шляхом перетяжки простою перетинкою.При амітозі розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами може бути рівномірним або нерівномірним.

Мітоз. Мітоз настає після інтерфази і умовно поділяється на такі фази:

1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза.

Профаза. Ядро збільшується в розмірах, в результаті спіралізації і викорочення, хромосоми з довгих, тонких, невидимих ниток стають короткими, товстими, складаються з двох хроматид. Профаза завершується зникненням ядерця, центріолі розходяться до полюсів.З білка тубуліна формуються мікротрубочки – нитки веретена. Внаслідок розчинення ядерної мембрани хромосоми розміщуються в цитоплазмі. До центромер прикріплюються нитки веретена з обох полюсів.

Метафаза. Поступово хромосоми розміщуються у площині екватора, утворюють так звану метафазну пластинку. Набір генетичного матеріалу становить 2n4с (n- кількість хромосом, с- кількість молекул ДНК).

Метафазну пластинку використовують в цитогенетичних дослідженнях для визначення числа і форми хромосом.

Анафаза. Сестринськи хроматиди відходять одна від одної, розділяється з’єднуюча їх центромерна ділянка. Кожна хроматида з окремою центромерою стає дочірньою хромосомою і по нитках веретена почінає рухаться до одного з полюсів. Набір генетичного матеріалу 2n2с.

Телофаза. Хромосоми, яки досягли полюсів, складаються з однієї нитки, стають тонкими і довгими, зазнають деспіралізації, утворюють сітку інтерфазного ядра. Формується ядерна оболонка, з’являється ядерце, відбувається цитокінез – розділення цитоплазми з утворенням двох дочірніх клітин. Набір генетичного матеріалу 2n2с.

Біологічне значення мітозу. Це основа росту і вегетативного розмноження всіх еукаріотів – організмів, які мають ядро.Основна його роль полягає у точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу хромосом матерінської клітини між виникаючими з неї двома дочірніми клітинами.

Мітоз спріяє росту організму в ембріональному і постембріональному періодах. За рахунок мітозу всі функціонально застарілі клітини організму замінюються новими. Цей поділ лежить в основі процесу регенерації – відновлення втрачених тканин.

6. Статеві клітини людини.

Гамети – це статеві клітини: яйцеклітини (жіночі гамети) і сперматозоїди (чоловічі гамети), які забезпечують передачу спадкової інформації від батьків до нащадків.

Яйцеклітини нерухоми, кулястої або видовженої форми, значно більші, ніж соматичні клітини. В них містяться речовини, які необхідні для розвитку зародка (поживний матеріал – жовток).Яйцеклітина людини має у поперечнику 130-200 мкм.

Яйцеклітини вкриті оболонками, які виконують захисну функцію, забеспечують обмін речовин, у плацентарних ссавців служать для сполучення зародка зі стенкою матки.

Сперматозоїди мають здатність рухатися, що забеспечує можливість зустричи гамет.

Типовий сперматозоїд має голівку, шийку, хвіст. На передньому кінці голівки розташована акросома, яка складається з видозміненого комплексу Гольджі.

Основну масу голівки займає ядро. У шийці знаходиться центріоля й утворена мітохондріями спіральна нитка. Довжина сперматозоонів людини коливається в межах 52-70 мкм.

Дата добавления: 2014-01-04