1 klausimas. Apibūdinkite lytinių ląstelių sandarą.
Lytinės ląstelės (gametos) yra dviejų tipų. Moteriškos lytinės ląstelės yra kiaušinėliai, vyriškosios lytinės ląstelės yra spermatozoidai. Kiaušiniai dideli, apvalūs, nejudrūs; juose gali būti maistinių medžiagų trynio pavidalu (ypač daug trynio yra žuvų, roplių ir paukščių kiaušiniuose). Spermatozoidai yra mažos, judrios ląstelės, kurios paprastai turi galvą, kaklą ir žvynelių uodegą, kad galėtų judėti. Mitochondrijos yra kakle, o branduolys, kuriame yra chromosomos, yra galvoje. Sėkliniuose augaluose vyriškos lytinės ląstelės yra pernešamos į kiaušinius specialia struktūra, vadinama žiedadulkių vamzdeliu. Dėl to jie neturi žvynelių ir yra vadinami spermatozoidais.
2 klausimas. Kas lemia kiaušinių dydį?
Kiaušinių dydis priklauso nuo to, ar juose nėra maistinių medžiagų. Kiaušialąstės, kuriose yra daug trynio (pavyzdžiui, paukščių), yra nuo kelių milimetrų iki 15 cm. Kiaušialąstės, kuriose beveik nėra maisto medžiagų, yra daug mažesnės. Savo ruožtu trynio kiekį lemia tai, ar apvaisintas kiaušinėlis vystosi savaime, ar embrionu rūpinasi motinos organizmas. Pastaruoju atveju didelio maisto tiekimo nereikia (placentinių žinduolių kiaušinėlių dydis yra tik 0,1-0,3 mm).
3 klausimas. Kokie laikotarpiai išskiriami lytinių ląstelių raidoje?
Vystantis lytinėms ląstelėms, jos išskiria:
dauginimosi laikotarpis – lytinių liaukų sienelių ląstelės aktyviai dalijasi mitozės būdu, formuojasi nesubrendusios lytinės ląstelės (pirmtakės); vyrams šis procesas prasideda prasidėjus brendimui ir trunka beveik visą gyvenimą, moterims baigiasi embrioniniu laikotarpiu;
augimo laikotarpis - padidėja pirmtakų ląstelių citoplazma, kaupiasi būtiniausios maistinės medžiagos ir statybinės medžiagos, DNR padvigubėja; šis procesas geriau išreikštas kiaušiniuose;
brendimo laikotarpis – vyksta mejozinis pirmtakų ląstelių dalijimasis, dėl kurio iš vienos diploidinės ląstelės susidaro keturios haploidinės ląstelės; spermatogenezės metu visos keturios ląstelės yra vienodos, vėliau virsta brandžiais spermatozoidais; oogenezėje susidaro trys mažos ląstelės (orientuojantys kūnai) ir viena didelė ląstelė (būsimas kiaušinėlis).
4 klausimas. Papasakokite, kaip spermatogenezės procese vyksta brendimo laikotarpis (mejozė); ovogenezė.
Spermatogenezės metu progenitorinė ląstelė dalijasi du iš eilės. Pirmojo dalijimosi metu susidaro dvi ląstelės, turinčios haploidinį chromosomų rinkinį (kiekvienoje chromosomoje yra dvi chromatidės). Prieš antrąjį padalijimą genetinės medžiagos padvigubėjimas neįvyksta. Dėl to susidaro keturios ląstelės – būsimi spermatozoidai, kurie palaipsniui įgauna brandžią išvaizdą ir tampa judrūs.
Ovogenezėje I mejozės fazė baigiasi embrioniniu periodu; tolimesni etapai eina tik po brendimo. Kartą per mėnesį viena iš ląstelių toliau vystosi. Dėl pirmojo dalijimosi susidaro didelė kiaušinėlio pirmtako ląstelė ir mažas poliarinis kūnas, kurie patenka į antrąjį padalijimą. II metafazės stadijoje kiaušialąstės pirmtakas ovuliuoja – jis palieka kiaušidę ir patenka į pilvo ertmę, o po to į kiaušintakį. Antrasis mejozinis dalijimasis baigiamas tik tuo atveju, jei įvyko apvaisinimas. Priešingu atveju nesusiformavusi moteriškoji lytinė ląstelė miršta ir pasišalina iš organizmo. Po kurio laiko miršta ir poliariniai kūnai. Jų vaidmuo – pašalinti genetinės medžiagos perteklių ir perskirstyti maistines medžiagas (beveik visos jos patenka į kiaušinėlį).
5 klausimas. Išvardykite skirtumus tarp mejozės ir mitozės.
Mejozė, skirtingai nei mitozė, susideda iš dviejų padalijimų. I fazė yra daug ilgesnė nei mitozės fazė. Šioje mejozės stadijoje vyksta homologinių chromosomų konjugacija; jie gali keistis svetainėmis, o tai lemia paveldimos informacijos rekombinaciją. Nėra genetinės medžiagos dubliavimo tarp pirmojo ir antrojo mejozės padalijimo.
Esminis skirtumas tarp mejozės yra tas, kad I anafazėje į skirtingus ląstelės polius išsiskiria ne chromatidės (kaip mitozės anafazėje), o homologinės chromosomos. Būtent šiuo momentu įvyksta diploidinės chromosomų rinkinio transformacija į haploidinę.
Esant tokiam neatitikimui besiformuojančiose ląstelėse, susidaro atsitiktinis motinos ir tėvo chromosomų derinys, lemiantis būsimų lytinių ląstelių genetinę įvairovę. Kitaip tariant, dėl mejozės atsiranda genetiškai skirtingos ląstelės, o po mitozės visos dukterinės ląstelės yra identiškos pradinei motinai.
6 klausimas. Kokia yra mejozės biologinė prasmė ir reikšmė?
Biologinė mejozės prasmė yra išlaikyti chromosomų skaičiaus pastovumą keliose kartose. Mejozės reikšmė slypi tame, kad ji sukuria galimybę lytiškai daugintis, nes būtent dėl mejozės susidaro haploidinės gametos. Apvaisinimo metu tokios gametos susilieja, o tai lemia diploidijos atkūrimą. Nesant mejozės, diploidinių ląstelių susiliejimas padvigubintų chromosomų skaičių kiekvienoje iš eilės kartoje. Be to, dėl homologinių chromosomų sekcijų rekombinacijos I fazėje, taip pat atsitiktinės chromosomų segregacijos I anafazėje, didėja palikuonių genetinė įvairovė.
Daugialąsčių atsiradimą lydi kūno audinių specializacija: kartu su somatinių audinių (kaulų, raumenų, jungiamųjų ir kt.) atsiradimu izoliuojamas audinys, iš kurio atsiranda lytinės ląstelės, generatyvinis audinys. Lytinis dauginimasis atsirado evoliucijos procese kaip aukščiausia organizmų dauginimosi forma, leidžianti padauginti palikuonių, o, svarbiausia, lytinis dauginimasis buvo būtina daugelio paveldimo kintamumo formų atsiradimo sąlyga. Šie du veiksniai iš esmės prisidėjo prie natūralios stipriausių individų atrankos ir taip reikšmingai nulėmė evoliucinių transformacijų greitį.
Lytinio augalų ir gyvūnų (taip pat ir žmonių) dauginimosi metu tęstinumas tarp kartų užtikrinamas tik per lytines ląsteles – kiaušinėlį ir spermatozoidus. Jei kiaušialąstė ir spermatozoidas turėtų visą organizmo ląstelėms būdingų genetinių savybių rinkinį (2n2c), tai jiems susijungus susidarytų organizmas su dvigubu rinkiniu (4n4c). Pavyzdžiui, žmogaus kūno somatinėse ląstelėse yra 46 chromosomos. Jei žmogaus kiaušinėlis ir spermos ląstelė turėtų po 46 chromosomas, jų susiliejimas sudarytų zigotą su 92 chromosomomis. Kitoje kartoje atsiras palikuonys su 184 chromosomomis ir pan.
Tuo pačiu metu gerai žinoma, kad chromosomų skaičius yra griežta rūšies charakteristika, o jų skaičiaus pasikeitimas arba sukelia organizmo mirtį ankstyvosiose embriono vystymosi stadijose, arba sukelia sunkias ligas. Taigi, formuojantis lytinėms ląstelėms, turi veikti mechanizmas, dėl kurio chromosomų skaičius sumažėja lygiai du kartus. Šis procesas yra mejozė (iš graikų meiosis – redukcija).
Mejozė apima du iš eilės dalijimus. Dėl pirmojo padalijimo chromosomų skaičius branduolyje sumažėja lygiai perpus. Štai kodėl pirmasis mejozės dalijimasis kartais vadinamas redukciniu, t.y. mažėjančiu. Antrasis mejozės padalijimas iš esmės kartoja mitozę ir vadinamas kiekybiniu (išlyginamuoju) padalijimu. Mejozė susideda iš nuoseklių fazių, kurių metu chromosomose vyksta specifiniai pokyčiai (II.3 pav.). Su pirmuoju skyriumi susijusios fazės žymimos romėnišku skaitmeniu I, o susijusios su antruoju – skaičiumi II.
Kiekviename mejozės skyriuje, pagal analogiją su mitoze, yra profazė, metafazė, anafazė ir telofazė.
Mejozėje susidaro keturios haploidinės ląstelės, vadinamos gametomis. Paveikslėlyje pavaizduotos trys chromosomų poros.Pirmasis padalijimas apima branduolio pokyčius nuo I profazės iki I telofazės.
I fazė turi esminių skirtumų nuo mitozės fazės. Jį sudaro penkios pagrindinės stadijos: leptotenai, zigotenai, pachitenai, diplotenai ir diakinezė.
Ankstyviausia I fazės stadija yra leptotenas. Šiame etape atsiranda plonos susuktos chromosomų gijos. Šviesos mikroskopu matomų gijų skaičius lygus diploidiniam chromosomų skaičiui. Dviguba chromosomų gijų struktūra (seserinės chromatidės) palaipsniui atsiskleidžia stiprėjant spiralizacijai.
Zigotenos stadijoje vyksta abipusis porinių arba homologinių chromosomų trauka (konjugacija), iš kurių vieną įvedė tėvo lytinė ląstelė, kitą – motina. Mitozėje tokio proceso nėra. Konjuguota chromosomų pora vadinama dvivalente. Jame yra keturios chromatidės, tačiau jos dar nėra matomos pro mikroskopą.
Pachiteno stadija yra ilgiausia pirmojo padalijimo fazės stadija. Tolesnė spiralizacija veda prie chromosomų sustorėjimo. Dviguba chromosomų struktūra tampa aiškiai atskiriama: kiekviena chromosoma susideda iš dviejų chromatidžių, kurias vienija vienas centromeras. Keturios chromatidės, poromis sujungtos dviem centromerais, sudaro tetradą. Pachiteno stadijoje galima pamatyti branduolius, pritvirtintus prie tam tikrų chromosomų dalių (antrinių susiaurėjimų regionų).
Kitame etape - diplotenas - prasideda anksčiau konjuguotų chromosomų atstūmimo vienas nuo kito procesas. Šis procesas prasideda nuo centromeros srities. Seserinių chromatidžių sąlyčio taškai tarsi nuslysta iki chromosomų galų, sudarydami X formos figūras, vadinamas chiasmata. Chiasmato formavimąsi lydi keitimasis homologinėmis chromatidžių sekcijomis. Chiasmatos susidarymas žymiai padidina paveldimą kintamumą dėl chromosomų atsiradimo su naujais alelių deriniais dėl kryžminimo.
Paskutinė I fazės stadija yra diakinezė. Diakinezėje didėja chromosomų spiralizacija, mažėja chiasmų skaičius dėl jų judėjimo į chromosomų galus. Bivalentai pereina į pusiaujo plokštumą. Branduolio apvalkalas ir branduolys išnyksta. Galutinis dalijimosi veleno susidarymas užbaigia I fazę.
I metafazėje dvivalentės išsirikiuoja ląstelės pusiaujo plokštumoje ir sudaro metafazės plokštę. Chromosomos yra stipriai spiralizuotos – sustorėjusios ir sutrumpėjusios. Bivalentų skaičius yra perpus mažesnis nei chromosomų skaičius somatinėje organizmo ląstelėje, t.y. lygus haploidiniam skaičiui.
I anafazėje homologinės chromosomos, kurių kiekviena susideda iš dviejų seserinių chromatidžių, išsiskiria į priešingus ląstelės polius. Dėl to chromosomų skaičius kiekvienoje dukterinėje ląstelėje sumažėja lygiai perpus. Tuo pačiu metu tiek „tėvo“, tiek „motinos“ dvivalentės chromosomos su vienoda tikimybe gali patekti į bet kurią iš dukterinių ląstelių.
I telofazė yra labai trumpa. Jam būdingas naujų branduolių ir branduolinės membranos susidarymas.
Po to seka ypatingas laikotarpis – interkinezė. Interkinezėje, skirtingai nei mitozės tarpfazėje, nėra 8 periodo, todėl nėra DNR replikacijos ir chromosomų skaičiaus padvigubėjimo. Seserų chromatidės jau padvigubėja prieš II fazę.
Po interkinezės seka antrasis mejozinis padalijimas – lygtis, susidedanti iš tų pačių fazių kaip ir mitozė. Jau antrojo mejozinio dalijimosi pradžioje ląstelėje yra 23 chromosomos, kurių kiekviena susideda iš dviejų seserinių chromatidžių. II fazėje susidaro nauja dalijimosi verpstė, II metafazėje chromosomos vėl išsidėsto ląstelės pusiaujo plokštumoje. II anafazės metu dėl centromeros dalijimosi seserinės chromatidės nukrypsta į polius, o II telofazėje susidaro dukterinės ląstelės su haploidiniu chromosomų skaičiumi.
Taigi, diploidinė ląstelė, patekusi į mejozę, sudaro keturias dukterines ląsteles su haploidiniu chromosomų rinkiniu.
Biologinė mejozės reikšmė yra tokia.
1. Mejozė užtikrina kelių lytiškai besidauginančių organizmų kartų tęstinumą, o mitozė atlieka tą pačią užduotį keliose ląstelių kartose.
2. Mejozė yra vienas iš svarbiausių lytinio dauginimosi proceso etapų.
3. Mejozės procese chromosomų skaičius sumažėja nuo diploidinio skaičiaus (žmonėms – 46) iki haploidinio skaičiaus (23).
4. Mejozė suteikia kombinacinį paveldimą kintamumą, kuris yra būtina sąlyga žmonių genetinei įvairovei ir kiekvieno individo genetiniam unikalumui. Kombinuotas genetinis kintamumas mejozės procese atsiranda dėl dviejų įvykių: atsitiktinio nehomologinių chromosomų pasiskirstymo ir kryžminimo, ty abipusio homologinių chromatidžių sričių mainų formuojant chiasmatas.
5. Mejozė vadinama brendimo dalijimusi, nes žmogaus, kaip ir kitų eukariotų, lytinių ląstelių (lytinių ląstelių) susidarymas yra susijęs su chromosomų skaičiaus sumažėjimu.
Formuojantis gametoms, t.y. lytinės ląstelės – spermatozoidai ir kiaušialąstės – vyksta ląstelių dalijimasis, vadinamas mejoze – privaloma lytinio proceso grandis. Ląstelės patenka į mejozę po DNR replikacijos.Mejozė(redukcijos dalijimasis) - ląstelių dalijimosi metodas, dėl kurio chromosomų skaičius sumažėja (sumažėja) per pusę, o viena diploidinė ląstelė (turinti du chromosomų rinkinius) po dviejų greitai nuoseklių dalijimųsi sukelia 4 haploidas (turintis vieną chromosomų rinkinį). Dėl apvaisinimo įvyksta diploidinio chromosomų skaičiaus atstatymas.
Sparčiai vykstanti mejozė būdinga vyriškoms lytinėms ląstelėms (spermatozams, spermatozoidams) formuotis. Žinduolių, įskaitant. ir žmogaus formuojantis moteriškoms lytinėms ląstelėms (kiaušidėms), mejozė sustoja iki kelerių metų ir baigiasi tik apvaisinimo metu.
mejozės stadijos. Mejozė atsiranda dėl dviejų nuoseklių pirminės diploidinės ląstelės dalijimosi. Kiekviena iš jų apima keturias fazes – profazę, metafazę, anafazę, telofazę. Visos pirmojo mejozinio padalijimo fazės žymimos skaičiumi I, o visos antrojo padalijimo fazės – skaičiumi II. Pradinėje ląstelėje yra diploidinis chromosomų rinkinys, kuris vėliau padvigubėja, kai homologinės chromosomos susijungia, o tai yra pagrindinis mejozės įvykis. Jie sudaro dvivalentį (lot. – dvigubas ir valens – stiprus). Tada seka du pasiskirstymai: pirmajame dalijasi dvivalentės ir homologinės chromosomos pereina į polius, antrajame atsiskiria dvigubos chromosomos. Taip susidaro keturios haploidinės ląstelės – sumažėja chromosomų skaičius. Chromosomų redukciją lydi jų rekombinacija, nes dalijimosi metu kiekvienas bivalentas yra atsitiktinai orientuotas polių atžvilgiu. Galimų orientacijos variantų skaičius priklauso nuo chromosomų skaičiaus haploidiniame rinkinyje. Bet jei mitozės metu kiekvienoje chromosomoje chromatidės paprasčiausiai skiriasi, tai mejozės metu chromosoma (sudaryta iš dviejų chromatidžių) yra glaudžiai susipynusi su savo dalimis su kita jai homologiška chromosoma (taip pat susidedančia iš dviejų chromatidžių) ir pirmasis mejozės dalijimasis, įvyksta kryžminimas – keičiasi homologinėmis chromosomų sritimis. Tada chromosomos išsiskiria ir susidaro ląstelės su diploidiniu chromosomų rinkiniu, tačiau šių chromosomų sudėtis jau skiriasi nuo pradinės, jose įvyko rekombinacija. Pirmasis mitozės dalijimasis baigiamas, o antrasis – be DNR sintezės, todėl šio dalijimosi metu DNR kiekis sumažėja perpus. Iš pradinių ląstelių, turinčių diploidinį chromosomų rinkinį, atsiranda gametos su haploidiniu rinkiniu.
Pirmojo mejozės padalijimo ypatybės. 1 tarpfazėje DNR padvigubėja, o ląstelės patenka į mejozę su chromosomų rinkiniu 2n4c. Pirmoji mejozės fazė, I fazė, yra pati sudėtingiausia ir ilgiausia (žmonėms – 22,5 dienos) ir skirstoma į 5 etapus.
Leptotenas yra plonų gijų stadija: chromosomos yra silpnai spiralizuotos ir ilgiausios.
Zigotena – homologinių chromosomų konjugacijos (porinio ryšio) pradžios stadija; tuo pačiu metu homologiniai chromomerai yra tarpusavyje traukiami ir griežtai išsirikiuoja vienas prieš kitą. Kiekviena chromosomų pora vadinama dvivalente (jų skaičius lygus haploidiniam chromosomų skaičiui.
Pachitenas – storų siūlų stadija, gali trukti kelias dienas. Šiame etape įvyksta kryžminimas.
Diplotenas yra chromosomų segregacijos stadija. Diplotene homologinės chromosomos pradeda atstumti viena kitą ir lieka sujungtos tik chiasmato vietose. Kiaušidėse (besivystančiose kiaušinėliuose) diplotenas gali ištempti mėnesius ar metus, nes. būtent šiame etape chromosomos kondensuojasi ir sintetina RNR, aprūpindamos kiaušinėlį atsarginėmis medžiagomis.
Diakinezė – kiekvienoje dvivalenčioje chromatidėje yra keturios atskiros chromatidės, kurių kiekviena seserinių chromatidžių pora yra sujungta centromeru, o neseserinės chromatidės, kurios buvo susikertančios, yra sujungtos chiasmata. Ląstelėje šioje fazėje susidaro dalijimosi verpstė, centrioliai pasislenka į polius, suyra branduolio apvalkalas, tetrados juda ląstelės centro link.
I metafazėje dvivalentės išsirikiuoja pusiaujo plokštumoje, homologinės chromosomos centromerų srityje tolsta viena nuo kitos, o peties srityje lieka sujungtos. Verpstės skaidulos prisitvirtina prie homologinių chromosomų centromerų.
I anafazėje homologinės chromosomos suklio sriegių pagalba atsitiktinai nukrypsta link polių. Dėl to chromosomų divergencijos metu galimų kombinacijų skaičius yra 2n, kur n yra chromosomų porų skaičius.
I telofazėje kiekviename poliuje prasideda chromosomų despiralizacija ir dukterinių branduolių bei ląstelių formavimasis.
Antrojo mejozės padalijimo ypatumai. Po trumpos II interfazės (1p2s), kurioje chromosomos nesidubliuoja, greitai įvyksta antrasis dalijimasis – II fazė, II anafazė ir II telofazė. Dėl to iš kiekvienos diploidinės ląstelės, patenkančios į mejozę, susidaro keturi haploidiniai branduoliai.
Profazėje II (1n2c) išilgai branduolio periferijos išsidėsčiusios į siūlus panašios chromosomos, vienavalentės, susidaro dalijimosi verpstė. Chromosomos artėja prie pusiaujo plokštumos, ląstelė patenka į II metafazę (1p2c). II anafazėje (2n2s) chromatidės atsiskiria ir veleno sriegiais pernešamos iš pusiaujo plokštumos į priešingus polius. II telofazės metu (1c) chromosomos plonėja, susidaro siūlai, o poliuose susidaro dukterinių ląstelių branduoliai.
Dėl antrojo (lyginio) padalijimo chromatidės išsiskiria į skirtingas ląsteles ir kiekviena iš 4 seserinių ląstelių gauna po vieną chromatidę. Dėl to iš dviejų I mejozės ląstelių II mejozės telofazėje susidaro keturios dukterinės subrendusios gametos, kurių kiekviena turi haploidinį chromosomų skaičių.
Biologinė mejozės reikšmė:
. išlaikant kariotipo pastovumą keliose tam tikros rūšies organizmų kartose;
. chromosomų ir genų rekombinacijos galimybės lytinio proceso metu užtikrinimas;
. atnaujintos genetinės sudėties chromosomų susidarymas dėl homologinių chromosomų kryžminimo;
. paveldimo lytinių ląstelių heterogeniškumo pasiekimas, tk. Pirmojo mejozinio dalijimosi metu pora homologinių chromosomų palieka motinos chromosomą vienai iš dviejų gametų, o tėvo chromosomą – kitai.
lytinės ląstelės (gametos) vystosi lytiniuose (generatyviniuose) organuose ir atlieka itin svarbų vaidmenį: užtikrina paveldimos informacijos perdavimą iš tėvų palikuonims. Lytinio dauginimosi metu dėl apvaisinimo dvi lytinės ląstelės (vyriškos ir patelės) susilieja ir sudaro vieną ląstelę - zigotą, kurios vėlesnis dalijimasis lemia dukterinio organizmo vystymąsi.
Paprastai ląstelės branduolyje yra du chromosomų rinkiniai – vienas iš vieno ir kito tėvo – 2n (lotyniška raidė „n“ reiškia vieną chromosomų rinkinį). Tokia ląstelė vadinama diploidas (iš graikų kalbos. diploos- "dvigubas" ir eidos- „žiūrėti“). Galima daryti prielaidą, kad susiliejus dviem branduoliams, naujai susidariusioje ląstelėje (zigotoje) bus ne du, o keturi chromosomų rinkiniai, kurie su kiekvienu tolesniu zigotų atsiradimu vėl padvigubės. Įsivaizduokite, kiek chromosomų tada susikauptų vienoje ląstelėje! Tačiau gyvojoje gamtoje to nebūna: kiekvienos rūšies chromosomų skaičius lytinio dauginimosi metu išlieka pastovus. Taip yra dėl to, kad lytinės ląstelės susidaro specialiu pasidalijimu. Dėl to į kiekvienos lytinės ląstelės branduolį patenka ne dvi (2n), o tik viena chromosomų pora (1n), tai yra pusė to, kas buvo ląstelėje iki jos dalijimosi. Ląstelės, turinčios vieną chromosomų rinkinį, ty turinčios tik pusę kiekvienos chromosomų poros, vadinamos haploidas (iš graikų kalbos. laimingas- "paprastas", "vienasis" ir eidos- „žiūrėti“).
Lytinių ląstelių dalijimosi procesas, dėl kurio branduolyje yra perpus mažiau chromosomų, vadinamas mejozė (gr. mejozė- "mažinti"). Chromosomų skaičius branduolyje sumažėja perpus (vadinamasis redukcija) formuojantis tiek vyriškoms, tiek moteriškoms lytinėms ląstelėms. Apvaisinimo metu susiliejus lytinėms ląstelėms zigotos branduolyje vėl susidaro dvigubas chromosomų rinkinys (2n).
Mejozė gyvajame pasaulyje turi didelę reikšmę. Mejozės procese (skirtingai nuo mitozės) susidaro dukterinės ląstelės, kuriose chromosomų yra perpus mažiau nei motininėse ląstelėse, tačiau dėl tėvo ir motinos chromosomų sąveikos jose visada atsiranda naujų, unikalių chromosomų derinių. Šie palikuonių deriniai išreiškiami naujais bruožų deriniais. Atsirandantis chromosomų derinių rinkinys padidina rūšies gebėjimą prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų, o tai labai svarbu evoliucijai.
Mejozės pagalba susidaro lytinės ląstelės su mažesniu chromosomų rinkiniu ir kokybiškai kitokiomis genetinėmis savybėmis nei pirminių ląstelių.
Mejozė, arba redukcinis dalijimasis, yra dviejų savotiškų ląstelių dalijimosi etapų, be pertraukų sekančių vienas kitą, derinys. Jie vadinami mejozė I (pirmasis divizionas) ir mejozė II (antrasis divizionas). Kiekvienas etapas turi keletą etapų. Fazių pavadinimai yra tokie patys kaip mitozės fazių. Prieš dalijimąsi stebimos tarpfazės. Tačiau DNR dubliavimasis mejozėje įvyksta tik prieš pirmąjį dalijimąsi.
Pirmoje tarpfazėje (prieš pirmąjį mejozės dalijimąsi) padidėja ląstelių dydis, padvigubėja organelės ir DNR dubliavimas chromosomose.
Pirmasis padalijimas (I mejozė) prasideda I fazė, kurio metu šviesos mikroskopu aiškiai matomos dubliuotos chromosomos (turinčios po dvi chromatides). Šiame etape tas pats ( homologiškas) chromosomos, bet kilusios iš tėvo ir motinos lytinių ląstelių branduolių, artėja viena prie kitos ir „sulimpa“ per visą ilgį į poras. Homologinių chromosomų centromerai (susiaurėjimai) yra vienas šalia kito ir elgiasi kaip vienas vienetas, laikydamas keturias chromatides kartu. Tokios tarpusavyje susijusios homologinės pasikartojančios chromosomos vadinamos pora arba dvivalentis(iš lat. bi- "dvigubas" ir valens- „stiprus“).
Homologinės chromosomos, sudarančios dvivalentę, tam tikruose taškuose yra glaudžiai susijusios viena su kita. Tokiu atveju gali įvykti DNR grandžių sekcijų pasikeitimas, dėl kurio chromosomose susidaro nauji genų deriniai. Šis procesas vadinamas perėjimas (Anglų) perėjimas- "kirsti"). Kryžminimas gali sukelti didelių ar mažų homologinių chromosomų dalių rekombinaciją su keliais genais arba vieno geno dalimis DNR molekulėse.
Dėl kryžminimo paaiškėja, kad lytinėse ląstelėse yra chromosomos, turinčios kitų paveldimų savybių, palyginti su tėvų lytinių ląstelių chromosomomis.
Kryžminimosi reiškinys turi esminę biologinę reikšmę, nes padidina palikuonių genetinę įvairovę.
I profazėje (chromosomose, branduolyje) vykstančių procesų sudėtingumas lemia ilgiausią šios mejozės stadijos trukmę.
^iii. Mejozė. Lytinių ląstelių susidarymas.
Mejozė yra lytinio dauginimosi pagrindas.
I mejozinis skyrius.
II mejozinis padalijimas.
Biologinė mejozės reikšmė.
1. Mejozė yra lytinio dauginimosi pagrindas.
Specifinis ląstelių dalijimasis, gaminantis lytines ląsteles mejozė.
Rūšinis chromosomų skaičiaus pastovumas ląstelėse išlaikomas dėl mitozės, prieš kurią vyksta DNR sintezė ir kiekvienoje chromosomoje susidaro dvi chromatidės. Kaip išlaikoma chromosomų skaičiaus pastovumas lytinio dauginimosi metu, nes visos somatinės ląstelės turi diploidų, o subrendusios lytinės ląstelės turi tik pusę, t.y. haploidas, taigi chromosomų skaičius ir pusė DNR kiekio?
Chromosomų skaičiaus sumažėjimas per pusę įvyksta lytinių ląstelių brendimo procese. Abu padalijimas, vykstantis brendimo zonoje, reiškia du mejozės skyrius.
Abu mejozės skyriai apima tas pačias fazes kaip ir mitozę: profazę, metafazę, anafazę, telofazę. Prieš pirmąjį mejozės dalijimąsi lytinėse ląstelėse, esančiose brendimo zonoje, vyksta DNR sintezė, taigi ir chromosomų padvigubėjimas, t.y. dviejų chromatidžių susidarymas.
^ 2. I mejotinis padalijimas.
Pirmojo mejozės dalijimosi fazėje chromosomos spiralizuojasi. Profazės pabaigoje, kai baigiasi spiralizacija, chromosomos įgauna jiems būdingą formą ir dydį. Kiekvienos poros chromosomos, t.y. homologiški, jungiasi vienas su kitu per visą ilgį, kad susidarytų dvivalentės ir susisuktų. Šis homologinių chromosomų sujungimo procesas vadinamas konjugacija.
Konjugacijos metu tarp kai kurių homologinių chromosomų vyksta keitimosi sekcijomis – genais procesas, o tai reiškia ir paveldimos informacijos mainus. Keitimasis identiškomis homologinių chromosomų sekcijomis - perėjimas. Kryžminimo procesas yra atsitiktinis. Po konjugacijos ir kryžminimo homologinės chromosomos atsiskiria viena nuo kitos. Branduolio apvalkalas ištirpsta, branduolys išnyksta ir susidaro dalijimosi velenas.
Kai chromosomos visiškai atsiskiria, baigiasi dalijimosi verpstės formavimasis, prasideda mejozės metafazė ir dvivalentės (chromosomų pora) išsidėsto pusiaujo plokštumoje.
Prie kiekvienos chromosomos pritvirtinti veleno sriegiai. Tada ateina mejozės anafazė, o ne pusės kiekvienos chromosomos, įskaitant vieną chromatidę, kaip mitozės atveju, patenka į ląstelės polius, o ištisos chromosomos, kurių kiekviena susideda iš dviejų chromatidžių. Vadinasi, tik viena iš kiekvienos homologinių chromosomų poros patenka į dukterinę ląstelę.
Telofazėje susidaro dvi ląstelės su sumažintu haploidiniu chromosomų rinkiniu.
Dėl I mejozinio dalijimosi ląstelėje sumažėja chromosomų skaičius perpus, susidaro haploidiniai gametų pirmtakai, tačiau jų chromosomos susideda iš dviejų chromatidžių, t.y. turi dvigubai daugiau DNR.
^ 3. II mejozinis padalijimas.
Po pirmojo dalijimosi įvyksta antrasis mejozės dalijimasis, o prieš šį dalijimąsi nevyksta DNR sintezė
Juk net pirmojo mejozės dalijimosi metu ištisos chromosomos, kurių kiekviena turi po dvi chromatides, išsisklaidydavo į dukterinių ląstelių polius. Po trumpos profazės chromosomos (kartais profazės nėra), susidedančios iš dviejų chromatidžių, antrojo padalijimo metafazėje yra pusiaujo plokštumoje ir yra pritvirtintos prie veleno gijų. Procesas vyksta vienu metu dviejose dukterinėse ląstelėse. Anafazėje chromatidės išsiskiria į priešingus ląstelės polius ir kiekvienoje dukterinėje ląstelėje yra viena dukterinė chromosoma. DNR ir chromosomų skaičius dukterinėse ląstelėse išsilygina. Taigi spermoje ir kiaušinėliuose chromosomų skaičius sumažėja perpus.
Telofazėje susidaro keturios dukterinės ląstelės, formuojasi branduoliai, pertvaros (augalų ląstelėse) arba susiaurėjimai (gyvūnų ląstelėse).
Dėl II mejozinio dalijimosi susidaro keturios ląstelės su haploidiniu rinkiniu - vienos chromatidinės chromosomos arba gametos.
^ 4. Biologinė mejozės reikšmė.
Biologinė mejozės esmė – perpus sumažinti chromosomų skaičių ir suformuoti haploidines gametas. Kai lytinės ląstelės susilieja, susidaro diploininė zigota.
Mejozė užtikrina kariotipo pastovumą keliose tam tikros rūšies organizmų kartose.
Mejozės metu homologinės chromosomos susikerta ir keičiasi. Kiekvienos poros chromosomos skiriasi atsitiktinai, nepriklausomai nuo kitų porų. Mejozė užtikrina lytinių ląstelių genetinės sudėties įvairovę, t.y. mejozė yra pagrindinis šios rūšies organizmų įvairovės šaltinis.
Kai kuriais atvejais dėl mejozės proceso pažeidimo, kai homologinės chromosomos nesiskiria, lytinės ląstelės gali turėti abi homologines chromosomas arba jų visai nebūti. Tai sukelia rimtus organizmo vystymosi sutrikimus, o ateityje ir jo mirtį.
Priekinė apklausa:
1. Kaip vyksta mejozė?
2. Kuo skiriasi mejozė ir mitozė?
3. Kas yra chromosomų konjugacija ir kokia jos reikšmė?
4. Kas yra perėjimas ir kokia jo reikšmė?
5. Kokia yra biologinė mejozės esmė?
^IV. Tręšimas. Lytinio dauginimosi raida.
Tręšimas – „dvigubo tręšimo“ apibrėžimas, esmė, sąvoka.
Partenogenezė – apibrėžimas, esmė.
Seksualinis dimorfizmas – apibrėžimas, esmė.
Hermafroditai – apibrėžimas, esmė.
Dirbtinis apvaisinimas ir embriono perkėlimas.
Lytinio dauginimosi raida.
Tręšimas – „dvigubo tręšimo“ apibrėžimas, esmė, sąvoka.
^ Apvaisinimo esmė: zigotos branduolyje visos chromosomos vėl susiporuoja; kiekvienoje homologinių chromosomų poroje viena chromosoma yra tėvinė, kita – motininė. Apvaisinimo metu atkuriamas diploidinis chromosomų rinkinys, būdingas kiekvieno organizmo tipo somatinėms ląstelėms.
Tręšimo procesas susideda iš trijų etapų:
spermatozoidų įsiskverbimas į kiaušinėlį;
haploidinių gametų susiliejimas, kad susidarytų zigota;
zigotos aktyvinimas fragmentacijai ir vystymuisi.
Biologinė tręšimo reikšmė. Tręšimas yra išorinis ir vidinis. Moterų ir vyrų lytinių ląstelių vystymasis ir apvaisinimas vyksta moterų ir vyrų lytiniuose organuose. Susiliejus moteriškoms ir vyriškoms lytinėms ląstelėms, susidaro naujas organizmas, turintis motinos ir tėvo požymius. Taigi dėl apvaisinimo kiekvieną kartą zigotoje susidaro unikalus, unikalus genų derinys. Genetinis unikalumas yra rūšies individų įvairovės pagrindas.
"^ Dvigubas tręšimas". Gaubtasėkliuose vyriškos lytinės ląstelės yra neaktyvios ir vadinamos spermatozoidais. Kiaušialąstė yra nejudri, ji susidaro embriono maišelyje, esančiame kiaušialąstėje. Embriono maišelyje, be haploidinio kiaušinėlio, yra viena diploidinė ląstelė, kuri dalyvauja apvaisinimo procese ir yra embriono maišelio centre, ir kelios kitos haploidinės ląstelės.
Spermatozoidai vystosi žiedadulkių grūduose (ant kuokelių). Žiedadulkių vamzdelis perneša spermą į embriono maišelį, kur vyksta apvaisinimas. Žiedadulkių vamzdelyje yra du spermatozoidai. Kai žiedadulkių vamzdelis patenka į embriono maišelį, vienas spermatozoidas susilieja su kiaušialąste ir susidaro diploidinė zigota, iš kurios išsivysto embrionas. Antrasis spermatozoidas susilieja su diploidine centrine ląstele, todėl atsiranda nauja ląstelė su triploidiniu branduoliu, t.y. jame yra trys chromosomų rinkiniai. Iš jo išsivysto sėklos endospermas. Šis universalus visų gaubtasėklių lytinis procesas vadinamas dvigubu apvaisinimu. Jis buvo atidarytas 1898 m. S. G. Navašinas.
^ Biologinė dvigubo apvaisinimo reikšmė gaubtasėkliams yra ta, kad endospermo vystymasis prasideda tik tada, kai įvyksta kiaušinėlio apvaisinimas. Triploidinis gaubtasėklių endospermas yra rezervinė maistinė medžiaga besivystančiam embrionui. Be to, tai apima paveldimus motinos ir tėvo organizmų polinkius.
^ 2. Partenogenezė – apibrėžimas, esmė.
Partenogenezė- organizmo vystymasis iš neapvaisinto kiaušinėlio. Partenogenezė natūraliai vyksta daugelyje augalų ir gyvūnų rūšių. Pavyzdžiui, tarp augalų jis žinomas kiaulpienėse, vanaguose. Tarp gyvūnų partenogenezė yra plačiai paplitusi rotiferiuose, sūraus vandens sūrymo krevetėse, gėlavandenių dafnijų kladoceranuose, amaruose ir bitėse. Tranai (patinai) vystosi bičių šeimos sudėtyje per partenogenezę. Yra natūrali (atsiranda gamtoje) arba dirbtinė (atliekama dirbtinėmis sąlygomis. Pavyzdžiui, Tichomirovas skatino šilkaverpio vystymąsi; Lebas – jūros ežio vystymąsi; Bataillon – varlės vystymasis) partenogenezė.
^ 3. Lytinis dimorfizmas – apibrėžimas, esmė.
seksualinis dimorfizmas– reiškinys, pastebėtas dvinamis organizmuose, kai patelės ir patinai skiriasi viena nuo kitos išvaizda, elgesiu ar kitomis savybėmis. Tai rodo, kad moterys ir vyrai atlieka skirtingas funkcijas. Paprastai patinai dažniau turi ryškių ženklų.
^ 4. Hermafroditai – apibrėžimas, esmė.
Organizmai, kurie tame pačiame individe vysto ir vyriškas, ir moteriškas gametas hermafroditai. Jis atsiranda tarp moliuskų, plokščiųjų kirmėlių ir anelidų, tačiau gali pasireikšti gyvūnams ir žmonėms kaip patologinė būklė.
^ 5. Dirbtinis apvaisinimas ir embriono perkėlimas.
Šiuo metu žemės ūkio praktikoje naudojamas dirbtinis apvaisinimas – dirbtinis gamintojo spermos įvedimas į moters lytinius organus. Tai įmanoma dėl spermos išsaugojimo šaldytoje formoje metodo.
1978 metais Užfiksuotas pirmasis atvejis, kai vaikas gimė „iš mėgintuvėlio“.
Embriono perkėlimo etapai:
kiaušialąstės pašalinimas iš kiaušidės chirurginiu būdu;
apvaisinimas spermatozoidu;
embriono auginimas mėgintuvėlyje;
embriono perkėlimas į gimdą, hormoniškai paruoštas embriono implantavimui.
Evoliucijos eigoje lytinis dauginimasis patyrė tam tikrą raidą. Iš pradžių lytinės ląstelės buvo vienodo dydžio ir formos. Vėliau susiformavo makrogametos – kiaušinėlio prototipai ir mikrogametos – spermatozoidų prototipai (randami amebose ir sporozoanuose). Lygiagrečiai su lytinių ląstelių diferenciacija vystosi lytinis dimorfizmas – lytinių ląstelių ir individų sandaros skirtumai.
Priekinė apklausa:
Apibrėžkite tręšimo sąvoką. Kokia yra apvaisinimo prasmė?
Kokia žydinčių augalų dvigubo tręšimo esmė?
Kokia partenogenezės esmė?
Kokia seksualinio dimorfizmo esmė?
Kokia yra hermafroditizmo esmė?
Kokia yra lytinio dauginimosi evoliucijos esmė?
^ V. Individuali organizmo raida.
Ontogenezės samprata.
3. Gastrulos stadija.
4. Neurulės stadija.
5. Laikini lytiniai organai.
6. Aplinkos įtaka organizmo vystymuisi.
^ 1. Ontogenezės samprata.
Ontogenezė- individualaus vystymosi procesas, kuris prasideda apvaisinimo ir baigiasi organizmo mirtimi.
Ontogenezėje išskiriami du laikotarpiai – embrioninis ir poembrioninis. Embrioninis laikotarpis arba prenatalinis arba embriogenezė prasideda nuo apvaisinimo momento ir baigiasi gimimu. Poembrioninis arba pogimdyminis laikotarpis prasideda nuo gimimo momento ir baigiasi organizmo mirtimi.
^ Blastulos scena.
Lanceleto kiaušinis, kuriame yra nedidelis trynio kiekis, yra visiškai susmulkintas. Kitų gyvūnų (paukščių, žuvų) kiaušinyje yra daug trynio ir susmulkintas tik citoplazminis diskas su branduoliu, o pats trynys nesusmulkinamas.
Skilimo metu sparčiai vyksta vienas po kito einantis dalijimasis, blastomerai neauga, o didėjant ląstelių skaičiui jų dydis mažėja. Dėl smulkinimo susidaro sferinis embrionas, kurio viduje yra ertmė - blastula. Blastulos sienelės ląstelės išsidėsčiusios vienu sluoksniu. Blastulės susidarymas baigia trupinimo periodą ir prasideda kitas vystymosi laikotarpis, kurio metu tęsiasi ląstelių dalijimasis ir susidaro antrasis, vidinis ląstelių sluoksnis. Embrionas tampa dvisluoksnis.
^ Gastrulos stadija.
Tolesnis iš pradžių dviejų sluoksnių gastrulės vystymasis yra susijęs su trečiojo gemalo sluoksnio - mezodermos - susidarymu, notochordo izoliacija, žarnyno formavimu ir centrinės nervų sistemos vystymusi.
Pradiniai kiaušinėlių skilimo etapai Tritono embriono vystymasis.
varlės (viršuje) ir paukščiai (apačioje).
Matomi vienas po kito einantys 2, 4 ir 8 blastomerų trupinimo etapai.
Varlės kiaušinis skirstomas į įvairaus dydžio blastomerus.
Paukščių kiaušinių ląstelėje sutraiškytas tik paviršiaus plotas
Aktyvi citoplazma, kurioje yra branduolys.
Neurulio stadija.
Iš ektodermos susidaro išorinis kūno sluoksnis, nervų sistema ir susiję jutimo organai.
Iš endodermos išsivysto burna ir išangė, žarnynas, plaučiai, kepenys, kasa.
Iš mezodermos susidaro styga, raumenys, šalinimo sistema, kremzlinis ir kaulinis skeletas, kraujagyslės, lytinės liaukos.
Ankstyvosios lanceleto vystymosi stadijos
Gyvūno embrionas vystosi kaip vienas organizmas, kuriame visos ląstelės, audiniai ir organai glaudžiai sąveikauja. Visiškai visi vaisiaus organai susiformuoja per tris mėnesius. Pradiniai gyvūnų vystymosi etapai turi daug bendro visiems organizmams, o tai yra vienas iš visų gyvų organizmų Žemėje kilmės vienovės įrodymų.
^ Laikinieji gemaliniai organai.
^ Amnionas yra vandeninis apvalkalas, kuris supa embrioną, saugo jį nuo išdžiūvimo ir mechaninių pažeidimų. Žmonėms tai yra vaisiaus šlapimo pūslė.
Chorionas - greta gimdos apvalkalo ar sienelės, prasiskverbiantis kapiliarais, užtikrinantis embriono mitybą ir kvėpavimą.
Alantoisas yra šlapimo maišelis, skirtas medžiagų apykaitos produktams pašalinti. Jo kraujagyslės yra bambos venos ir arterijos, skirtos mitybai ir išskyrimui.
^ Trynio maišelis – naudojamas paukščių mitybai, žmogaus lytinių ląstelių ir kraujo ląstelių šaltinis.
Aplinkos įtaka organizmo vystymuisi.
Tačiau yra veiksnių, kurių įtaka individo raidai yra ne tik nepageidautina, bet ir žalinga. Ypač reikėtų pasakyti apie tokią įtaką žmogaus kūno vystymuisi ir funkcionavimui. Prie žalingų išorinių veiksnių pirmiausia reikėtų priskirti alkoholinius gėrimus ir rūkymą.
Alkoholinių gėrimų vartojimas daro didelę žalą bet kuriame žmogaus individualaus vystymosi etape ir yra ypač pavojingas paauglystėje. Alkoholis neigiamai veikia visas žmogaus organų sistemas, pirmiausia centrinę nervų sistemą, širdį ir kraujagysles, plaučius, inkstus, judėjimo organų sistemą (raumenis). Net ir mažų alkoholio dozių vartojimas sutrikdo žmogaus protinę veiklą, judesių ritmą, kvėpavimą ir širdies veiklą, sukelia daugybę klaidų darbe, ligų atsiradimą. Pavyzdžiui, alkoholis naikina kepenis, sukeldamas jų degeneraciją (cirozę). Sistemingas alkoholio vartojimas lemia rimtos ligos – alkoholizmo atsiradimą, kuriam reikalingas ilgalaikis specialus gydymas. Alkoholikai tėvai gali turėti protiškai atsilikusių ir fiziškai neįgalių vaikų.
Priekinė apklausa:
Apibrėžkite ontogeniškumo sąvoką ir apibūdinkite ją.
Apibūdinkite blastulės stadiją.
Apibūdinkite gastrulos stadiją.
Apibūdinkite neurulio stadiją.
Apibūdinkite laikinus gemalo organus.
Kaip išorinės aplinkos įtaka veikia išorinį ir vidinį organizmo vystymąsi?
^ vi. Poembrioninis organizmo vystymasis.
Postembrioninis vystymasis.
Netiesioginis poembrioninis vystymasis.
Lervų biologinė reikšmė.
Tiesioginis poembrioninis vystymasis.
Augimas, senėjimas ir mirtis yra ontogeniškumo etapai.
Regeneracija ir transplantacija.
Postembrioninis vystymasis.
^ Netiesioginis poembrioninis vystymasis.
^ Visiškas netiesioginis vystymasis: kiaušinėlio lerva, kurios struktūra skiriasi nuo suaugusios lėliukės (naminės muselės, drugelio, varlės).
^ Neužbaigtas netiesioginis vystymasis: kiaušinis yra lerva, savo struktūra panaši į suaugusį (tarakonas).
Lervų biologinė reikšmė.
Savarankiško maitinimosi dėka lervos užtikrina suaugusio žmogaus vystymąsi, nes. gyvūnų, kuriems būdingas netiesioginis vystymasis, kiaušiniuose yra nedidelis trynio kiekis.
Paprastai lerva yra vystymosi stadija, specialiai pritaikyta aktyviam maitinimuisi ir augimui (vabzdžiams, varliagyviams). Paprastai tos pačios rūšies lervos ir suaugėliai gyvena skirtingomis sąlygomis, t.y. užima skirtingas ekologines nišas ir dėl to nekonkuruoja tarpusavyje dėl vietos ir maisto.
Kai kuriuose organizmuose lervos prisideda prie rūšies plitimo. Pavyzdžiui, daugelyje sėslių, sėslių kirminų ir moliuskų lervos laisvai plaukia ir užima naujas buveines.
^ Tiesioginis poembrioninis vystymasis.
Iki gimimo kūnas primena suaugusiųjų stadiją. Todėl poembrioniniam laikotarpiui būdingas augimas ir organų bei sistemų funkcinės brandos būsenos įgijimas.
^ Augimas, senėjimas ir mirtis yra ontogeniškumo etapai.
Senėjimas- natūralus procesas, bėgant laikui augantis, dėl kurio sumažėja organizmo prisitaikymo galimybės ir padidėja mirties tikimybė.
^ Mirtis- negrįžtamas visų gyvybinės organizmo veiklos apraiškų nutraukimas.
Regeneracija ir transplantacija.
^ 1. Fiziologinė regeneracija – tai normalaus gyvenimo eigoje prarastų ląstelių ir organų atsinaujinimas, t.y. vykstantis kaip normalus fiziologinis procesas (reguliari ląstelių kartų kaita odos epitelyje, žarnyne, nagų, plaukų atauga, elnių ragų slinkimas ir ataugimas). Yra kasdienis ląstelių atsinaujinimo ritmas. Mitozinis indeksas (dalijimosi ląstelių skaičius tūkstančiui) leidžia palyginti audinių mitozinį aktyvumą.
^ 2. Reparatyvinė regeneracija – regeneraciniai procesai ląstelėse, organuose ir audiniuose, reaguojant į žalingą poveikį (mechaninė trauma, chirurginis poveikis, nudegimai, nušalimai, cheminiai poveikiai, ligos). Bet kokios rūšies gyvi organizmai yra būdingi gebėjimui regeneruotis.
Hidra regeneracija yra klasikinis reparatyvinio regeneravimo pavyzdys. Hidra gali būti nukirsta amputuojant čiuptuvuotą burnos kūgį ir iš naujo jį formuojant. Pjaustydami hidrą į gabalus, galite padidinti hidrų skaičių, nes. kiekviena dalis paverčiama visa hidra. Didelis regeneracinis pajėgumas nustatytas plokščiųjų kirmėlių ir anelidžių rūšių atstovams, jūrų žvaigždėms.
