Reproducerea și dezvoltarea individuală a organismelor

introducere
Reproducerea. sau capacitatea de a se reproduce, este una dintre proprietățile de bază ale tuturor organismelor vii - de la bacterii la mamifere și plante cu flori. Datorită acesteia, se asigură existența fiecărei specii, se menține continuitatea între indivizii părinți și descendenții acestora. Formele de multiplicare a organismelor sunt diverse și vor fi discutate mai jos.






Inima tuturor formelor de reproducere este diviziunea celulară, care se desfășoară destul de asemănător în plante și animale. Deoarece procese complexe. legate de reproducerea sexuală. a apărut pe baza diviziunii celulare, mai întâi de toate considerăm procesul. conducând la formarea unei celule de două.

1. Diviziunea celulară mitotică
Interfaza și diferite metode de diviziune celulară. Există două moduri de divizare: I) diviziunea cea mai comună, completă - mitoză (diviziune indirectă) și 2) amitoză (diviziune directă). În timpul divizării mitotice există o reorganizare a citoplasmei, distrugerea plicului nuclear, detectarea cromozomilor. În viața celulelor, perioada de mitoză însăși și intervalul dintre diviziuni, care se numește interfază, sunt izolate. Cu toate acestea, perioada de interfazie (celulă neuniformă) poate fi diferită în esența sa. În unele cazuri, în timpul interfazei, funcțiile celulare se pregătesc simultan pentru următoarea diviziune. În alte cazuri, celulele intră în funcțiune interfață, dar nu se mai pregătesc pentru divizare. În organismul complex multiceluros există numeroase grupuri de celule care au pierdut capacitatea de a diviza. Acestea includ, de exemplu, celulele nervoase. Prepararea celulei pentru mitoză are loc în interfaza. Pentru a vă imagina principalele caracteristici ale acestui proces. amintiți-vă structura nucleului celular.
Principala unitate structurală a nucleului este cromozomii. constând din ADN și proteine. Nucleele celulelor vii divid, cromozomi singur de obicei imposibil de distins, dar cea mai mare parte a cromatinei, care în preparate pătate arată sub formă de fire subțiri sau granule de diferite dimensiuni și corespunde cromozomilor. Unii cromozomi individuali sunt clar vizibile în nucleul interfază, de exemplu, în celulele care se divid rapid din ovulul fertilizat în curs de dezvoltare, iar unele dintre cele mai simple nuclee de celule. La diferite perioade de viață, celulele cromozomiale suferă modificări ciclice care pot fi urmărite de la o divizie la alta.
Cromozomii în timpul mitozei sunt alungite corpuri dense, a căror lungime se poate distinge cele două componente - cromatidelor care conțin ADN-ul reprezentând rezultatul de dublare cromozomi. Pe fiecare cromozom, este alocată o constricție primară sau centromere. Această porțiune îngustată a cromozomului poate fi localizat fie în mijlocul sau mai aproape de un capăt, dar pentru fiecare cromozom specific locul său strict constantă. In timpul mitozei, cromozomi și cromatidelor sunt strâns laminate fire spirală (spiralized sau condensat, stare). In interfaza cromozomi nucleu sunt foarte alungite, t. E. Despiralizovany, devenind astfel dificil de. Prin urmare, cromozomi schimba ciclul este spirala, deoarece scurtează, îngroșa și devin foarte evidente, iar uncoiling ca au foarte alungite, strâns legate, și apoi trebuie să se facă distincția între fiecare separat, devine imposibil. Helix si despiralization asociate cu activitatea ADN-ului, deoarece funcționează doar în stare despiralizovannom. Emiterea aceleași informații, formarea de ARN la ADN în stare elicoidală, adică. E. În timpul mitozei încetează.
Faptul că cromozomii sunt prezenți în nucleul unei celule neuniforme este de asemenea dovedit de consistența cantității de ADN, de numărul de cromozomi și de păstrarea de la diviziune la diviziunea individualității lor.
Prepararea celulei pentru mitoză. În timpul interfazei apar mai multe procese. care asigură mitoza. Să numim cele mai importante dintre ele: 1) centriolele sunt dublate, 2) cromozomii sunt dublat; cantitatea de ADN și proteinele cromozomiale și 3) proteinele sunt sintetizate. din care este construit un arbore de achromatină, 4) se acumulează energie sub formă de ATP, care este consumată în timpul fisiunii, 5) se termină creșterea celulelor.
Sinteza ADN-ului și dublarea cromozomilor sunt de o importanță capitală în prepararea celulei pentru mitoză.
Dublarea cromozomilor este asociată, în primul rând, cu sinteza ADN-ului și sinteza simultană a proteinelor cromozomilor. Procesul de dublare durează 6-10 ore și ocupă partea intermediară a interfazei. Dublarea cromozomilor are loc astfel încât fiecare veche catenă unică a ADN-ului să construiască oa doua. Acest proces este strict ordonat și, începând de la câteva puncte, se răspândește de-a lungul întregului cromozom.
Mitoza. Fazele mitozei
Mitoza este un mod universal de împărțire a celulelor de plante și animale, esența căreia constă în distribuirea exactă a cromozomilor dublați între cele două celule fiice formate. Pregătirea celulei pentru împărțire durează, după cum vedem. o parte semnificativă a interfazei, iar mitoza începe numai atunci când se termină complet prepararea nucleului și a citoplasmei. Întregul proces este împărțit în patru faze. În timpul primului dintre aceste - prophases - centrioles divide și încep să se diferențieze în direcții opuse. Firele imateriale sunt formate în jurul lor din citoplasmă, care împreună cu centriolii formează axul achromatinei. Când se termină divergența centriolilor, întreaga celulă se dovedește a fi polară, ambii centrioli sunt localizați la poli opuși, iar planul mijlociu poate fi numit ecuator. Firele axului achromatin converg în centrioli și sunt larg răspândite pe ecuator, asemănând un ax în formă. Simultan cu formarea fusului în citoplasmă, nucleul începe să se umfle și în el se vede clar o încurcătură de filamente îngroșate, cromozomi. În timpul profazei există o spiralizare a cromozomilor, care în acest caz sunt scurtate și îngroșate. Profaza se termină cu dizolvarea anvelopei nucleare, iar cromozomii sunt localizați în citoplasmă. În acest moment se poate observa că toți cromozomii sunt deja dublu.






