Репродукція та розвиток

РЕПРОДУКЦІЯ ТА РОЗВИТОК

Клітинний цикл. Клітинний цикл – період існування клітини від початку одного поділу до наступного або від початку останнього поділу клітини до її смерті. Клітинний цикл охоплює власне поділ та інтерфазу – період від утворення клітини до початку наступного поділу (рис. 208). В інтерфазі виокремлюють три періоди – пресинтетичний, синтетичний та постсинтетичний. Найтриваліший період – пресинтетичний, під час якого клітини ростуть, утворюють потрібні для життєдіяльності речовини, запасають енергію. У цей період збільшується кількість органел клітин. Важливим є синтетичний період, під час якого утворюються копії молекул ДНК клітини, тобто відбувається реплікація (рис. 209). У постсинтетичний період тривають накопичення енергії, синтез РНК й білків. Періоди, з яких складається інтерфаза, тривають до 90 % часу всього клітинного циклу.

Типи поділу клітин. Мітоз – це спосіб поділу еукаріотичних клітин, за якого з однієї материнської клітини утворюються дві дочірні, що є її генетичними копіями. Він має чотири фази. Існує кілька варіацій цього процесу.

Фази мітозу. Профаза. Починає конденсуватися хроматин, формуються Х-подібні хромосоми. Центріолі клітинного центру починають розходитися до протилежних полюсів клітини; формується веретено поділу. Ядерна оболонка розпадається на дрібні мембранні пухирці, зникають ядерця. Метафаза. Унаслідок формування веретена поділу кожна хромосома розташовується на однаковій відстані від клітинних центрів, тобто в серединній, «екваторіальній» площині клітини. Анафаза. Ця фаза є найкоротшою. Парні хроматиди, що утворюють хромосому, розділяються й починають рухатися за допомогою мікротрубочок веретена поділу до різних полюсів клітини. Оскільки хроматиди утворені однаковими молекулами ДНК, до кожного полюса клітини прямує по одній копії кожної молекули ДНК материнської клітини. Телофаза. У заключній фазі дочірні хромосоми, що складаються з однієї хроматиди, досягають двох полюсів клітини. Навколо них формується ядерна оболонка. Далі відбувається поділ цитоплазми та формування двох нових клітин.

Мейоз – тип клітинного поділу, за якого вдвічі зменшується число хромосом (кількість молекул ДНК). Унаслідок мейозу з диплоїдної клітини утворюються гаплоїдні клітини (рис. 211). На відміну від мітозу, мейоз передбачає не один, а два послідовні поділи клітини. В інтерфазі, що передує початку мейозу, як і у випадку мітозу, відбувається реплікація, тобто клітина вступає в мейоз із удвічі збільшеним набором ДНК. Кожен поділ мейозу має чотири фази, які є подібними до мітотичних, але мають низку відмінностей. Перший поділ мейозу. Профаза I. Конденсується хроматин, формуються Х-подібні хромосоми, формується веретено поділу, руйнується ядерна оболонка. Фази мейозу. Метафаза I. В екваторіальній площині клітини розташовуються утворені в профазі І пари гомологічних хромосом. Анафаза I. На відміну від мітозу, до полюсів поділу розходяться не хроматиди, а цілі хромосоми. Телофаза I. Хромосоми досягають двох полюсів клітини, навколо них, як у мітозі, формується ядерна оболонка.

Фази мейозу. Другий поділ мейозу. Після завершення першого поділу дочірні клітини перебувають у короткому періоді спокою, після якого починається другий поділ. Важливим є те, що в цей час молекули ДНК не подвоюються. Другий поділ відбувається аналогічно мітозу. У результаті описаних процесів формуються чотири клітини з одинарним гаплоїдним набором хромосом (рис. 211). Біологічне значення мейозу полягає в зменшенні числа хромосом клітини, що необхідно для утворення статевих клітин. Рекомбінація ДНК під час кросинговеру урізноманітнює комбінації генів, що є одним з механізмів формування комбінативної мінливості.