^ Kai kurių bestuburių rūšių regeneracija.
A - hidra; B - žieduotas kirminas; B yra jūrų žvaigždė.
Stuburiniams, tritonams ir varlių buožgalviams išsivysto naujai amputuotos kojos ir uodegos. Tai yra išorinio organo regeneracijos pavyzdys, dėl kurio atkuriama jo forma ir funkcija, tačiau atsinaujinusiam organui būdingas sumažintas dydis.
^ Triton galūnių regeneracija.
1–7 – atitinkamai nuoseklūs regeneracijos etapai
10, 12, 14, 18, 28, 42, 56 dienos po amputacijos.
Vidaus organų regeneracija vyksta kiek kitaip. Kai iš žiurkės pašalinama viena ar dvi kepenų skiltys, likusios skiltys padidėja ir atlieka tūrio funkciją, kuri buvo būdinga normaliam organui. Tačiau kepenų forma neatstatoma. Procesas, kurio metu atkuriama organo masė ir funkcija, vadinamas regeneracinė hipertrofija.
žinduolių regeneracija. A - regeneracinė žiurkės kepenų hipertrofija: 1 - prieš operaciją, 2 - pašalinus dvi skilteles, 3 - regeneruotos kepenys; B - žiurkės raumenų regeneracija: 1 - pašalinto raumens kelmas, 2 - atkurtas raumuo; C - odos pjūvio gijimas žmogui: 1 - fibrino krešulys, 2 - augimo sluoksnio ląstelių judėjimas, 3 - epitelio sluoksnio susidarymas.
Jei pašalinamas vienas iš suporuotų organų, pavyzdžiui, inkstas ar kiaušidės, likęs padidėja ir atlieka dviejų normalių organų funkciją. Pašalinus limfmazgį ar blužnį, likę limfmazgiai padidėja. Šis likusio organo masės ir funkcijos padidėjimas reaguojant į panašaus organo pašalinimą vadinamas kompensacinė pakaitinė hipertrofija taip pat priklauso atkūrimo procesų kategorijai. Terminas „hipertrofija“ biologijoje ir medicinoje reiškia organų ir kūno dalių dydžio padidėjimą.
^ Intraląstelinė regeneracija- organelių (mitochondrijų, ribosomų) skaičiaus padidėjimas, dėl kurio suaktyvėja ląstelių energijos ir plastinė apykaita.
Visais reparatyvinės regeneracijos atvejais vyksta kompleksiniai reguliarūs organų struktūros pokyčiai. Labiausiai šie pokyčiai pastebimi, kai iš dalies atkuriamas visas organizmas. Žaizdos paviršiuje reikšmingų formavimosi procesų nevyksta, jie išsiskleidžia išsaugotos dalies viduje, dėl to iš naujo formuojasi visas organizmas, iš pradžių likusios dalies dydžio, kuri vėliau auga - morfalaksija. Atkuriant išorinius organus, stebimas naujo organo ataugimas nuo žaizdos paviršiaus - epimorfozė.
Įvairios regeneracijos po traumos formos turi tam tikrų bendrų bruožų. Pirmiausia žaizda užsidaro, dalis likusių ląstelių žūva, vėliau vyksta dediferenciacijos procesas, t.y. ląstelių specifinių struktūrinių savybių praradimas, o vėliau ląstelių dauginimasis, judėjimas ir vėl diferenciacija. Norint pradėti regeneracijos procesą, didelę reikšmę turi ankstesnių erdvinių ryšių ir kontaktų tarp ląstelių sutrikimas. Reguliuojant regeneracinius procesus, kartu su tarpląsteline sąveika, hormonai ir nervų sistemos įtaka vaidina svarbų vaidmenį. Su amžiumi regeneracinis pajėgumas mažėja.
Ypač mediciną domina žinduolių, kuriems priklauso ir žmogus, regeneracinių gebėjimų klausimas. Gerai atsinaujina oda, sausgyslės, kaulai, nervų kamienai ir raumenys. Raumenų regeneracijai svarbu išsaugoti bent nedidelį kelmą, o kaulo atsinaujinimui būtinas periostas. Taigi, sudarius reikiamas sąlygas, galima pasiekti daugelio žinduolių ir žmonių vidaus organų regeneraciją. Aktyvaus gyvenimo būdo žinduolių galūnių ir kitų išorinių organų regeneracijos neįmanomas yra evoliuciškai nulemtas. Greitas žaizdos paviršiaus gijimas gali turėti didesnę adaptacinę vertę nei ilgalaikis švelnaus regeneracijos egzistavimas tose vietose, kurios nuolat traumuojamos aktyvaus gyvenimo būdo metu.
Transplantacija, arba ląstelių, audinių ir organų persodinimas iš vienos vietos į kitą viename organizme, taip pat iš vieno organizmo į kitą. Neretai sveiką vieno organizmo organą norima persodinti į pažeisto kito organizmo organo vietą, be grynai techninių, chirurginių užduočių, yra ir biologinių užduočių, kurios priklauso nuo donoro audinių imunologinio nesuderinamumo su recipiento kūnu. , taip pat moralines ir etines problemas.
Yra trys transplantacijos tipai: auto-, homo- ir hetero-transplantacija. Autotransplantacija- organų ir audinių persodinimas tame pačiame organizme (odos persodinimas dėl nudegimų ir kosmetinių defektų, žarnyno persodinimas į stemplės vietą dėl pastarųjų nudegimų).
Homotransplantacija, arba alogeninė transplantacija – organų transplantacija tarp skirtingų tos pačios rūšies organizmų. Šiuo atveju donoras ir recipientas genetiškai skiriasi. Išimtis – identiški dvyniai. Organų transplantacija tarp identiškų dvynių yra naudinga, nes tokie dvyniai yra genetiškai identiški.
Audinių persodinimas tarp organizmų, priklausančių skirtingoms biologinėms rūšims - heterotransplantacija arba ksenogeninė transplantacija. Priklausomai nuo transplantacijos vietos, išskiriama ortotopinė ir heterotopinė transplantacija. Pirmoji – organo persodinimas į natūralią, o ne atokią vietą, antrasis – organo persodinimas į jam neįprastą vietą.
Norint persodinti organus, donorui ir recipientui vienu metu atliekama chirurginė intervencija arba naudojami organai, paimti iš lavono. Persodinamame organe sutrinka kraujo ir limfos tekėjimas bei jo inervacija. Organų transplantacijos sėkmė priklauso nuo gydytojo chirurginio pasirengimo, transplantacijos gyvybingumo, recipiento ir donoro audinių imunologinio nesuderinamumo įveikimo, t.y. transplantacijos imunitetas.
Priekinė apklausa:
1. Apibūdinkite poembrioninį vystymąsi.
2. Apibūdinkite netiesioginį poembrioninį vystymąsi.
3. Kokia lervų biologinė reikšmė.
4. Apibūdinkite tiesioginį poembrioninį vystymąsi.
5. Apibrėžkite augimo, senėjimo ir mirties sąvokas. Apibūdinkite, pateikite pavyzdžių.
6. Regeneracija, regeneracijos rūšys. Regeneracijos vertė medicinai.
7. Transplantacija, transplantacijos rūšys. Transplantacijos svarba medicinai.
Įkeliama...