Apoi vine a doua fază - metafaza. Cromozomii, localizați inițial la întâmplare, încep să se deplaseze în ecuator. Toate acestea sunt situate de obicei în același plan la o distanță egală față de centrioli. În acest moment atașat la cromozomii firul arborelui, în timp ce cealaltă parte dintre ei încă se execută în mod continuu de la un capăt la celălalt centriol - un fir de sprijin. Trăgând sau cromozomiale, firele sunt atașate la centromeres (constricția primară din cromozomi), dar trebuie amintit că atât cromozomul și centromere este deja dublu. Lanțurile de tragere din poli se atașează la acele cromozomi apropiați de ei. Există o scurtă pauză. Aceasta este partea centrală a mitozei, după care începe a treia fază - anafază.
În timpul anafazelor, firele de tragere ale axului încep să se contracte, întinzând cromozomii la poli. În acest caz, cromozomii se comportă pasiv, se îndoaie ca un ac de păr, se deplasează înainte cu centromere, pentru care trag un fir al arborelui. La începutul anafazei, vâscozitatea citoplasmei scade, ceea ce facilitează mișcarea rapidă a cromozomilor.
În consecință, filetele filetului asigură o divergență precisă a cromozomilor (dublată chiar și în interfaza) la diferiții poli ai celulei.
Mitoza se termină cu ultima etapă - telofaza. Cromozomii, apropiați polii, se strângeau strâns între ei. In acelasi timp, intinderea acestora (despiralizarea) incepe si este imposibil sa se distinga cromozomii individuali. Treptat, se formează un nucleu din citoplasmă, nucleul se umflă, nucleul apare și se restabilește structura anterioară a nucleului interfazic.
La sfârșitul anafazei sau la începutul telofazei începe divizarea citoplasmei. În celulele animale, pe exterior se constată o constricție sub forma unui inel, care, aprofundând, împarte celula în două dimensiuni mai mici. În plante, membrana citoplasmică apare în mijlocul celulei și se extinde până la periferie, împărțind celula la jumătate. Chiar și după formarea membranei plasmatice, în celulele de plante apare o cochilie de celuloză. În consecință, nucleul și citoplasma au un rol activ în diviziunea celulară. Nucleul conține structura unică a celulei - cromozomul și axul achromatinei, format din citoplasmă, își distribuie distribuția corectă și egală între cele două celule fiice.
Durata mitozei și interfazei
Mitoza este o perioadă relativ scurtă în viața celulei, interfaza durează mult mai mult, așa cum se poate vedea din tabel.