Статеві клітини й запліднення. У більшості організмів виділяють різні за будовою чоловічі та жіночі статеві клітини. Невеликі чоловічі статеві клітини називають сперматозоїдами (якщо вони рухливі) або сперміями (якщо вони нерухливі). У ссавців сперматозоїди складаються з голівки, основну частину внутрішнього вмісту якої займає ядро, шийки та хвоста. Основою хвоста є джгутик, що забезпечує переміщення в просторі (рис. 215). У голівці сперматозоїдів ссавців є важлива мембранна органела – акросома. Вона заповнена ферментами, потрібними для розчинення захисних оболонок яйцеклітини. Жіночі статеві клітини називають яйцеклітинами. Вони містять багато цитоплазми, потрібної для забезпечення організму речовинами та енергією на ранніх стадіях ембріонального розвитку, а в деяких видів – упродовж усього цього періоду (рис. 215).

Формування статевих клітин у людини. Процес утворення статевих клітин називається гаметогенезом. Його основою є раніше проаналізований мейоз. Формування чоловічих статевих клітин називають сперматогенезом. Виділяють три його стадії. На першій клітини попередники сім’яних канальців сім'яників розмножуються мітозом, після чого деякі з них вступають у мейоз. По закінченні обох його поділів формуються гаплоїдні клітини, що поки не є зрілими сперматозоїдами. Дозрівання є третьою стадією: утворюються акросома та хвіст, конденсується хроматин. Зрілі сперматозоїди вивільняються в просвіт канальця. Утворення яйцеклітин називають овогенезом. Він відбувається у фолікулах яєчників.

Запліднення. Формування нового організму відбувається в результаті злиття статевих клітин, яке називають заплідненням. У людини сперматозоїди під час статевого акту потрапляють до статевих шляхів жінки. За допомогою джгутика хвоста сперматозоїди рухаються до маткових труб. Якщо вони досягають яйцеклітини, то можуть запліднити її. За допомогою вмісту акросоми розчиняються захисні оболонки, і сперматозоїд уводить у неї своє ядро. Після цього в мембрані яйцеклітини відбуваються зміни, що унеможливлюють злиття з нею іншого сперматозоїда. Гаплоїдні ядра яйцеклітини та сперматозоїда зливаються. З цього моменту клітина називається зиготою. Вона просувається за допомогою війкових клітин епітелію труб матки до її порожнини, де починається ембріональний розвиток нового організму.

Ембріогенез людини. Явище ембріональної індукціїВам уже відомо, що перший етап онтогенезу багатоклітинних тварин – ембріогенез (ембріональний розвиток) – можна поділити на кілька періодів: Дроблення;Бластуляція;Гаструляція;гістогенез (формування тканин); органогенез (формування органів) зародка.

Перший етап ембріонального розвитку називають дробленням. У цей час зигота послідовно ділиться шляхом мітозу. Особливість цього процесу полягає в тому, що під час інтерфази утворені клітини (їх називають бластомерами) не збільшуються в об’ємі (рис. 221). Усі утворені клітини зазнають поділу водночас, а тому після першого поділу зародок складається з 2 бластомерів, далі їх стає 4, потім 8, 16 і т. д. Утворені бластомери зрештою розташовуються по периметру сфери. У цей час зародок складається з одного шару клітин, усередині якого є порожнина. Цю стадію називають бластулою, а процес її утворення – бластуляцією. На наступній стадії зародок стає двошаровим – частина бластомерів формує внутрішній шар. Це може відбуватися в різні способи, один з яких – впинання частини зародка всередину. Цю стадію називають гаструлою, а процес – гаструляцією (рис. 221). Утворені шари клітин називають зародковими листками, зовнішній листок – ектодермою, внутрішній – ендодермою. Далі формується третій зародковий листок – мезодерма.

Наступний етап розвитку називають органогенезом: формуються органи та системи органів. Різні зародкові листки дають початок різним частинам організму. З ектодерми розвиваються зовнішні покриви та нервова система, з ендодерми – травний канал і дихальна система, а клітини мезодерми утворюють скелет, м’язи та частину внутрішніх органів.

Узагальнення

Дякую за увагу !!!