Цитологические основы наследственности Клетка элементарная

Цитологические основы наследственности

Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.

Прокариотическая клетка Эукариотическая клетка

Строение прокариотической клетки

Строение эукариотической клетки

Ядро клетки

Митоз (от греч. mitos — нить) – деление клетки, при котором каждая из двух дочерних клеток получает такое же число и те же типы хромосом, какие имела материнская клетка. Митотический цикл – промежуток времени между окончанием одного клеточного деления и окончанием последующего. Состоит из митоза и интерфазы. Интерфаза: G 1 – пресинтетическая (синтез белков и РНК) S – синтез ДНК (удвоение ДНК) G 2 – постсинтетическая (синтез РНК и белков, накапливается энергия для следующего митоза) Митоз: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Митоз в меристематических клетках корешка лука. ИНТЕРФАЗА.

ПРОФАЗА (фигура рыхлого клубка)

ПОЗДНЯЯ ПРОФАЗА (разрушение ядерной оболочки)

ПРОФАЗА

ПРОМЕТАФАЗА

ПРОМЕТАФАЗА

МЕТАФАЗА

МЕТАФАЗА

Поздняя метафаза митоза в клетке легкого тритона (использованы иммунофлуорисцент ные красители). Четко просматривается веретено деления, образованное микротрубочками (зеленые), и хромосомы (синие).

АНАФАЗА

АНАФАЗА

РАННЯЯ ТЕЛОФАЗА

ПОЗДНЯЯ ТЕЛОФАЗА

ТЕЛОФАЗА

ОБРАЗОВАНИЕ ДОЧЕРНИХ КЛЕТОК

Мейоз (от греч. méiosis — уменьшение) - редукционное деление, деления созревания, способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в два раза и одна диплоидная клетка (содержащая два набора хромосом) после двух быстро следующих друг за другом делений даёт начало 4 гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Восстановление диплоидного числа хромосом происходит в результате оплодотворения. В зависимости от места мейоза в жизненном цикле организмов различают 3 типа мейоза: гаметный, или терминальный (у всех многоклеточных животных и ряда низших растений), происходит в половых органах и приводит к образованию гамет; зиготный, или начальный (у многих грибов и водорослей), происходит в зиготе сразу после оплодотворения и приводит к образованию гаплоидного мицелия или таллома, а затем спор и гамет; споровый, или промежуточный (у высших растений), имеет место накануне цветения и приводит к образованию гаплоидного гаметофита, в котором позднее образуются гаметы.

Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними. Профаза I — профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий: Лептотена или лептонема — упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются). Зиготена или зигонема — происходит конъюгация — соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация. Пахитена или пахинема — (самая длительная стадия) кроссинговер(перекрест), обмен участками между гомологичными хромосомами; гомологичные хромосомы остаются соединенными между собой. Диплотена или диплонема — происходит частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой. Диакинез — ДНК снова максимально конденсируется, синтетические процессы прекращаются, растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам; гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой. К концу Профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушается ядерная мембрана и ядрышки

Метафаза I — бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки. Анафаза I — микротрубочки сокращаются, биваленты делятся и хромосомы расходятся к полюсам. Важно отметить, что, из-за конъюгации хромосом в зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как в митозе. Телофаза I — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

Второе деление мейоза следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК. Профаза II — происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления. Метафаза II — унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку. Анафаза II — униваленты делятся и хроматиды расходятся к полюсам. Телофаза II — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка. В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки. В тех случаях, когда мейоз сопряжён с гаметогенезом(например, у многоклеточных животных), при развитии яйцеклеток первое и второе деления мейоза резко неравномерны. В результате формируется одна гаплоидная яйцеклетка и два так называемых редукционных тельца(абортивные дериваты первого и второго делений).

Гаметогенез (от гаметы и греч. genesis — происхождение), процесс развития и формирования половых клеток — гамет. Гаметогенез мужских гамет (сперматозоидов, спермиев) называют сперматогенезом, женских гамет (яйцеклеток) — оогенезом

Кариотип — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д. ) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы). Внешний вид хромосом существенно меняется в течение клеточного цикла: в течение интерфазы хромосомы локализованы в ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки в одной из стадий их деления — метафазе митоза.

Число хромосом у человека и некоторых видов животных Человек 46 Норка 30 -32 Зебу 60 Нутрия 42 Буйвол 56 Соболь 38 КРС 60 Лисица 38 -40 Як 60 Песец 48 -50 Лошадь домашняя 64 Курица 78 Лошадь Пржевальского 66 Индейка 82 Осел 62 Утка-кряква 80 Овца 54 Шиншилла 64 Свинья 38 Гусь 82 Собака 78 Цесарка 74 Кошка 38 Перепел 78 Кролик 44 Фазан 82 Бобр 48 Голубь 80

Изображение набора хромосом (справа) и систематизированный женский кариотип 46 XX (слева). Получено методом спектрального кариотипирования.

Кариотип человека

Кариотип самца и самки дрозофилы чернобрюхой.

Некоторые болезни человека, вызванные аномалиями кариотипов кариотип болезнь комментарии 47, XXY; 48, XXXY; Синдром Клайнфельтера Полисомия по Xхромосоме у мужчин 45 X 0; 45 X 0/46 XX; 45, X/46, XY; 46, X iso (Xq) Синдром Шерешевского Моносомия по X — Тёрнера хромосоме, в том числе и мозаицизм 47, ХХX; 48, ХХХХ; 49, ХХХХХ Полисомии по X хромосоме Наиболее часто — трисомия X 47, ХХ, 21+; 47, ХY, 21+ Синдром Дауна Трисомия по 21 -й хромосоме 47, ХХ, 18+; 47, ХY, 18+ Синдром Эдвардса Трисомия по 18 -й хромосоме 47, ХХ, 13+; 47, ХY, 13+ Синдром Патау Трисомия по 13 -й хромосоме 46, XX, 5 р- Синдром кошачьего крика делеция короткого плеча 5 -й хромосомы 46 XX или ХУ, 15 р-. Синдром Прадера. Вилли Аномалия 15 хромосомы

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!