Репродукція прокаріотичних клітин. Бінарний поділ. Репродукція еукаріотичних клітин. Каріотип. Порівняння наборів хромосом різних видів.

Тема: Репродукція прокаріотичних клітин. Бінарний поділ. Репродукція еукаріотичних клітин. Каріотип. Порівняння наборів хромосом різних видів.

Бінарний поділ. Прокаріотичні клітини розмножуються нестатевим шляхом. Розмноженню передує подвоєння кільцевої молекули ДНК, яка в прокаріотичній клітині існує у вигляді компактної структури — нуклеоїду, що прикріплений до мезосоми (впинання цитоплазматичної мембрани всередину клітини).

Реплікація кільцевої молекули ДНК бактерій починається з точки ініціації реплікації. Вона відбувається одночасно в протилежних напрямках. Через певний час після реплікації ДНК і розходження дочірніх хромосом клітина починає ділитися.

У більшості випадків прокаріотичні клітини діляться навпіл з утворенням двох однакових за розміром дочірніх клітин, тому цей процес називають бінарним поділом

В одних видів бактерій бінарний поділ відбувається шляхом формування перегородки, що зростає від периферії до центра. В інших видів бактерій бінарний поділ відбувається шляхом утворення перетяжки: клітина поступово стоншується посередині, поки не розірветься на дві самостійні клітини

Іноді дочірні клітини бактерій після поділу не розходяться і залишаються пов’язаними між собою. Це спричинює утворення клітинних скупчень різної форми. Наприклад, сферичні бактерії можуть утворювати пари (диплококи), ланцюжки (стрептококи) або грони (стафілококи) клітин.

Різновидом бінарного поділу є брунькування, яке можна розглядати як нерівновеликий бінарний поділ. Під час брунькування на одному з полюсів материнської клітини утворюється маленький виріст, який збільшується і згодом відокремлюється

У результаті брунькування утворюються дві нерівноцінні клітини, що розрізняються за формою, розмірами та іншими ознаками. Материнська клітина поступово старіє, а дочірня клітина, навпаки, активно добудовує клітинні структури і краще пристосовується до мінливого середовища.

Дізнайтеся більше. Розмноження прокаріотів відбувається з величезною швидкістю. За сприятливих умов їхні клітини діляться кожні 20—30 хвилин. За добу в бактерій змінюється стільки поколінь, скільки в людини за 5000 років. За наявності ідеальних умов, що виключають загибель клітин, з однієї бактерії за добу можуть утворитися «нащадки» масою 4720 т (якщо прийняти, що 1 млрд бактерій має масу 1 мг). Настільки високі темпи розмноження прокаріотів сприяють їх швидкому поширенню на планеті. Однак їх розмноження обмежене кліматичними умовами, дією сонячного світла, боротьбою між видами, накопиченням продуктів обміну речовин.

Утворення спор. За несприятливих умов паличкоподібні бактерії здатні утворювати спори . На поверхні бактеріальної клітини утворюється щільна багатошарова оболонка, усі життєві процеси в клітині припиняються. Спороутворення не є розмноженням, тому що з кожної клітини формується одна спора і число особин при цьому не збільшується. У вигляді спори прокаріотична клітина витримує дію високих або низьких температур, отруйних речовин, зневоднення, зберігаючи життєздатність протягом багатьох років. За сприятливих умов оболонка спори руйнується, і процеси життєдіяльності відновлюються.

Кон'югація. Для бактерій характерний статевий процес — кон’югація. Це перенесення частини генетичного матеріалу під час безпосереднього контакту бактеріальних клітин. У процесі кон’югації по спеціальному каналу, що утворюється між двома клітинами, фрагмент ДНК з однієї клітини передається іншій клітині

Для кон’югації бактерій необхідна спеціальна плазміда, яка називається F-фактором. Кон’югація відбувається за наявності двох типів клітин: донорів (F+), що володіють F-фактором, іреципієнтів (F-), що не мають його. F-фактор містить гени структур, за допомогою яких відбувається прикріплення клітини-донора до клітини-реципієнта. Потім між клітинами формується кон’югаційний місток, через який передається копія F-фактора, а також інші плазміди з цитоплазми донора. Після потрапляння F-фактора в реципієнтну клітинку вона стає F+.

Кон’югація не є способом статевого розмноження, оскільки число бактерій при цьому не збільшується. Кон’югацію визначають як статевий процес, що приводить до горизонтального перенесення генів і сприяє обміну корисними ознаками. Зокрема, кон’югація забезпечує швидке поширення між бактеріями генів стійкості до антибіотиків у складі плазмід.

Генетичний матеріал в еукаріотичних клітинах. Клітини еукаріотів відрізняються від клітин прокаріотів більш складною будовою, насамперед наявністю таких клітинних структур, як ядро, розвинена мережа внутрішньоклітинних мембран, мітохондрії та пластиди. Еукаріотичне ядро містить велику кількість генетичного матеріалу, що представлений, як правило, кількома десятками молекул ДНК. Комплекси цих молекул ДНК з білками називають хромосомами

Набір хромосом у ядрі клітини, що характеризується їх числом, розміром і формою, називають каріотипом. Каріотип є видоспецифічною характеристикою, тобто різні біологічні види мають різні каріотипи

Соматичні й статеві клітини. Багатоклітинні еукаріотичні організми мають різні типи клітин, які спеціалізуються на виконанні різних функцій. Усі клітини поділяють на соматичні та статеві.

Число хромосом у соматичних клітинах особини або виду називають диплоїдним (подвійним) і позначають 2n. Так, у людини 2n = 46. У статевих клітинах число хромосом називають гаплоїдним (одинарним) і позначають n. У людини n = 23 .

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Вид. Число хромосом. Малярійний плазмодій2 Радіолярія1600 Плодова мушка8 Комар-пискун6 Річний рак116 Равлик садовий54 Короп104 Окунь звичайний28 Жаба24 Гуска80 Курка78 Заєць48 Домашня кішка38 Собака78 Корова60 Кінь64 Віслюк62 Слон56 Шимпанзе48 Людина46 Папороть1260 Ялина24 Модрина24 Сосна24 Пшениця-однозернянка14 Пшениця тверда28 Пшениця м’яка42 Кукурудза20 Картопля48 Горох14 Вишня32 Груша34 Яблуня34

Непрямий поділ еукаріотичних клітин. Процес поділу еукаріотичних клітин значно складніший порівняно з поділом прокаріотів. Еукаріотичні клітини розмножуються шляхом спеціально вироблених механізмів непрямого поділу — мітозу і мейозу.

Ускладнення генетичного апарату еукаріотів, наявність у їхніх клітинах не однієї, а багатьох молекул ДНК створило проблему їх рівномірного розподілу під час поділу. Для вирішення цієї проблеми в ході еволюції виник спеціальний механізм поділу — мітоз. Поява статевого розмноження призвела до виникнення мейозу — особливого типу клітинного поділу для утворення спеціалізованих статевих клітин.

Дізнайтеся більше. Число хромосом не залежить від кількості ДНК, що в них міститься. У 14-ти хромосомах американської амфібії Amphiuma у близько 30 разів більше ДНК, ніж у людини. Найменша хромосома амфібії більше найбільших хромосом людини.