Durata în ore

Epiteliul intestinului subțire

Epiteliul duodenului mouse-ului

Coriile radiculare

În celulele care se înmulțesc rapid, mitoza poate dura doar câteva minute. În consecință, durata mitozei variază de la câteva minute la 2-3 ore. Interfaza durează, de asemenea, de la 8-10 ore până la câteva zile.
Rata la care se desfășoară fazele individuale ale mitozei este de asemenea diferită:

2. Constanța numărului și individualitatea cromozomilor
Cromozomii constau în ADN și proteine, adică, în compoziția lor chimică, toate sunt similare, dar diferă în formă și mărime, localizarea gâtului primar, prezența constricțiilor secundare. Studiul cromozomilor din multe plante și animale a arătat că posedă o anumită individualitate. În plus, sa constatat că toți cromozomii (cu excepția așa-numitului genital) formează perechi omoloage. Setul de perechi este caracteristic celulelor somatice (non-sexuale) și se numește diploid. Șase cromozomi ai plantei scurte, aparținând familiei Compositae. Acești șase cromozomi formează trei perechi distincte. Cu toate acestea, cromozomii nu se disting întotdeauna, 3 perechi de cromozomi de țânțari sunt greu de distins datorită semnelor externe. Numărul de cromozomi și individualitatea lor sunt conservate în toate celulele și sunt caracteristici caracteristice pentru fiecare specie. Tabelul conține date privind numărul de cromozomi la unele specii de plante și animale:

Numărul diploid de cromozomi

Numărul diploid de cromozomi

Cantitatea de ADN. 10 - 12 y.

în celule somatice (diploide)

în celulele sexuale (haploide)

în nucleul diploid al celulelor somatice

în nucleul haploid al celulelor germinative

Scăderea numărului de cromozomi se dublează în timpul maturizării celulelor sexuale. În exterior, procesul de maturizare constă din două diviziuni ulterioare: primul și al doilea. Astfel, de la un spermatociclu se formează patru celule și fiecare dintre ele este transformată în continuare într-un spermatozoid. În ovogeneza de la ovocite, se formează doar un ou și trei corpusculă directoare, adică și patru celule. Reducerea numărului de cromozomi se produce în timpul meiozei și este determinată de faptul că fiecare pereche de cromozomi omologi din resturile de celule mature sexual este doar una. Pregatirea pentru meioze, mai ales in formarea de oua, incepe cu mult inainte de prima divizie de maturare. Meiozei incepe cu sinteza ADN și dublarea cantității de cromozom corespunzător, care se desfășoară în același mod ca și în mitoză. cromozomi suplimentare în profaza meiozei scurtat, devin foarte evidente, din care fiecare este dublat, dar ele nu sunt divergente, rămânând în același timp conectat, si sa se comporte ca o singură unitate (2).
Ca urmare dublarea cromozomilor este conjugarea lor, care este faptul că cromozomi omoloage pereche s-au dublat deja și se apropie strâns între ele și conectate temporar. Conjugarea are loc pe întreaga lungime a cromozomilor - de la un capăt la altul. În același timp, ele sunt răsucite și se pare că numărul de cromozomi a scăzut la jumătate (3). Este important să se sublinieze faptul că asocierea temporară în perechi (conjugare) de cromozomi se produce întotdeauna numai între omoloage cromozomi (pereche). După conjugarea cromozomi separați, dar uneori ele sunt îmbinate atât de strâns încât atunci când divergenta se produce discontinuități în direcția transversală și schimbul reciproc de teren. Acest proces are o mare importanță pentru înțelegerea anumitor modele de moștenire a caracteristicilor, care vor fi discutate în detaliu în Capitolul IX.
După închiderea conjugarea cromozomilor metafaza diverg și este prima maturizare diviziune exterior similară metafaza mitozei, cromozom segregare are loc, dar în mod diferit decât în ​​timpul mitozei (4). În timpul anafazei meiozei, cromozomii omologi, deja dublați, se diferențiază de stâlpii opuși. Astfel, din fiecare pereche de cromozomi omologi, numai una (5) intră în celula fiică. Dacă luăm în considerare că fiecare pereche de cromozomi omologi (Schema de dimensiuni egale) constă dintr-o paternă și maternă alte, care sunt desemnate în schema de culori diferite, devine clar că, după diviziune în ratări spermatocyte sau cromozomul de paternitate sau maternitate.
Dupa prima vine a doua divizie de maturare. Acum, fisiunea nu este precedată de sinteza ADN (6). Toți cromozomi duble, acestea sunt in metafaza, la fel ca în mitoză, iar la anafaza dispersa la poli opuși, iar în cele două celule fiice (spermatidelor) este același set de cromozomi. De aceea, înainte de începerea meiozei are loc doar un cromozom dublare, urmat de două maturării divizare, prin care se reduce la jumătate numărul de cromozomi. Cu toate acestea, principala diferență între meioză și mitoză nu este numai aceasta. Cromozomii dubli sunt conjugați și înlocuiți în zone separate. Cu mitoza, cromozomii sunt dubluri și distribuite uniform între celulele fiice. Sub diviziunea de reducere, cromozomii de la fiecare pereche omologă intră în celulele fiice diferite.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: