Biological na kahalagahan mitosis

Binubuo ito sa katotohanan na tinitiyak ng mitosis ang namamana na paghahatid ng mga katangian at katangian sa isang serye ng mga henerasyon ng cell sa panahon ng pagbuo ng isang multicellular na organismo. Dahil sa tumpak at pare-parehong pamamahagi ng mga chromosome sa panahon ng mitosis, ang lahat ng mga cell ng isang solong organismo ay genetically identical.

Ang mitotic cell division ay sumasailalim sa lahat ng anyo ng asexual reproduction, kapwa sa unicellular at multicellular na organismo. Tinutukoy ng Mitosis ang pinakamahalagang phenomena ng buhay: paglago, pag-unlad at pagpapanumbalik ng mga tisyu at organo at asexual na pagpaparami ng mga organismo.

Meiosis

Sa panahon ng sekswal na pagpaparami, ang isang organismo ng anak na babae ay lumitaw bilang isang resulta ng pagsasanib ng dalawang sex cell (gametes) at kasunod na pag-unlad mula sa isang fertilized na itlog - isang zygote.

Ang mga selula ng mikrobyo ng mga magulang ay may haploid set (n) ng mga chromosome, at sa zygote, kapag pinagsama ang dalawang ganoong set, ang bilang ng mga chromosome ay nagiging diploid (2n): bawat pares ng homologous chromosome ay naglalaman ng isang paternal at isang maternal chromosome .

Ang mga haploid cell ay nabuo mula sa mga diploid bilang isang resulta ng isang espesyal na dibisyon ng cell - meiosis.

Meiosis- isang uri ng mitosis, bilang isang resulta kung saan ang haploid gametes (1n) ay nabuo mula sa diploid (2n) somatic cells ng gonads. Sa panahon ng pagpapabunga, ang gamete nuclei ay nagsasama at ang diploid na hanay ng mga chromosome ay naibalik. Kaya, tinitiyak ng meiosis na ang hanay ng mga chromosome at ang dami ng DNA ay mananatiling pare-pareho para sa bawat species.

Ang Meiosis ay isang tuluy-tuloy na proseso na binubuo ng dalawang magkakasunod na dibisyon na tinatawag na meiosis I at meiosis II. Sa bawat dibisyon, ang prophase, metaphase, anaphase at telophase ay nakikilala. Bilang resulta ng meiosis I, ang bilang ng mga chromosome ay nahahati (pagbawas ng paghahati); sa panahon ng meiosis II, ang cell haploidy ay napanatili (equational division). Ang mga cell na pumapasok sa meiosis ay naglalaman ng 2n2xp genetic na impormasyon.

Prophase I. Sa panahon ng prophase, ang genetic na impormasyon ay ipinagpapalit sa pagitan ng mga homologous chromosome. Ito ang pinaka kumplikadong yugto ng meiosis, na nahahati sa 5 subphases.

Leptotene o ang yugto ng manipis na mga filament. Pinangalanan ito dahil, dahil sa maximum na compaction ng chromatin, posible na makilala ang mga indibidwal na chromosome sa nucleus, na mukhang manipis na mga thread.

Zygotene. Ang mga kromosom ay pinagsama sa homologous na mga pares. Ang bawat pares ay natatangi sa hugis at lokasyon ng waistband. Ang ganitong mga pares ng chromosome ay tinatawag na bivalents. Sa yugtong ito, ang mga homologous chromosome ay nagsisimulang lumapit sa isa't isa sa kanilang buong haba, na bumubuo ng isang synaptonemal complex. Ang prosesong ito ay katulad ng pag-zip up ng zipper.

Pachytena. Ang mga homologous chromosome ay nagsisimulang pumili ng mga gene. Ang prosesong ito ay tinatawag na tumatawid.

Diplotena. Ang synaptonemal complex ay nawasak, ang chromatin ay bahagyang nawawala ang siksik na istraktura nito, ang mga chromosome ay bahagyang lumayo sa isa't isa, ngunit nananatiling konektado. Maaaring sumailalim sa synthesis ng mRNA.

Diakinesis. Ang nuclear envelope ay natutunaw at nagiging vesicle. Ang chromatin ay nagiging mas siksik muli. Dalawang sentromer na naglalaman ng mga centriole ay naghihiwalay patungo sa mga pole ng cell - nabuo ang isang division spindle. Ang mga microtubule ay nakakabit sa mga kinetochore ng mga chromosome.

SA metaphase Sa meiosis I, ang mga chromosome bivalents ay matatagpuan sa equatorial plane ng cell. Sa sandaling ito, ang kanilang spiralization ay umabot sa pinakamataas nito. Ang nilalaman ng genetic na materyal ay hindi nagbabago (2n2xr).

SA anaphase Ang Meiosis I homologous chromosome, na binubuo ng dalawang chromatids, sa wakas ay lumayo sa isa't isa at lumihis sa mga pole ng cell. Dahil dito, mula sa bawat pares ng mga homologous chromosome, isa lamang ang nakapasok sa cell ng anak na babae - ang bilang ng mga chromosome ay nahahati (nagaganap ang pagbawas). Ang nilalaman ng genetic material ay nagiging 1n2xp sa bawat poste.

SA telophase Ang nuclei ay nabuo at ang cytoplasm ay nahahati - dalawang anak na selula ang nabuo. Ang mga cell ng anak na babae ay naglalaman ng isang haploid na hanay ng mga chromosome, bawat chromosome ay naglalaman ng dalawang chromatids (1n2хр).

Interkinesis- isang maikling pagitan sa pagitan ng una at pangalawang meiotic division. Sa oras na ito, hindi nangyayari ang pagtitiklop ng DNA, at ang dalawang selulang anak na babae ay mabilis na pumapasok sa meiosis II, na nagpapatuloy bilang mitosis.

Sa prophase meiosis II Ang parehong mga proseso ay nangyayari tulad ng sa prophase ng mitosis. Sa metaphase, ang mga chromosome ay matatagpuan sa equatorial plane. Walang mga pagbabago sa nilalaman ng genetic na materyal (1n2хр). Sa anaphase ng meiosis II, ang mga chromatids ng bawat chromosome ay lumilipat sa magkabilang pole ng cell, at ang nilalaman ng genetic material sa bawat poste ay nagiging lnlxp. Sa telophase, 4 na haploid cells (lnlxp) ang nabuo.

Kaya, bilang isang resulta ng meiosis, 4 na mga cell na may isang haploid na hanay ng mga chromosome ay nabuo mula sa isang diploid mother cell. Bilang karagdagan, sa prophase ng meiosis I, ang recombination ng genetic material (crossing over) ay nangyayari, at sa anaphase I at II, ang mga chromosome at chromatids ay random na lumipat sa isa o sa iba pang poste. Ang mga prosesong ito ay ang sanhi ng combinational variability.

Biological na kahalagahan ng meiosis:

1) ay ang pangunahing yugto ng gametogenesis;

2) tinitiyak ang paglipat ng genetic na impormasyon mula sa organismo patungo sa organismo sa panahon ng sekswal na pagpaparami;

3) ang mga cell ng anak na babae ay hindi genetically identical sa ina at sa isa't isa.

At din, ang biological na kahalagahan ng meiosis ay nakasalalay sa katotohanan na ang isang pagbawas sa bilang ng mga chromosome ay kinakailangan sa panahon ng pagbuo ng mga cell ng mikrobyo, dahil sa panahon ng pagpapabunga ang nuclei ng mga gametes ay nagsasama. Kung ang pagbawas na ito ay hindi nangyari, pagkatapos ay sa zygote (at samakatuwid sa lahat ng mga selula ng organismo ng anak na babae) ay magkakaroon ng dalawang beses sa maraming mga kromosom. Gayunpaman, ito ay sumasalungat sa panuntunan ng isang pare-parehong bilang ng mga chromosome. Salamat sa meiosis, ang mga sex cell ay haploid, at sa pagpapabunga, ang diploid set ng mga chromosome ay naibalik sa zygote

Tanong

Kabilang sa magkakaibang mga pagpapakita ng aktibidad ng buhay (nutrisyon, pag-aayos ng tirahan, proteksyon mula sa mga kaaway), ang pagpaparami ay gumaganap ng isang espesyal na papel. Sa isang tiyak na kahulugan, ang pagkakaroon ng isang organismo ay isang paghahanda para sa katuparan nito sa pangunahing biological na gawain - ang pakikilahok sa pagpaparami. Ang kakayahan ng mga organismo na magparami ay batay sa ilang mga mekanismo ng cellular. Ang kakayahang magparami ay isang mahalagang pag-aari ng mga nabubuhay na nilalang. Sa tulong nito, ang mga biological species at buhay tulad nito ay napreserba sa paglipas ng panahon. Biyolohikal na papel ang pagpaparami ay na tinitiyak nito ang pagbabago ng mga henerasyon. Ang mga pagkakaiba na natural na lumilitaw sa mga phenotype ng mga indibidwal ng iba't ibang henerasyon ay gumagawa ng natural na pagpili at, dahil dito, posible ang ebolusyon ng buhay. Ang pagpaparami ay lumitaw sa panahon ng makasaysayang pag-unlad ng organikong mundo sa pinakadulo nito maagang yugto kasama ang cell. Sa proseso ng biological reproduction, kasama ang pagbabago ng mga henerasyon at pagpapanatili ng isang sapat na antas ng intraspecific variability, ang mga problema sa pagtaas ng bilang ng mga indibidwal at pagpapanatili ng mga uri ng istruktura at pisyolohikal na organisasyon na umuunlad sa ebolusyon (sa pamamagitan ng pagpaparami ng sariling uri) ay nalutas din. Ang huli ay dahil sa ang katunayan na sa panahon ng pagpaparami, ang genetic material (DNA) ay ipinadala sa maraming henerasyon, i.e. ilang biological na impormasyon na tiyak sa isang partikular na uri.

Depende sa likas na katangian ng cellular na materyal na ginagamit para sa mga layunin ng pagpaparami, iba't ibang mga pamamaraan at anyo ng huli ay nakikilala. Mayroong dalawang paraan ng pagpaparami: asexual at sexual.

Asexual reproduction- isang paraan ng pagpaparami na hindi nauugnay sa pagpapalitan ng genetic na impormasyon sa pagitan ng mga indibidwal - ang sekswal na proseso.

Dibisyon sa dalawa humahantong sa paglitaw mula sa isang magulang na organismo ng dalawa

Ang asexual reproduction ay sinusunod sa mga hayop na may relatibong mababang antas structural at physiological na organisasyon, kung saan marami ang nabibilang

pagtaas sa bilang ng mga indibidwal, ngunit nagtataguyod ng paninirahan, ay nakakatulong na mabuhay

hindi kanais-nais na mga kondisyon.

Sekswal na pagpaparami Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang sekswal na proseso, na nagsisiguro sa pagpapalitan ng namamana na impormasyon at lumilikha ng mga kondisyon para sa paglitaw ng namamana na pagkakaiba-iba. Bilang isang patakaran, dalawang indibidwal ang lumahok dito - isang babae at isang lalaki, na bumubuo ng haploid na babae at lalaki na mga reproductive cell - gametes.

Ang mga anyo ng prosesong sekswal ay conjugation at copulation.

Conjugation- isang kakaibang anyo ng sekswal na proseso kung saan ang fertilization ay nangyayari sa pamamagitan ng mutual exchange ng migrating nuclei na lumilipat mula sa isang cell patungo sa isa pa kasama ang isang cytoplasmic bridge na nabuo ng dalawang indibidwal. Pagsasama(gametogamy) - isang anyo ng prosesong sekswal kung saan ang dalawang selula na magkaiba sa kasarian - gametes - nagsanib at bumubuo ng isang zygote. Sa kasong ito, ang gamete nuclei ay bumubuo ng isang zygote nucleus. Ang mga sumusunod na pangunahing anyo ng gametogamy ay nakikilala: isogamy, anisogamy at oogamy. Sa isogamy mobile, morphologically identical gametes ay nabuo, ngunit physiologically sila ay naiiba sa "lalaki" at "babae". Ang isogamy ay nangyayari sa maraming algae.

Sa anisogamy (heterogamy) nabubuo ang mga mobile gamete na may pagkakaiba sa morphological at physiologically. Ang ganitong uri ng prosesong sekswal ay katangian ng maraming algae.

Kailan oogamy Ang mga gametes ay ibang-iba sa bawat isa. Ang babaeng gamete ay isang malaking, hindi kumikibo na itlog na naglalaman ng malaking supply ng nutrients. Ang male gametes - sperm - ay maliit, kadalasang mga motile cell na gumagalaw sa tulong ng isa o higit pang flagella. Sa mga buto ng halaman, ang male gametes - sperm - ay walang flagella at inihahatid sa itlog gamit ang isang pollen tube. Ang oogamy ay katangian ng mga hayop, mas matataas na halaman at maraming fungi.

Tanong

Sekswal na pagpaparami Ito ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang sekswal na proseso, na nagsisiguro sa pagpapalitan ng namamana na impormasyon at lumilikha ng mga kondisyon para sa paglitaw ng namamana na pagkakaiba-iba. Bilang isang patakaran, dalawang indibidwal ang lumahok dito - isang babae at isang lalaki, na bumubuo ng haploid na babae at lalaki na mga reproductive cell - gametes. Bilang resulta ng pagpapabunga, ibig sabihin, ang pagsasanib ng mga gametes ng babae at lalaki, isang diploid zygote ay nabuo na may isang bagong kumbinasyon ng mga namamana na katangian, na nagiging ninuno ng isang bagong organismo.

Gametogenesis. Ang proseso ng pagbuo at pag-unlad ng mga gametes ay tinatawag na gametogenesis. Sa mga hayop, ang gametogenesis ay nangyayari sa mga espesyal na glandula ng kasarian - mga gonad. Gayunpaman, halimbawa, ang mga espongha at coelenterates ay kulang sa mga gonad at gametes ay nagmumula sa iba't ibang mga somatic cell.

Ang tamud at itlog ay karaniwang nabubuo ng mga lalaki at babae, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga biological species kung saan ang lahat ng mga organismo ay nahahati sa mga lalaki at babae depende sa mga cell na kanilang ginawa ay tinatawag na dioecious. May mga species kung saan ang parehong organismo ay maaaring bumuo ng parehong lalaki at babaeng reproductive cell. Ang ganitong mga organismo ay tinatawag.

Ang mga selula ng mikrobyo ay sumasailalim sa isang bilang ng mga kumplikadong pagbabago sa kanilang pag-unlad. Ang proseso ng pagbuo ng mga male germ cell ay tinatawag na spermatogenesis, at ang sa mga babae ay tinatawag na oogenesis.

Ang spermatogenesis ay nangyayari sa male gonads - ang testes. Ang testis ng mas matataas na hayop ay binubuo ng mga seminiferous tubules. Sa bawat tubule maaari kang makahanap ng hiwalay na mga zone kung saan ang mga cell ay nakaayos sa mga concentric na bilog. Sa bawat zone, ang mga cell ay nasa naaangkop na mga yugto ng pag-unlad. Ang spermatogenesis ay binubuo ng apat na panahon: pagpaparami, paglaki, pagkahinog at pagbuo. Ang reproduction zone ay matatagpuan sa kahabaan ng periphery ng seminiferous tubule. Ang mga selula sa zone na ito ay tinatawag na spermatogonia. Sila ay masinsinang hatiin sa pamamagitan ng mitosis, dahil sa kung saan ang kanilang bilang at ang testis mismo ay tumaas. Ang panahon ng intensive division ng spermatogonia ay tinatawag na reproduction period.

Pagkatapos ng pagdadalaga, lumilipat ang ilang spermatogonia susunod na zone - paglago zone, na matatagpuan mas malapit sa lumen ng tubule. Dito tumaas ang laki ng mga selula dahil sa pagtaas ng dami ng cytoplasm at nagiging unang order ng spermatocytes (panahon ng paglago ).

Ang ikatlong yugto ng pag-unlad ng mga male gametes ay tinatawag panahon ng pagkahinog . Sa oras na ito, ang mga unang-order na spermatocytes ay nahahati sa pamamagitan ng meiosis. Matapos mabuo ang unang dibisyon ng dalawa pangalawang order spermatocyte , at pagkatapos ng pangalawa - apat spermatids , pagkakaroon ng hugis-itlog na hugis at mas maliit na sukat. Lumipat ang mga spermatids sa zone na pinakamalapit sa lumen ng tubule (formation zone). Dito nagbabago ang hugis ng mga spermatids at nagiging mature spermatozoa , na pagkatapos ay dinadala sa labas ng testes kasama ang deferent ducts. Malaking bilang ng sperm ang nabuo sa testes. Kaya, sa bawat pakikipagtalik, humigit-kumulang 200 milyong tamud ang inilalabas mula sa isang tao.

Ang hugis ng male gametes ay nag-iiba sa iba't ibang uri ng hayop. Ang pinakakaraniwang spermatozoa para sa mas mataas na mga hayop ay ang mga may ulo, leeg at mahabang buntot, na nagsisilbi para sa aktibong paggalaw. Ito ang eksaktong istraktura ng tamud ng tao. Ang ulo ay naglalaman ng core at hindi gaanong halaga cytoplasm na may mga organelles. Sa nauunang dulo ng ulo mayroong isang acrosome, na isang binagong Golgi apparatus. Naglalaman ito ng mga enzyme na tumutunaw sa egg shell sa panahon ng pagpapabunga. Ang leeg ay naglalaman ng mga centriole at mitochondria.

Ang tamud ay walang reserbang sustansya at kadalasang namamatay nang mabilis.

Oogenesis nangyayari sa mga espesyal na glandula - ang mga obaryo - at may kasamang tatlong panahon: pagpaparami, paglaki at pagkahinog. Walang panahon ng pagbuo dito. Sa panahon ng reproduction, ang mga precursor ng germ cells ay masinsinang naghahati - oogonia. Sa mga mammal, ang panahong ito ay nagtatapos bago ang kapanganakan. Sa oras na ito, humigit-kumulang 30 libong oogonia ang nabuo, na nananatiling hindi nagbabago sa loob ng maraming taon. Sa simula ng pagdadalaga, ang indibidwal na oogonia ay pana-panahong pumapasok panahon ng paglago. Ang mga selula ay lumalaki, ang yolk ay naipon sa kanila - sila ay bumubuo unang order oocytes. Ang bawat oocyte ay napapalibutan ng maliliit na follicular cells na nagbibigay ng nutrisyon nito. Pagkatapos ay nabuo ang isang mature na oocyte ( Graafian bubble), na angkop para sa ibabaw ng obaryo. Nawasak ang pader nito, at pumapasok ang first-order oocyte lukab ng tiyan at higit pa sa fallopian tube. Ang mga first-order oocytes ay pumapasok sa panahon ng pagkahinog - nahahati sila, ngunit sa kaibahan sa isang katulad na proseso sa panahon ng spermatogenesis, ang mga cell ay nabuo dito na hindi pantay sa laki: sa panahon ng unang dibisyon ng pagkahinog, isa pangalawang order oocyte at isang maliit na unang polar body, sa panahon ng ikalawang dibisyon - mature na itlog at pangalawang polar body. Ang hindi pantay na pamamahagi ng cytoplasm na ito ay nagbibigay sa itlog ng isang malaking halaga ng nutrients, na pagkatapos ay ginagamit sa panahon ng pagbuo ng embryo.

Mature itlog , tulad ng tamud, ay naglalaman ng kalahati ng bilang ng mga kromosom, dahil sa panahon ng pagkahinog, ang mga first-order na oocyte ay sumasailalim sa meiosis. Ang mga oocyte ay kadalasang may spherical na hugis. Karaniwang mas malaki sila kaysa sa mga somatic cell. Ang itlog ng tao, halimbawa, ay may diameter na 150-200 microns. Ang mga itlog ng mga hayop na ang embryonic development ay nangyayari sa labas ng katawan ng ina (mga itlog ng mga ibon, reptilya, amphibian at isda) ay umaabot lalo na sa malalaking sukat.

Ang mga itlog ay naglalaman ng isang bilang ng mga sangkap na kinakailangan para sa pagbuo ng embryo. Una sa lahat, ito ay isang masustansiyang materyal - ang pula ng itlog. Depende sa dami ng yolk at sa likas na katangian ng pamamahagi nito, maraming uri ng mga itlog ang nakikilala. Ang mga itlog ay natatakpan ng mga lamad. Ang mga lamad ay nagsasagawa ng mga proteksiyon na pag-andar, tinitiyak ang pagpapalitan ng mga sangkap sa kapaligiran, at sa mga placental ay nagsisilbi silang ipakilala ang embryo sa dingding ng matris. Ang proseso na nagiging sanhi ng pagpupulong ng lalaki at babaeng reproductive cell sa mga hayop ay tinatawag pagpapabinhi. Mayroong panlabas at panloob na insemination.

Sa panlabas na insemination, katangian ng karamihan sa mga hayop na nabubuhay sa tubig, ang tamud at mga itlog ay inilabas sa tubig, kung saan sila nagsasama. Para sa naturang pagpapabinhi, ang direktang pagpupulong ng mga lalaki at babae na mga indibidwal ay hindi kinakailangan, ngunit ang isang malaking bilang ng mga gametes ay kinakailangan, dahil karamihan sa kanila ay namamatay.

Panloob na pagpapabinhi katangian ng mga naninirahan sa lupa, kung saan walang mga kondisyon para sa pangangalaga at pagpupulong ng mga gametes sa panlabas na kapaligiran. Sa ganitong uri ng insemination, ang tamud ay ipinapasok sa reproductive tract ng babae. Ang panloob na insemination ay katangian ng lahat ng terrestrial vertebrates (reptile, ibon, mammal), pati na rin ang mga worm, spider at insekto. Kapag ang tamud ay umabot sa itlog, isang proseso ang nangyayari pagpapabunga . Ito ay isinasagawa bilang mga sumusunod. Sa pakikipag-ugnay sa itlog, ang acrosome ng tamud ay pumutok at ang mga nilalaman nito ay inilabas. Sa ilalim ng impluwensya ng acrosome enzymes, ang shell ng itlog sa punto ng contact ay natunaw. Ang panloob na ibabaw ng acrosome ay pinahaba, at isang proseso ng acrosomal ay nabuo, na tumagos sa dissolved zone ng mga lamad ng itlog at nagsasama sa lamad ng itlog. Sa puntong ito, ang isang receptive tubercle ay nabuo mula sa cytoplasm. Kinukuha nito ang nucleus, centrioles at mitochondria ng tamud at dinadala ang mga ito sa loob ng itlog. Ang cytoplasmic membrane ng tamud ay naka-embed sa lamad ng itlog.

Ang pagtagos ng isang tamud sa isang itlog ay nagiging sanhi ng pag-alis ng lamad ng pagpapabunga mula sa itlog. Lumilitaw ang isang puwang na puno ng likido sa pagitan nito at sa ibabaw ng itlog. Ang pagbuo ng lamad ng pagpapabunga ay pumipigil sa ibang tamud na makapasok sa itlog.

Ang pagkakaroon ng natagos sa cytoplasm ng itlog, ang sperm nucleus ay namamaga at umabot sa laki ng egg nucleus. Ang nuclei ay lalapit at nagsanib. Ang sandaling ito ay mismong pagpapabunga. Bilang resulta, ang isang diploid zygote ay nabuo mula sa dalawang gametes, ibig sabihin, ang diploid na hanay ng mga chromosome ay naibalik.

Sa panahon ng pagpapabunga, ang isang tamud ay karaniwang tumagos sa itlog. Gayunpaman, sa mga insekto, isda, ibon at iba pang mga hayop, maraming tamud ang maaaring tumagos sa itlog. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na polyspermy. Sa kasong ito, ang nucleus ng isang tamud lamang ay nagsasama sa nucleus ng itlog. Ang nuclei ng iba pang tamud ay nawasak. Gayunpaman, ang pagpapabunga ay nangangailangan ng pakikilahok ng maraming tamud, dahil naglalabas sila ng mga enzyme na nagsisiguro sa kanilang pagtagos sa itlog. Kung walang sapat na mga enzyme, hindi mangyayari ang pagpapabunga.

Tanong

Ang genetika bilang isang agham: mga layunin, layunin, bagay at pamamaraan ng pag-aaral. Mga antas ng pag-aaral ng genetic phenomena. Ang mga pangunahing direksyon at yugto ng pag-unlad ng genetika mula noong 1900. Ang papel ng mga lokal at dayuhang siyentipiko. Pangunahing konsepto ng genetika. Ang kahalagahan ng genetika para sa medisina.

Bilang isang agham, pinag-aaralan ng genetika ang dalawang pangunahing problema - pagmamana at pagkakaiba-iba; sinusubukan nitong ipaliwanag ang mga mekanismo ng paghahatid ng mga katangian mula sa mga magulang sa kanilang mga anak, pati na rin ang mga pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng mga kaugnay na organismo. pagmamana- ito ang kakayahang likas sa lahat ng mga organismo upang maihatid ang kanilang mga katangian sa kanilang mga supling, na humahantong sa biological na pagkakatulad sa pagitan ng mga magulang at kanilang mga supling, pati na rin upang matiyak ang posibilidad ng indibidwal na pag-unlad alinsunod sa patuloy na pagbabago ng mga kondisyon sa kapaligiran. Pagkakaiba-iba kumakatawan sa kakayahan ng mga organismo na makakuha ng iba't ibang uri ng mga pagbabago. Kaya, ang pagmamana, pagiging konserbatibo, ay nagsisiguro sa pangangalaga ng mga katangian at katangian ng mga organismo sa maraming henerasyon, at ang pagkakaiba-iba ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga bagong katangian bilang resulta ng mga pagbabago sa genetic na impormasyon o mga kondisyon sa kapaligiran. Ang mga gawain ng genetika ay nagmula sa itinatag na pangkalahatang mga batas ng pagmamana at pagkakaiba-iba. Kasama sa mga gawaing ito ang pagsasaliksik sa: 1) mga mekanismo para sa pag-iimbak at pagpapadala ng genetic na impormasyon mula sa mga anyo ng magulang patungo sa mga anyo ng anak na babae; 2) ang mekanismo para sa pagpapatupad ng impormasyong ito sa anyo ng mga katangian at katangian ng mga organismo sa proseso ng kanilang indibidwal na pag-unlad sa ilalim ng kontrol ng mga gene at ang impluwensya ng mga kondisyon sa kapaligiran; 3) mga uri, sanhi at mekanismo ng pagkakaiba-iba ng lahat ng nabubuhay na nilalang; 4) ang kaugnayan sa pagitan ng mga proseso ng pagmamana, pagkakaiba-iba at pagpili bilang mga salik sa pagmamaneho sa ebolusyon ng organikong mundo.

Ang genetika din ang batayan para sa paglutas ng ilang mahahalagang praktikal na problema. Kabilang dito ang: 1) pagpili ng pinakamabisang uri ng hybridization at mga paraan ng pagpili; 2) pamamahala sa pagbuo ng mga namamana na katangian upang makuha ang pinakamahalagang resulta para sa isang tao; 3) artipisyal na paggawa ng namamana na mga anyo ng mga buhay na organismo; 4) pagbuo ng mga hakbang upang maprotektahan ang wildlife mula sa mga nakakapinsalang mutagenic na epekto ng iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran at mga pamamaraan ng paglaban sa namamana na mga sakit ng tao, mga peste ng mga halaman at hayop sa agrikultura; 5) pagbuo ng mga pamamaraan ng genetic engineering upang makakuha ng lubos na mahusay na mga producer ng mga biologically active compound, pati na rin upang lumikha ng panimula ng mga bagong teknolohiya sa pagpili ng mga microorganism, halaman at hayop.

Kapag nag-aaral ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa iba't ibang antas ng organisasyon ng buhay na bagay (molecular, cellular, organismal, populasyon) sa genetika, iba't ibang mga pamamaraan ng modernong biology ang ginagamit: hybridological, cytogenetic, biochemical, genealogical, twin, mutation, atbp. Gayunpaman, kabilang ang maraming mga pamamaraan ng pag-aaral ng mga pattern ng pagmamana, ang gitnang lugar ay kabilang sa hybridological na pamamaraan. Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa hybridization (pagtawid) ng mga organismo na naiiba sa isa't isa sa isa o higit pang mga katangian, na sinusundan ng pagsusuri ng mga supling. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang pag-aralan ang mga pattern ng pamana at pagkakaiba-iba ng mga indibidwal na katangian at katangian ng isang organismo sa panahon ng sekswal na pagpaparami, pati na rin ang pagkakaiba-iba ng mga gene at ang kanilang kumbinasyon. Ang pangunahing layunin Ang genetika ay palaging tungkol sa pag-unawa sa mga mekanismo ng pagmamana, pag-aaral ng bawat gene nang hiwalay upang matukoy ang mga function nito bilang isang elemento ng gusali na nagdadala ng isang tiyak na halaga ng namamana na impormasyon. Hindi sinasabi na imposibleng magsagawa ng naturang pananaliksik sa isang direksyon lamang ng agham. Iyon ang dahilan kung bakit ang chromosomal theory of heredity ay nabuo kasabay ng ilang kaugnay na mga disiplina, tulad ng cytology, molecular biology, atbp. Human genetics, o medikal na genetika, pinag-aaralan ang mga phenomena ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa iba't ibang populasyon ng tao, mga tampok ng pagpapakita at pag-unlad ng normal (pisikal, malikhain, intelektwal na kakayahan) at mga katangian ng pathological, ang pag-asa ng mga sakit sa genetic predetermination at kundisyon kapaligiran, kabilang ang mula sa mga kondisyon ng pamumuhay sa lipunan. Ang pagbuo ng medikal na genetika ay nagsimula noong 30s. XX siglo, nang magsimulang lumitaw ang mga katotohanan na nagpapatunay na ang pamana ng mga katangian sa mga tao ay napapailalim sa parehong mga batas tulad ng sa iba pang mga nabubuhay na organismo. Ang gawain ng medikal na genetika ay kilalanin, pag-aralan, pigilan at gamutin ang mga namamana na sakit, gayundin ang bumuo ng mga paraan upang maiwasan ang mga nakakapinsalang epekto ng mga salik sa kapaligiran sa pagmamana ng tao. Kapag nag-aaral ng pagmamana at pagkakaiba-iba ng tao, ginagamit nila sumusunod na pamamaraan:

