Партеногенез (от греч. παρθενος — девственница и γενεσις — рождение, у растений — апомиксис) — так называемое «девственное размножение» , одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез все равно считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции у раздельнополых форм.
• В зависимости от пола организма Гиногенез — партеногенез самок Гиногенез — частный случай партеногенеза, особая форма полового размножения, при которой после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки, либо не происходит оплодотворения. При этом нет объединения наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых клеток. Роль сперматозоида ограничивается активацией осеменённого яйца к развитию. В природе гиногенез встречается крайне редко. Известен у нескольких видов рыб (голомянка, серебряный карась и др. ), земноводных, круглых червей и растения семейства амариллисовых (Atamosco mexicana). В лабораторных условиях гиногенез может быть осуществлен при использовании нежизнеспособной спермы.
1. Андрогенез — партеногенез самцов • Андрогене з — развитие яйцеклетки с мужским ядром, привнесённым в неё спермием в процессе оплодотворения. • Андрогенез наблюдается у отдельных видов животных (шелкопряд) и растений (табак, кукуруза) в тех случаях, когда материнское ядро погибает до оплодотворения, которое при этом является ложным, то есть женское и мужское ядра не сливаются (Псевдогамия) и в дроблении участвует только мужское ядро. Андрогенез можно вызвать искусственно; при этом собственное ядро яйцеклетки или удаляется совсем (микрохирургически, центрифугированием, встряхиванием, вызывающими отрыв ядросодержащих фрагментов, и т. п. ), или же повреждается специфическими ядерными ядами (трипофлавином), ионизирующими излучениями, сильным нагревом и пр. и в дальнейшем дегенерирует. Ставились опыты получения андрогенетического потомства от сильно различающихся родителей (например, при отдалённых скрещиваниях) с целью решить вопрос, какой элемент клетки — цитоплазма (полученная от матери) или ядро (полученное от отца) — контролирует развитие наследственных особенностей андрогенетической особи. Почти во всех опытах получали лишь начальные стадии развития андрогенных зигот. Такие зародыши жизнеспособны при восстановлении диплоидного набора хромосом, что возможно, когда в яйцеклетку проникает одновременно несколько сперматозоидов и происходит слияние двух отцовских ядер.
). Половозрелые животные (всегда самцы) получены только у тутового шелкопряда и наездника Habrobracon juglandis. При этом Б. Л. Астаурову и В. П. Остряковой удалось на животном впервые осуществить (1956) при скрещивании двух видов шелкопряда полный межвидовой андрогенез. Несколько случаев полного андрогенеза наблюдалось у растений при отдалённых скрещиваниях разных видов табака, скерды и кукурузы. Во всех случаях полного андрогенеза как растений, так и животных андрогенные потомки оказались сходными с отцовским видом, что указывает на ведущее значение клеточного ядра в наследственности. Т. о. , с помощью андрогенеза удаётся выяснить ряд вопросов, связанных с ядерноплазменными отношениями, оценить роль цитоплазмы и ядра в передаче видовых признаков.
Андрогенез используют также в целях управления полом при необходимости получения только мужского потомства (например, при разведении шелкопряда). Андрогенез наблюдается у отдельных видов животных и растений в тех случаях, когда материнское ядро погибает до оплодотворения, которое при этом является ложным, то есть женское и мужское ядра не сливаются и в дроблении участвует только мужское ядро.
Андрогенез можно вызвать искусственно; при этом собственное ядро яйцеклетки или удаляется совсем, или же повреждается специфическими ядерными ядами, ионизирующими излучениями, сильным нагревом и пр. и в дальнейшем дегенерирует. Ставились опыты получения андрогенетического потомства от сильно различающихся родителей с целью решить вопрос, какой элемент клетки — цитоплазма или ядро — контролирует развитие наследственных особенностей андрогенетической особи. Почти во всех опытах получали лишь начальные стадии развития андрогенных зигот. Такие зародыши жизнеспособны при восстановлении диплоидного набора хромосом, что возможно, когда в яйцеклетку проникает одновременно несколько сперматозоидов и происходит слияние двух отцовских ядер. Случаи, когда в развитии яйцеклетки с мужским ядром участвует только часть цитоплазмы яйца, чаще обозначают термином мерогония. Половозрелые животные получены только у тутового шелкопряда и наездника Habrobracon juglandis. При этом Б. Л. Астаурову и В. П. Остряковой удалось на животном впервые осуществить при скрещивании двух видов шелкопряда полный межвидовой андрогенез. Несколько случаев полного андрогенеза наблюдалось у растений при отдалённых скрещиваниях разных видов табака, скерды и кукурузы. Во всех случаях полного андрогенеза как растений, так и животных андрогенные потомки оказались сходными с отцовским видом, что указывает на ведущее значение клеточного ядра в наследственности. Т. о. , с помощью андрогенеза удаётся выяснить ряд вопросов, связанных с ядерно-плазменными отношениями, оценить роль цитоплазмы и ядра в передаче видовых признаков. Андрогенез используют также в целях управления полом при необходимости получения только мужского потомства. См. Гиногенез.