Pamamaraan ng genealogical ay nagbibigay-daan sa iyo upang malaman ang mga ugnayan ng pamilya at masubaybayan ang mana ng normal o pathological na mga katangian sa mga malapit at malalayong kamag-anak sa isang naibigay na pamilya batay sa pagguhit ng isang pedigree - genealogy. Kung mayroong mga pedigree, kung gayon, gamit ang buod ng data para sa ilang mga pamilya, posibleng matukoy ang uri ng mana ng isang katangian - nangingibabaw o recessive, nakaugnay sa sex o autosomal, pati na rin ang monogenic o polygenic na kalikasan nito. Ang pamamaraan ng genealogical ay napatunayan ang pamana ng maraming sakit, halimbawa Diabetes mellitus, schizophrenia, hemophilia, atbp.

Ang genealogical na paraan ay ginagamit para sa pag-diagnose ng mga namamana na sakit at medikal na genetic counseling; ito ay nagbibigay-daan para sa genetic prevention (pag-iwas sa kapanganakan ng isang may sakit na bata) at maagang pag-iwas namamana na mga sakit.

Kambal na pamamaraan binubuo ng pag-aaral ng pagbuo ng mga katangian sa kambal. Pinapayagan ka nitong matukoy ang papel ng genotype sa pagmamana ng mga kumplikadong katangian, pati na rin masuri ang impluwensya ng mga kadahilanan tulad ng pagpapalaki, pagsasanay, atbp.

Cytogenetic na pamamaraan batay sa isang mikroskopikong pag-aaral ng istruktura ng chromosome sa malusog at may sakit na mga tao. Ang cytogenetic control ay ginagamit sa pagsusuri ng isang bilang ng namamana na mga sakit nauugnay sa mga phenomena ng aneuploidy at iba't ibang chromosomal rearrangements. Ginagawa rin nitong posible na pag-aralan ang pag-iipon ng tissue batay sa mga pag-aaral ng dynamics na nauugnay sa edad ng istraktura ng cell, upang maitaguyod ang mutagenic na epekto ng mga salik sa kapaligiran sa mga tao, atbp.

Mga pamamaraan ng biochemical Ang mga pag-aaral ng pagmamana ng tao ay nakakatulong upang makita ang isang bilang ng mga metabolic na sakit (carbohydrate, amino acid, lipid, atbp.) gamit, halimbawa, ang pag-aaral ng mga biological fluid (dugo, ihi, amniotic fluid) sa pamamagitan ng qualitative o quantitative analysis. Ang sanhi ng mga sakit na ito ay isang pagbabago sa aktibidad ng ilang mga enzyme.

Maikling impormasyon mula sa kasaysayan ng genetika. Pinag-aaralan ng genetika ang mga pattern ng pagmamana at pagkakaiba-iba, na nauugnay sa mga pangunahing katangian ng bagay na may buhay at lahat ng mga organismo. Ang genetika bilang isang agham ay nabuo bilang tugon sa mga praktikal na pangangailangan. Kapag nag-aanak ng mga alagang hayop at nilinang mga halaman, ang hybridization ay ginagamit mula noong sinaunang panahon, ibig sabihin, ang pagtawid sa mga organismo na kabilang sa iba't ibang mga species, lahi, varieties o naiiba sa bawat isa sa ilang mga katangian. Ang paghahambing ng mga hybrid sa mga orihinal na anyo, matagal nang napansin ng mga practitioner ang ilang mga tampok ng pamana ng mga katangian.

Ang mga pangunahing pattern ng pagpapatuloy ng mga katangian at katangian sa mga henerasyon ay natuklasan ni G. Mendel (1822-1884). Gumawa siya ng isang ulat tungkol sa kanyang pananaliksik noong 1865 sa isang pulong ng Society of Natural History Lovers sa Brno (Czechoslovakia). Ang gawa ni Mendel, "Mga Eksperimento sa Plant Hybrids," na kalaunan ay naging isang klasiko, ay nai-publish sa mga paglilitis ng parehong lipunan noong 1866, ngunit sa oras na iyon ay hindi nakakaakit ng pansin ng kanyang mga kontemporaryo.

Noong 1900 lamang ang parehong mga pattern ay muling itinatag nang nakapag-iisa sa bawat isa ni G. de Vries sa Holland, K. Correns sa Germany at E. Cermak sa Austria. Sa lalong madaling panahon, salamat sa mga eksperimento ng hybridization na isinagawa sa maraming mga bagay, ipinakita na ang mga pattern na natuklasan ni Mendel ay katangian ng lahat ng mga organismo, halaman at hayop. Ang 1900 ay maaaring ituring na taon ng ikalawang kapanganakan ng genetika.

Sa simula ng ika-20 siglo. sa mungkahi ng Danish na siyentipiko na si I. Johansen, ang mga discrete units of heredity ay binigyan ng pangalan mga gene.

Noong 1902, nabanggit ni T. Boveri sa Germany, E. Wilson at D. Setton sa USA na sa paghahatid ng mga namamana na kadahilanan ay may paralelismo sa pag-uugali ng mga kromosom sa panahon ng pagbuo ng mga selula ng mikrobyo at pagpapabunga. Ang pagkakataong ito ay humantong sa pagpapalagay ng isang koneksyon sa pagitan ng namamana na mga kadahilanan at chromosome. Ang hypothesis ay naging mabunga at minarkahan ang isang bagong yugto sa pag-aaral ng mga phenomena ng pagmamana, na nauugnay sa synthesis ng genetics: at cytology.

Ang pinakadakilang tagumpay sa direksyon na ito ay nakamit ng paaralan ng American geneticist na si T.G. Morgan (1866-1945), na bumalangkas ng chromosomal theory of heredity (1911). Pinatunayan ng paaralan ni Morgan na ang mga gene ay matatagpuan sa mga chromosome at nakaayos sa isang linear order.

Sa 30s ng XX siglo. ang pagtukoy sa isang gene lamang bilang bahagi ng isang chromosome ay hindi na nagbibigay kasiyahan sa mga mananaliksik. Ang mga pag-unlad sa pagbuo ng biochemistry ay naging posible upang mas tumpak na makilala ang materyal na substrate ng pagmamana.

Ang mananaliksik ng Sobyet na si N.K. Koltsov (1872-1940) noong 1928 ay nagpahayag ng ideya ng isang koneksyon sa pagitan ng mga gene at isang tiyak na sangkap ng kemikal. Ipinapalagay niya na ang chromosome ay isang malaking molekula ng protina, ang mga indibidwal na radical na gumaganap ng function ng mga gene. N.K. Naniniwala si Koltsov na ang mga micelle ng protina ay may kakayahang magparami ng sarili. Ang teoryang ito ay naging mali, ngunit sa kauna-unahang pagkakataon sa agham, isang pagtatangka na isaalang-alang ang mga pattern ng pagmamana sa antas ng molekular at sa unang pagkakataon ang ideya ng autoreproduction ng mga yunit ng namamana na impormasyon ay iniharap (ang prinsipyo ng matrix ng synthesis ng macromolecules). Sa nakalipas na mga dekada, naging posible na tumagos nang mas malalim sa pag-aaral ng mga materyal na pundasyon ng pagmamana at magpatuloy sa pagpapalabas ng kanilang kemikal na kalikasan.

Noong 40s, nalaman nina G. Beadle at E. Tatum na tinutukoy ng mga gene ang pagbuo ng mga enzyme, na, sa pamamagitan ng pagdidirekta ng cellular metabolism sa isang tiyak na paraan, ay nakakaapekto sa pag-unlad ng mga istruktura at physiological na katangian ng mga organismo (isang gene - isang enzyme).

Noong 1944, itinatag ni O. Avery, K. McLeod at M. McCarthy, gamit ang mga mikroorganismo, na ang paghahatid ng namamana na impormasyon ay nauugnay sa nucleic acid (DNA). Ang pananaliksik ng biochemist ng Sobyet na si A. N. Belozersky (1905-1972) ay may mahalagang papel sa pag-aaral ng DNA. Noong 30s, ipinakita niya ang data na ang DNA ay isang mahalagang bahagi ng mga chromosome ng mga selula ng halaman at hayop, at pinag-aralan ang komposisyon ng nucleotide ng DNA ng maraming species. Ang karagdagang pananaliksik sa mga phenomena ng pagmamana ay kailangang lumipat sa antas ng molekular. Noong unang bahagi ng 40s, sa panimula, ang mga bagong pamamaraan ay iminungkahi na naging posible upang ilatag ang pundasyon ng molekular na genetika: electron microscopy, ang paraan ng may label na mga atom, X-ray structural analysis, atbp. Ang molekular na biology ay lumitaw sa intersection ng genetics, microbiology, biochemistry at pisika. Ang pananaliksik ng mga physicist ay may mahalagang papel; Kaya, noong unang bahagi ng 50s, sa isang laboratoryo na pinamumunuan ng English physicist na si M. Wilkinson, ang mga X-ray na larawan ng isang DNA strand ay nakuha gamit ang X-ray at mathematical calculations. Natuklasan ng American biochemist na si E. Chargaff ang panuntunan ng complementarity sa pagitan ng purine at pyrimidine base. Batay sa paghahambing at pagsusuri ng mga datos na ito, ang mga geneticist na sina J. Watson at F. Crick noong 1953 ay nagmungkahi ng isang modelo ng macro istraktura ng molekular DNA, hugis double helix. Nagsimula ang isang malalim na pag-aaral ng pagmamana sa antas ng molekular.

Kaya, ang tatlong yugto ay maaaring makilala sa kasaysayan ng genetika: ang una ay ang pag-aaral ng mga phenomena ng pagmamana sa antas ng organismo, ang pangalawa - sa antas ng cellular, at ang pangatlo - sa antas ng molekular. Naturally, kahit ngayon ang pag-aaral ng mga katangian ng pagmamana sa lahat ng antas ay hindi nawala ang kahalagahan nito. Ang pagpili ay batay sa pag-aaral ng mga genetic pattern, i.e. paglikha ng bago at pagpapabuti ng mga umiiral na lahi ng mga alagang hayop, mga uri ng nilinang na halaman, pati na rin ang mga mikroorganismo na ginagamit sa industriya ng parmasyutiko, gamot, at pambansang ekonomiya.

Mga pangunahing konsepto at tuntunin ng genetika.

pagmamana- ang pag-aari ng mga organismo upang ulitin ang mga katulad na katangian sa isang bilang ng mga henerasyon at tiyakin ang tiyak na katangian ng indibidwal na pag-unlad sa ilang mga kondisyon sa kapaligiran. Salamat sa pagmamana, ang mga magulang at inapo ay may katulad na uri ng biosynthesis, na tumutukoy sa pagkakapareho sa kemikal na komposisyon ng mga tisyu, ang likas na katangian ng metabolismo, mga pag-andar ng physiological, mga tampok na morphological at iba pang mga tampok. Bilang resulta, ang bawat uri ng organismo ay nagpaparami ng sarili mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon.

Pagkakaiba-iba- Ito ay isang kababalaghan na kabaligtaran sa pagmamana. Binubuo ito sa pagbabago ng namamana na mga hilig, pati na rin sa pagkakaiba-iba ng kanilang mga pagpapakita sa panahon ng pag-unlad ng mga organismo kapag nakikipag-ugnayan sa panlabas na kapaligiran. Ang elementarya discrete units ng heredity ay mga gene. SA punto ng kemikal Sa mga tuntunin ng paningin, sila ay mga segment ng isang molekula ng DNA. Tinutukoy ng bawat gene ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa isa sa mga protina, na sa huli ay humahantong sa pagpapatupad ng ilang mga katangian sa ontogenesis ng indibidwal. Ang mga palatandaan ay nauunawaan bilang morphological, physiological, biochemical, pathological at iba pang mga katangian ng mga organismo kung saan ang ilan sa kanila ay naiiba sa iba.

Ang mga gene na tumutukoy sa pagbuo ng mga alternatibong katangian ay karaniwang tinatawag allelic sila ay matatagpuan sa parehong loci ng homologous chromosomes.

Kung ang parehong homologous chromosome ay naglalaman ng parehong allelic genes, ang naturang organismo ay tinatawag homozygous at gumagawa lamang ng isang uri ng gamete. Kung ang mga allelic genes ay iba, kung gayon ang naturang organismo ay tinatawag heterozygous Sa pamamagitan ng katangiang ito, ito ay gumagawa ng dalawang uri ng gametes.

Ang kabuuan ng lahat ng namamana na mga kadahilanan ay tinatawag genotype. Ang terminong "genotype" ay ginagamit din sa isang mas makitid na kahulugan upang italaga ang mga gene na ang mana ay ang paksa ng pag-aaral.

Ang kabuuan ng lahat ng mga palatandaan at katangian ng isang organismo ay tinatawag phenotype. Ang phenotype ay bubuo sa genetic na batayan bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng organismo sa mga kondisyon sa kapaligiran. Samakatuwid, ang mga organismo na may parehong genotype ay maaaring magkaiba sa bawat isa depende sa mga kondisyon ng pag-unlad at pag-iral. Ang mga limitasyon kung saan, depende sa mga kondisyon sa kapaligiran, ay nag-iiba phenotypic manifestations tinatawag na genotype pamantayan ng reaksyon .

Mana - isang paraan ng pagpapadala ng namamana na impormasyon, na maaaring mag-iba depende sa mga anyo ng pagpaparami. Sa asexual reproduction, ang inheritance ay nangyayari sa pamamagitan ng vegetative cells at spores, na nagsisiguro ng malaking pagkakatulad sa pagitan ng maternal at daughter generations. Sa sekswal na pagpaparami, ang pamana ay nangyayari sa pamamagitan ng mga selulang mikrobyo. Ang pagkakatulad sa pagitan ng mga magulang at mga anak sa kasong ito ay mas mababa kaysa sa nauna, ngunit mayroong higit na pagkakaiba-iba, at samakatuwid ay mas mayamang materyal para sa pagpili at proseso ng ebolusyon.

28. Mitosis, ang biological na kahalagahan nito.

Ang pinakamahalagang bahagi ng cell cycle ay ang mitotic (proliferative) cycle. Ito ay isang kumplikadong magkakaugnay at magkakaugnay na mga phenomena sa panahon ng cell division, pati na rin bago at pagkatapos nito. Mitotic cycle- ito ay isang hanay ng mga prosesong nagaganap sa isang cell mula sa isang dibisyon hanggang sa susunod at nagtatapos sa pagbuo ng dalawang selula ng susunod na henerasyon. Bilang karagdagan, ang konsepto ng siklo ng buhay ay kasama rin ang panahon kung saan ang cell ay gumaganap ng mga function nito at mga panahon ng pahinga. Sa oras na ito, ang karagdagang kapalaran ng cell ay hindi tiyak: ang cell ay maaaring magsimulang hatiin (pumasok sa mitosis) o magsimulang maghanda upang magsagawa ng mga partikular na function.

Mga pangunahing yugto ng mitosis.

1. Reduplication (self-duplication) ng genetic na impormasyon ng mother cell at ang pare-parehong pamamahagi nito sa pagitan ng mga daughter cell. Ito ay sinamahan ng mga pagbabago sa istraktura at morpolohiya ng mga kromosom, kung saan higit sa 90% ng impormasyon ng isang eukaryotic cell ay puro.

2. Ang mitotic cycle ay binubuo ng apat na magkakasunod na yugto: presynthetic (o postmitotic) G1, synthetic S, postsynthetic (o premitotic) G2 at mitosis mismo. Binubuo nila ang autocatalytic interphase (panahon ng paghahanda).

Mga yugto ng cell cycle:

1) presynthetic (G1). Nangyayari kaagad pagkatapos ng cell division. Ang DNA synthesis ay hindi pa naganap. Ang cell ay aktibong lumalaki sa laki, nag-iimbak ng mga sangkap na kinakailangan para sa paghahati: mga protina (histones, istrukturang protina, enzymes), RNA, ATP molecule. Ang dibisyon ng mitochondria at chloroplasts (i.e., mga istrukturang may kakayahang magparami ng sarili) ay nangyayari. Ang mga tampok ng organisasyon ng interphase cell ay naibalik pagkatapos ng nakaraang dibisyon;

2) gawa ng tao (S). Ang genetic na materyal ay nadoble sa pamamagitan ng pagtitiklop ng DNA. Ito ay nangyayari sa isang semi-konserbatibong paraan, kapag ang dobleng helix ng molekula ng DNA ay naiba sa dalawang kadena at isang komplementaryong kadena ay na-synthesize sa bawat isa sa kanila.

Ang resulta ay dalawang magkaparehong DNA double helice, bawat isa ay binubuo ng isang bago at isang lumang DNA strand. Ang dami ng namamana na materyal ay doble. Bilang karagdagan, ang synthesis ng RNA at mga protina ay nagpapatuloy. Gayundin, ang isang maliit na bahagi ng mitochondrial DNA ay sumasailalim sa pagtitiklop (ang pangunahing bahagi nito ay ginagaya sa panahon ng G2);

3) postsynthetic (G2). Ang DNA ay hindi na synthesize, ngunit ang mga depekto na ginawa sa panahon ng synthesis nito sa panahon ng S ay naitama (pag-aayos). Naiipon din ang enerhiya at sustansya, at nagpapatuloy ang synthesis ng RNA at mga protina (pangunahin ang nuklear).

Ang S at G2 ay direktang nauugnay sa mitosis, kaya minsan sila ay pinaghihiwalay sa isang hiwalay na panahon - preprophase.

Pagkatapos nito, nangyayari ang tamang mitosis, na binubuo ng apat na yugto. Kasama sa proseso ng paghahati ang ilang magkakasunod na yugto at isang cycle. Ang tagal nito ay nag-iiba at umaabot mula 10 hanggang 50 oras sa karamihan ng mga selula. Sa mga selula ng katawan ng tao, ang tagal ng mitosis mismo ay 1-1.5 na oras, ang G2 period ng interphase ay 2-3 oras, ang S period ng interphase ay 6-10 oras .

Biological na kahalagahan ng mitosis

∙ Ang mitosis ay sumasailalim sa paglaki at vegetative reproduction ng lahat ng organismo na mayroong nucleus - eukaryotes.

∙ Salamat sa mitosis, ang patuloy na bilang ng mga chromosome ay pinananatili sa mga henerasyon ng cell, i.e. ang mga daughter cell ay tumatanggap ng parehong genetic na impormasyon na nakapaloob sa nucleus ng mother cell.

∙ Tinutukoy ng Mitosis ang pinakamahalagang phenomena ng buhay: paglago, pag-unlad at pagpapanumbalik ng mga tisyu at organo at asexual na pagpaparami ng mga organismo.

∙ Asexual reproduction, pagbabagong-buhay ng mga nawawalang bahagi, pagpapalit ng cell sa mga multicellular na organismo

Katatagan ng genetiko - tinitiyak ang katatagan ng karyotype ng mga somatic cells sa buong buhay ng isang henerasyon (i.e., sa buong buhay ng organismo.

29. Meiotic division, mga tampok nito, mga katangian ng mga yugto ng prophase 1.

Ang pangunahing kaganapan ng gametogenesis ay isang espesyal na anyo ng cell division - meiosis. Hindi tulad ng malawakang mitosis, na nagpapanatili ng isang pare-parehong diploid na bilang ng mga chromosome sa mga selula, ang meiosis ay humahantong sa pagbuo ng mga haploid gametes mula sa mga diploid na selula. Sa kasunod na pagpapabunga, ang mga gametes ay bumubuo ng isang bagong henerasyong organismo na may diploid na karyotype (ps + ps == 2n2c). Ito ang pinakamahalagang biological na kahalagahan ng meiosis, na lumitaw at naging itinatag sa proseso ng ebolusyon sa lahat ng mga species na nagpaparami nang sekswal.

Ang Meiosis ay binubuo ng dalawang dibisyon na mabilis na sumusunod sa isa't isa, na nagaganap sa panahon ng pagkahinog. Ang pagdodoble ng DNA para sa mga dibisyong ito ay nangyayari nang isang beses sa panahon ng paglago. Ang pangalawang meiotic division ay sumusunod sa una halos kaagad upang ang namamana na materyal ay hindi na-synthesize sa pagitan ng mga ito (Larawan 5.5).

Unang meiotic division ay tinatawag na pagbabawas, dahil ito ay humahantong sa pagbuo ng mga haploid n2c cells mula sa diploid cells (2n2c). Ang resulta na ito ay natiyak dahil sa mga kakaibang katangian ng prophase ng unang dibisyon ng meiosis. Sa prophase I ng meiosis, pati na rin sa ordinaryong mitosis, ang compact packaging ng genetic material (chromosome spiralization) ay sinusunod. Kasabay nito, ang isang kaganapan ay nangyayari na wala sa mitosis: homologous chromosome conjugate sa bawat isa, i.e. ay malapit na tinatantya ng mga kaukulang lugar.

Bilang resulta ng conjugation, chromosome pairs, o bivalents, nabuo ang numero n. Dahil ang bawat chromosome na pumapasok sa meiosis ay binubuo ng dalawang chromatids, ang bivalent ay naglalaman ng apat na chromatids. Ang formula ng genetic material sa prophase I ay nananatiling 2n4c. Sa pagtatapos ng prophase, ang mga chromosome sa bivalents, malakas na umiikot, ay umikli. Tulad ng sa mitosis, sa prophase I ng meiosis, ang pagbuo ng spindle ay nagsisimula, sa tulong ng kung saan ang chromosomal na materyal ay ipamahagi sa pagitan ng mga cell ng anak na babae (Larawan 5.5).

Ang mga prosesong nagaganap sa prophase I ng meiosis at ang pagtukoy sa mga resulta nito ay tumutukoy sa mas mahabang tagal ng bahaging ito ng paghahati kumpara sa mitosis at ginagawang posible na makilala ang ilang mga yugto sa loob nito.

Ang Leptotene ay ang pinakamaagang yugto ng prophase I ng meiosis, kung saan nagsisimula ang spiralization ng mga chromosome, at sila ay makikita sa ilalim ng mikroskopyo bilang mahaba at manipis na mga thread.

Ang Zygotene ay nailalarawan sa pamamagitan ng simula ng conjugation ng mga homologous chromosome, na pinagsama ng synaptonemal complex sa isang bivalent (Larawan 5.6).

Ang Pachytene ay isang yugto kung saan, laban sa background ng patuloy na spiralization ng mga chromosome at ang kanilang pagpapaikli, ang pagtawid ay nangyayari sa pagitan ng mga homologous chromosome - crossover na may palitan ng kaukulang mga seksyon.

Ang Diplotene ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglitaw ng mga salungat na puwersa sa pagitan ng mga homologous chromosome, na nagsisimulang lumayo sa isa't isa lalo na sa rehiyon ng centromere, ngunit nananatiling konektado sa mga lugar ng nakaraang pagtawid - chiasmachs (Fig. 5.7).

Ang diakinesis ay ang huling yugto ng prophase I ng meiosis, kung saan ang mga homologous chromosome ay pinagsama-sama lamang sa mga indibidwal na punto ng chiasmata. Ang mga bivalents ay may kakaibang hugis ng mga singsing, krus, walo, atbp. (Larawan 5.8).

Kaya, sa kabila ng mga salungat na puwersa na lumitaw sa pagitan ng mga homologous chromosome, ang pangwakas na pagkasira ng mga bivalents ay hindi nangyayari sa prophase I. Ang isang tampok ng meiosis sa oogenesis ay ang pagkakaroon ng isang espesyal na yugto - dictyoten, na wala sa spermatogenesis. Sa yugtong ito, naabot sa mga tao sa panahon ng embryogenesis, ang mga chromosome, na nakuha sa isang espesyal na morphological form ng "mga brush ng lampara," ay huminto sa anumang karagdagang mga pagbabago sa istruktura sa loob ng maraming taon. Pagkarating sa katawan ng babae edad ng reproductive sa ilalim ng impluwensya ng luteinizing hormone ng pituitary gland, bilang panuntunan, ang isang oocyte buwanang nagpapatuloy ng meiosis.

MGA PECULARITY

Ang sekswal na pagpaparami ng mga organismo ay isinasagawa sa tulong ng mga dalubhasang selula, ang tinatawag na. gametes - oocytes (itlog) at tamud (sperm). Ang mga gametes ay nagsasama upang bumuo ng isang cell - isang zygote. Ang bawat gamete ay haploid, i.e. may isang set ng chromosome. Sa loob ng set, ang lahat ng mga chromosome ay iba, ngunit ang bawat chromosome ng itlog ay tumutugma sa isa sa mga chromosome ng tamud. Ang zygote, samakatuwid, ay naglalaman na ng isang pares ng mga chromosome na naaayon sa isa't isa, na tinatawag na homologous. Ang mga homologous chromosome ay magkatulad dahil mayroon silang parehong mga gene o ang kanilang mga variant (alleles) na tumutukoy sa mga partikular na katangian. Halimbawa, ang isa sa mga ipinares na chromosome ay maaaring may gene na naka-encode ng blood type A, at ang isa ay maaaring may variant na naka-encode ng blood type B.

Ang mga chromosome ng zygote na nagmula sa itlog ay maternal, at ang mga nagmula sa sperm ay paternal.

Bilang resulta ng paulit-ulit na mitotic division, maaaring isang multicellular organism o maraming free-living na mga cell ang lumabas mula sa nagreresultang zygote, tulad ng nangyayari sa protozoa na may sekswal na pagpaparami at sa unicellular algae.

Sa panahon ng pagbuo ng mga gametes, ang diploid na hanay ng mga chromosome na nasa zygote ay dapat bawasan ng kalahati. Kung hindi ito nangyari, kung gayon sa bawat henerasyon ang pagsasanib ng mga gametes ay hahantong sa pagdodoble ng hanay ng mga kromosom. Ang pagbawas sa haploid na bilang ng mga kromosom ay nangyayari bilang isang resulta ng pagbawas ng paghahati - ang tinatawag na. meiosis, na isang variant ng mitosis.

Cleavage at recombination. Ang kakaiba ng meiosis ay na sa panahon ng cell division ang equatorial plate ay nabuo sa pamamagitan ng mga pares ng homologous chromosome, at hindi sa pamamagitan ng dobleng indibidwal na chromosome, tulad ng sa mitosis. Ang mga ipinares na chromosome, na ang bawat isa ay nananatiling solong, ay naghihiwalay sa magkasalungat na mga pole ng cell, ang cell ay nahahati, at bilang isang resulta, ang mga cell ng anak na babae ay tumatanggap ng kalahati ng hanay ng mga chromosome kumpara sa zygote.

Halimbawa, ipagpalagay na ang haploid set ay binubuo ng dalawang chromosome. Sa zygote (at naaayon sa lahat ng mga selula ng organismo na gumagawa ng mga gametes) ang maternal chromosomes A at B at paternal chromosomes A" at B" ay naroroon. Sa panahon ng meiosis maaari silang hatiin tulad ng sumusunod:

Ang pinakamahalagang bagay sa halimbawang ito ay ang katotohanan na kapag ang mga chromosome ay naghihiwalay, ang orihinal na hanay ng ina at ama ay hindi kinakailangang mabuo, ngunit ang recombination ng mga gene ay posible,

Ngayon ipagpalagay na ang pares ng chromosome AA" ay naglalaman ng dalawang alleles - a at b - ng gene na tumutukoy sa mga grupo ng dugo A at B. Sa katulad na paraan, ang pares ng chromosome BB" ay naglalaman ng mga alleles m at n ng isa pang gene na tumutukoy sa mga pangkat ng dugo na M at N. Ang paghihiwalay ng mga alleles na ito ay maaaring magpatuloy tulad ng sumusunod : Malinaw, ang mga resultang gametes ay maaaring maglaman ng alinman sa mga sumusunod na kumbinasyon ng mga alleles ng dalawang gene: am , bn , bm o an .

Kung bakante mas malaking bilang chromosome, pagkatapos ay ang mga pares ng alleles ay maghahati nang independyente ayon sa parehong prinsipyo. Nangangahulugan ito na ang parehong mga zygotes ay maaaring gumawa ng mga gametes na may iba't ibang mga kumbinasyon ng mga gene alleles at magbunga ng iba't ibang mga genotype sa mga supling.

Meiotic division. Ang parehong mga halimbawa ay naglalarawan ng prinsipyo ng meiosis. Sa katunayan, ang meiosis ay higit pa mahirap na proseso, dahil kabilang dito ang dalawang magkasunod na dibisyon. Ang pangunahing bagay sa meiosis ay ang mga chromosome ay nadoble nang isang beses lamang, habang ang cell ay nahahati nang dalawang beses, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng mga chromosome ay nabawasan at ang diploid set ay nagiging isang haploid.

Sa panahon ng prophase ng unang dibisyon, ang mga homologous chromosome ay nagsasama-sama, iyon ay, sila ay magkakasamang pares. Bilang resulta ng napakatumpak na prosesong ito, ang bawat gene ay nagtatapos sa tapat ng homologue nito sa isa pang chromosome. Ang parehong mga chromosome ay doble, ngunit ang mga chromatids ay nananatiling konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng isang karaniwang sentromere. Sa metaphase, ang apat na magkakadugtong na chromatids ay pumila upang bumuo ng isang equatorial plate, na para bang sila ay isang dobleng kromosoma. Taliwas sa nangyayari sa mitosis, hindi naghahati ang mga sentromer. Bilang resulta, ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng isang pares ng mga chromatid na konektado pa rin ng sentromere. Sa panahon ng ikalawang dibisyon, ang mga chromosome, na indibidwal, ay pumila muli, na bumubuo, tulad ng sa mitosis, isang ekwador na plato, ngunit ang kanilang pagdoble ay hindi nangyayari sa panahon ng dibisyong ito. Ang mga sentromer ay naghahati at ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng isang chromatid.

Dibisyon ng cytoplasmic. Bilang resulta ng dalawang meiotic division ng isang diploid cell, apat na cell ang nabuo. Kapag nabuo ang mga male reproductive cell, apat na tamud na humigit-kumulang magkapareho ang laki ang nakukuha. Kapag nabuo ang mga itlog, ang dibisyon ng cytoplasm ay nangyayari nang hindi pantay: ang isang cell ay nananatiling malaki, habang ang iba pang tatlo ay napakaliit na halos ganap na inookupahan ng nucleus. Ang mga maliliit na selula, ang tinatawag na. Ang mga polar body ay nagsisilbi lamang upang tumanggap ng labis na mga chromosome na nabuo bilang resulta ng meiosis. Ang bulk ng cytoplasm na kinakailangan para sa zygote ay nananatili sa isang cell - ang itlog.

Conjugation at crossing over. Sa panahon ng conjugation, ang mga chromatids ng homologous chromosome ay maaaring masira at pagkatapos ay sumali sa isang bagong pagkakasunud-sunod, nagpapalitan ng mga seksyon tulad ng sumusunod:

Ang pagpapalitan ng mga seksyon ng homologous chromosome ay tinatawag na crossing over. Tulad ng ipinakita sa itaas, ang pagtawid ay humahantong sa paglitaw ng mga bagong kumbinasyon ng mga alleles ng mga naka-link na gene. Kaya, kung ang mga orihinal na chromosome ay may mga kumbinasyong AB at ab, pagkatapos pagkatapos tumawid ay maglalaman sila ng Ab at aB. Ang mekanismong ito para sa paglitaw ng mga bagong kumbinasyon ng gene ay umaakma sa epekto ng independiyenteng pag-uuri ng chromosome na nangyayari sa panahon ng meiosis.

Ang pagkakaiba ay ang pagtawid ay naghihiwalay sa mga gene sa parehong chromosome, samantalang ang independiyenteng pag-uuri ay naghihiwalay lamang ng mga gene sa iba't ibang chromosome.

30. Mutations ng hereditary apparatus. Ang kanilang pag-uuri. Mga salik na nagdudulot ng mutasyon ng namamana na kagamitan

Ang mga salik na nagdudulot ng mutasyon ay maaaring iba't ibang impluwensya sa kapaligiran: temperatura, ultraviolet radiation, radiation (parehong natural at artipisyal), ang mga epekto ng iba't ibang mga kemikal na compound - mutagens.

Ang mga mutagen ay mga ahente ng panlabas na kapaligiran na nagdudulot ng ilang partikular na pagbabago sa genotype - mutation, at ang proseso ng pagbuo ng mga mutasyon ay tinatawag na mutagenesis.

Radiation mutagenesis nagsimulang magsanay noong 20s ng huling siglo. Noong 1925, ang mga siyentipiko ng Sobyet na sina G.S. Filippov at G.A. Nadson, sa unang pagkakataon sa kasaysayan ng genetika, ay gumamit ng X-ray upang makakuha ng mga mutasyon sa lebadura. Pagkalipas ng isang taon, ang Amerikanong mananaliksik na si G. Meller (mamaya dalawang beses na nagwagi ng Nobel Prize), na nagtrabaho nang mahabang panahon sa Moscow sa instituto na pinamumunuan ni N.K. Koltsov, ay gumamit ng parehong mutagen sa Drosophila. Napag-alaman na ang isang dosis ng radiation na 10 rad ay nagdodoble sa dalas ng mga mutasyon sa mga tao. Maaaring magdulot ng mga mutasyon ang radiation na humahantong sa mga namamana na sakit at kanser.

Kemikal na mutagenesis Sa kauna-unahang pagkakataon, ang collaborator ni N.K. Koltsov na si V.V. Sakharov ay nagsimulang sadyang pag-aralan ito noong 1931 sa Drosophila nang ang mga itlog nito ay nalantad sa yodo, at kalaunan ay M.E. Lobashov.

Ang mga kemikal na mutagens ay kinabibilangan ng iba't ibang uri ng mga sangkap (hydrogen peroxide, aldehydes, ketones, nitric acid at mga analogue nito, heavy metal salts, aromatic substance, insecticides, herbicides, droga, alkohol, nikotina, ilang mga sangkap na panggamot at marami pang iba. Mula 5 hanggang 10% ng mga compound na ito ay may mutagenic na aktibidad (may kakayahang makagambala sa istraktura o paggana ng namamana na materyal).

Ang mga genetically active factor ay maaaring nahahati sa 3 kategorya: pisikal, kemikal at biyolohikal.

Mga pisikal na kadahilanan. Kabilang dito ang iba't ibang uri ionizing radiation at ultraviolet radiation. Ang isang pag-aaral ng epekto ng radiation sa proseso ng mutation ay nagpakita na sa kasong ito ay walang threshold na dosis, at kahit na ang pinakamaliit na dosis ay nagdaragdag ng posibilidad ng mutasyon na nagaganap sa populasyon. Ang pagtaas sa dalas ng mga mutasyon ay mapanganib hindi sa isang indibidwal na kahulugan, ngunit mula sa punto ng view ng pagtaas ng genetic load ng populasyon.

Halimbawa, ang pag-iilaw ng isa sa mga mag-asawa na may isang dosis sa loob ng hanay ng pagdodoble ng dalas ng mga mutasyon (1.0 - 1.5 Gy) ay bahagyang nagpapataas ng panganib na magkaroon ng isang may sakit na anak (mula sa isang antas ng 4 - 5% hanggang sa isang antas ng 5. - 6%). Kung ang populasyon ng isang buong rehiyon ay tumatanggap ng parehong dosis, ang bilang ng mga namamana na sakit sa populasyon ay doble sa isang henerasyon.

Mga kadahilanan ng kemikal. Ang chemicalization ng agrikultura at iba pang mga lugar ng aktibidad ng tao, ang pag-unlad ng industriya ng kemikal ay humantong sa synthesis ng isang malaking daloy ng mga sangkap, kabilang ang mga hindi pa umiiral sa biosphere sa milyun-milyong taon ng nakaraang ebolusyon. Nangangahulugan ito, una sa lahat, indecomposability at pangmatagalang pangangalaga mga banyagang sangkap pagpasok sa kapaligiran. Kung ano ang unang kinuha para sa mga tagumpay sa paglaban sa mga nakakapinsalang insekto nang maglaon ay naging kumplikadong problema. Ang malawakang paggamit ng insecticide na DDT noong 40s - 60s ng huling siglo ay humantong sa pagkalat nito sa buong mundo, hanggang sa yelo ng Antarctica.

Karamihan sa mga pestisidyo ay lubos na lumalaban sa kemikal at biyolohikal na pagkasira at mayroon mataas na lebel toxicity.

Biological na mga kadahilanan. Kasama ng mga pisikal at kemikal na mutagens, ang ilang mga kadahilanan ng biological na kalikasan ay mayroon ding genetic na aktibidad. Ang mga mekanismo ng mutagenic na epekto ng mga salik na ito ay pinag-aralan sa hindi bababa sa detalye. Sa pagtatapos ng 30s, sinimulan ni S. at M. Gershenzon ang pananaliksik sa mutagenesis sa Drosophila sa ilalim ng impluwensya ng exogenous DNA at mga virus. Simula noon, ang mutagenic na epekto ng maraming mga impeksyon sa viral sa mga tao ay naitatag.

Chromosome aberrations sa somatic cells ay sanhi ng bulutong, tigdas, at varicella virus, beke, trangkaso, hepatitis, atbp.

Pag-uuri ng mutasyon

Ang pag-uuri ng mutasyon ay iminungkahi noong 1932 ni G. Meller. I-highlight:

- hypomorphic mutations - ang pagpapakita ng isang katangian na kinokontrol ng isang pathological gene ay humina kumpara sa isang katangian na kinokontrol ng isang normal na gene (synthesis ng mga pigment).

- amorphous mutations- Ang isang katangian na kinokontrol ng isang pathological gene ay hindi lilitaw, dahil ang pathological gene ay hindi aktibo kumpara sa normal na gene (albinism gene).

Ang mga hypomorphic at amorphous na mutasyon ay sumasailalim sa mga sakit na minana sa isang recessive na paraan.

Antimorphic mutations- ang halaga ng isang katangian na kinokontrol ng isang pathological gene ay kabaligtaran sa halaga ng isang katangian na kinokontrol ng isang normal na gene (pangingibabaw na minanang mga katangian at sakit).