Индуцированный «партеногенез» млекопитающих В начале 2000 гг. было показано, что обработкой in vitro ооцитов млекопитающих (крыс, макак, а затем и человека) либо предотвращением отделения второго полярного тельца при мейозе возможно индуцировать партеногенез[13], при этом в культуре развитие можно довести до стадии бластоцист. Полученные таким образом бластоцисты человека потенциально являются источником плюрипотентных стволовых клеток, которые могут быть использованы в клеточной терапии[14]. В 2004 году в Японии слиянием двух гаплоидных ооцитов, взятых у разных особей мыши, удалось создать жизнеспособную диплоидную клетку, деление которой привело к формированию жизнеспособного эмбриона, который, пройдя стадию бластоцисты, развился в жизнеспособную взрослую особь. Предполагается, что этот эксперимент подтверждает участие роли геномного импринтинга в гибели эмбрионов, образующихся из ооцитов, полученных от одной особи, на бластоцистарной стадии
Соперники Бога В рассуждениях о партеногенезе неизбежно всплывает тема одного из главных догматов христианства – непорочного зачатия Девы Марии. Не хранят ли евангельские предания свидетельство о партеногенетическом рождении человека? Противники этой версии указывают на то, что, будь это так, младенец Иисус должен был бы родиться девочкой – разумеется, из-за отсутствия в яйцеклетке Y-хромосом. Трудно рассуждать на эту тему всерьез, ведь если встать на религиозную точку зрения, то надо вспомнить об участии в непорочном зачатии Святого Духа, которому при его всемогуществе подвластно невозможное. Однако если вынести за скобки вмешательство сверхъестественных сил, то не только человек, но и любое другое млекопитающее к "непорочному зачатию" неспособны. На пути партеногенеза человека природой воздвигнут мощный заслон, имя которому – геномный импринтинг. Смысл этого мудреного термина заключается в том, что для развивающегося зародыша млекопитающего, образно говоря, не безразлично, от кого достался тот или иной ген – от мамы или от папы. Ген, отвечающий за развитие какогонибудь жизненного важного органа, просто не будет работать, проявлять себя, если он имеет неправильный половой маркер. Именно поэтому, даже если заставить яйцеклетку млекопитающего делиться, скажем, с помощью неких внешних раздражителей, нет никаких шансов на то, что в результате на свет появится жизнеспособный организм. Геномный импринтинг заблокирует развитие зародыша на ранних стадиях. Если, конечно, в дело не вмешается генная инженерия.
Добиться первого партеногенетического рождения млекопитающих удалось в 2004 году ученым из Токийского сельскохозяйственного университета. Японцы применили разработанную ими технологию гаплоидизации, то есть искусственного (без мейоза) превращения соматических клеток самки мыши в гаплоидные (подобные то ли мужским, то ли женским). Затем в лабораторных условиях удалось добиться слияния этих клеток, "обманув" при помощи особых технологий геномный импринтинг. И наконец, уже в материнском организме, из клетки начал развиваться зародыш. О том, насколько тяжело далось генетикам вмешательство в святая святых живой природы, говорят цифры. Проведя порядка шести сотен экспериментов со слиянием искусственно гаплоидизированных клеток, японцы смогли получить всего 24 беременности, только две из которых закончились родами. Развиться же в полноценный организм удалось лишь одному детенышу. Впрочем, для начала результат не так уж плох: у незабвенной Долли на стадии оплодотворения было почти триста сестер.
Поскольку при партеногенезе организм развивается из неоплодотворенных яиц, которые при нормальном мейозе должны содержать гаплоидный набор хромосом (а клетки партеногенетических организмов обычно диплоидны), в ходе развития должен как-то образовываться нормальный диплоидный набор. Попробуем представить себе чисто логически, как это могло бы происходить. Первое, что приходит в голову: возможно, при активации яйцеклеток в них удваивается набор хромосом без клеточного деления. В результате в дальнейшем развитии участвует клетка с диплоидным набором хромосом. Вторая возникающая идея: у организмов с партеногенетическим развитием отсутствует одно из делений мейоза. Тогда у них гаметы несут не гаплоидный набор хромосом, а диплоидный. На самом деле в природе используются как придуманные нами, так и другие способы восстановления диплоидного набора. Например, между первым и вторым делением мейоза происходит синтез ДНК, и поэтому гаметы образуются диплоидные.
Вот еще один вариант. У тетраплоидных (т. е. содержащих не два, а четыре гаплоидных набора хромосом) самок мотылька Solenobiaисходный тетраплоидный набор восстанавливается так: у них образуются яйцеклетки, которые содержат диплоидные наборы хромосом. Эти яйцеклетки начинают развиваться партеногенетически, но после первого деления две клетки и их ядра сливаются и восстанавливается тетраплоидное число хромосом. Иногда мейоз вообще отсутствует и яйцеклетка несет полный диплоидный набор хромосом матери. Рассмотрим интересный конкретный пример - партеногенез у индеек. В 60 е годы в США было обнаружено, что у мелких белых индеек часть яиц развивается без оплодотворения. Оказалось, что все птицы, которые выводятся из этих яиц, - самцы. Этот факт легко понять. У индеек самцы имеют две половые хромосомы (генотип ZZ), а самки одну (их генотип Z 0). Половина яйцеклеток несет одну половую хромосому Z, а половина - ни одной. При партеногенезе из первой половины яйцеклеток при удвоении числа хромосом выводятся самцы. А вторая половина яйцеклеток, лишенных хромосом Z, не дает жизнеспособных эмбрионов.
Скачать презентацию Партеногенез от греч παρθενος девственница и γενεσις
Партеногенез.ppt