- neomorphic mutations- ang halaga ng katangian na kinokontrol ng pathological gene ay kabaligtaran sa halaga ng gene na kinokontrol ng normal na gene (synthesis sa katawan ng mga bagong antibodies sa pagtagos ng antigen).

- hypermorphic mutations- ang isang katangian na kinokontrol ng isang pathological gene ay mas malinaw kaysa sa isang katangian na kinokontrol ng isang normal na gene (Fanconi anemia).

Ang modernong pag-uuri ng mga mutasyon ay kinabibilangan ng:

- gene o point mutations. Ito ay isang pagbabago sa isang gene (anumang punto), na humahantong sa paglitaw ng mga bagong alleles. Ang mga point mutations ay minana bilang simpleng Mendelean traits, gaya ng, halimbawa, Huntington's chorea, hemophilia, atbp. ( halimbawa s-m Martina - Bel, cystic fibrosis)

- chromosomal mutations- guluhin ang istraktura ng chromosome (gene linkage group) at humantong sa pagbuo ng mga bagong linkage group. Ito ay mga istruktural na muling pagsasaayos ng mga kromosom bilang resulta ng pagtanggal, pagdoble, pagsasalin (paggalaw), pagbabaligtad o pagpasok ng namamana na materyal (halimbawa sa Down's, sm pusa sigaw)

- genomic mutations humantong sa paglitaw ng mga bagong genome o bahagi nito sa pamamagitan ng pagdaragdag o pagkawala ng buong chromosome. Ang isa pang pangalan para sa kanila ay numerical (numerical) mutations ng chromosomes bilang resulta ng isang paglabag sa dami ng genetic material. (halimbawa mula sa Shereshevsky - Turner, mula sa Klinefelter).

31. Mga kadahilanan ng mutagenesis ng namamana na kagamitan.

Ang mga mutation ay nahahati sa spontaneous at induced. Ang mga kusang mutasyon ay ang mga nanggagaling sa ilalim ng impluwensya ng mga likas na salik na hindi natin alam. Ang mga sapilitan na mutasyon ay sanhi ng mga espesyal na naka-target na epekto.

Ang mga salik na may kakayahang magdulot ng mutation effect ay tinatawag na mutagenic. Ang pangunahing mutagenic factor ay: 1) mga kemikal na compound, 2) iba't ibang uri ng radiation.

Chemical Mutagenesis

SA 1934 Nabanggit ni M.E. Lobashev na ang mga kemikal na mutagen ay dapat magkaroon ng 3 katangian:

1) mataas na kakayahan sa pagtagos,

2) ang kakayahang baguhin ang colloidal state ng chromosome, 3) isang tiyak na epekto sa pagbabago ng isang gene o chromosome.

Maraming mga kemikal na sangkap ang may mutagenic effect. Ang isang bilang ng mga kemikal na sangkap ay may mas malakas na epekto kaysa sa pisikal na mga kadahilanan. Ang mga ito ay tinatawag na supermutagens.

Ang mga kemikal na mutagen ay ginagamit upang makagawa ng mga mutant na anyo ng mga amag, actinomycetes, at bakterya na gumagawa ng daan-daang beses na mas maraming penicillin, streptomycin at iba pang mga antibiotic.

Posibleng dagdagan ang aktibidad ng fermentative ng fungi na ginagamit para sa pagbuburo ng alkohol. Ang mga mananaliksik ng Sobyet ay nakakuha ng dose-dosenang mga promising mutations sa iba't ibang uri ng trigo, mais, sunflower at iba pang mga halaman.

Sa mga eksperimento, ang mga mutasyon ay naiimpluwensyahan ng iba't ibang mga ahente ng kemikal. Ang katotohanang ito ay nagpapahiwatig na, tila, sa mga natural na kondisyon, ang mga katulad na salik ay nagdudulot din ng paglitaw ng mga kusang mutasyon sa iba't ibang organismo, kabilang sa mga tao. Ang mutagenic na papel ng iba't ibang mga kemikal at maging ang ilang mga gamot ay napatunayan na. Ipinapahiwatig nito ang pangangailangang pag-aralan ang mutagenic effect ng bago mga sangkap na pharmacological, pestisidyo at iba pang mga kemikal na compound na lalong ginagamit sa medisina at agrikultura.

Radiation mutagenesis Ang mga sapilitan na mutasyon na dulot ng radiation ay unang nakuha ng mga siyentipikong Sobyet

G.A. Nadson at G.S. Filippov, na noong 1925 ay nakakita ng mutation effect sa yeast pagkatapos ng exposure sa radium rays. Noong 1927, ipinakita ng American geneticist na si G. Meller na ang X-ray ay maaaring magdulot ng maraming mutasyon sa Drosophila, at nang maglaon ay nakumpirma ang mutagenic effect ng X-ray sa maraming bagay. Nang maglaon ay natagpuan na ang mga namamana na pagbabago ay sanhi din ng lahat ng iba pang uri ng tumagos na radiation. Upang makakuha ng mga artipisyal na mutasyon, ang mga gamma ray ay kadalasang ginagamit, ang pinagmulan nito sa mga laboratoryo ay karaniwang radioactive cobalt Co60. Kamakailan, ang mga neutron na may mataas na lakas ng pagtagos ay lalong ginagamit upang mag-udyok ng mga mutasyon. Sa kasong ito, ang parehong chromosome break at point mutations ay nangyayari. Ang pag-aaral ng mga mutasyon na nauugnay sa pagkilos ng mga neutron at gamma ray ay partikular na interes sa dalawang dahilan. Una, naitatag na ang mga genetic na kahihinatnan ng mga pagsabog ng atom ay pangunahing nauugnay sa mutagenic na epekto ng ionizing radiation. Pangalawa, pisikal na pamamaraan Ang mutagenesis ay ginagamit upang makakuha ng matipid na mahahalagang uri ng mga nilinang halaman. Kaya, ang mga mananaliksik ng Sobyet, gamit ang mga paraan ng pagkakalantad sa mga pisikal na kadahilanan, ay nakakuha ng mga uri ng trigo at barley na lumalaban sa isang bilang ng mga fungal disease at mas produktibo.

Ang irradiation ay nagpapahiwatig ng parehong gene mutations at structural chromosomal rearrangements ng lahat ng uri na inilarawan sa itaas: deficiency, inversion, duplication at translocation, i.e. lahat ng mga pagbabago sa istruktura na nauugnay sa pagkasira ng chromosome. Ang dahilan para dito ay ang ilang mga tampok ng mga proseso na nagaganap sa mga tisyu sa ilalim ng impluwensya ng radiation. Ang radyasyon ay nagdudulot ng ionization sa mga tisyu, bilang isang resulta kung saan ang ilang mga atomo ay nawawalan ng mga electron, habang ang iba ay nakakakuha ng mga ito: positibo o negatibong sisingilin ang mga ion ay nabuo. Ang isang katulad na proseso ng intramolecular rearrangement, kung ito ay nangyari sa mga chromosome, ay maaaring maging sanhi ng kanilang pagkapira-piraso. Ang enerhiya ng radiation ay maaaring magdulot ng mga pagbabago sa kemikal sa kapaligiran na nakapalibot sa chromosome na humahantong sa induction mutation ng gene At mga pagbabago sa istruktura sa mga chromosome.

Ang mga mutasyon ay maaari ding maimpluwensyahan ng mga pagbabagong kemikal pagkatapos ng radiation na naganap sa kapaligiran. Ang isa sa mga pinaka-mapanganib na kahihinatnan ng radiation ay ang pagbuo ng mga libreng radikal na OH o HO2 mula sa tubig sa mga tisyu.

Iba pang mga mutagenic na kadahilanan Ang mga unang mananaliksik ng proseso ng mutation ay minamaliit ang papel ng mga salik sa kapaligiran sa

phenomena ng pagkakaiba-iba. Ang ilang mga mananaliksik sa simula ng ikadalawampu siglo kahit na naniniwala na ang mga panlabas na impluwensya ay walang kabuluhan para sa proseso ng mutation. Ngunit nang maglaon ang mga ideyang ito ay pinabulaanan salamat sa artipisyal na paggawa ng mga mutasyon gamit ang iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran. Sa kasalukuyan, maaari itong ipagpalagay na, tila, walang mga kadahilanan sa kapaligiran na hindi, sa ilang lawak, ay makakaapekto sa mga pagbabago sa mga namamana na katangian. Sa mga pisikal na kadahilanan, ang mutagenic na epekto ng ultraviolet rays, photon ng liwanag at temperatura ay naitatag sa isang bilang ng mga bagay. Ang pagtaas ng temperatura ay nagpapataas ng bilang ng mga mutasyon. Ngunit ang temperatura ay isa sa mga ahente laban sa kung saan ang mga organismo ay may mga mekanismo ng proteksyon. Samakatuwid, ang kaguluhan ng homeostasis ay lumalabas na hindi gaanong mahalaga. Bilang resulta, ang mga epekto sa temperatura ay may bahagyang mutagenic na epekto kumpara sa iba pang mga ahente.

32. Mga pagsasama sa eukaryotic cells, kanilang mga uri, layunin.

Ang mga inklusyon ay medyo hindi matatag na bahagi ng cytoplasm, na nagsisilbing reserbang nutrients (taba, glycogen), cytoplasm, na nagsisilbing reserbang nutrients (taba, glycogen), mga produkto na aalisin mula sa cell (secretion granules), at mga ballast substance (ilang pigment).

Ang mga pagsasama ay mga basurang produkto ng mga selula. Maaari silang maging mga siksik na particle-granules, liquid droplets-vacuoles, pati na rin ang mga kristal. Ang ilang mga vacuole at butil ay napapalibutan ng mga lamad. Depende sa mga pag-andar na isinagawa, ang mga inklusyon ay karaniwang nahahati sa tatlong grupo: trophic, secretory at espesyal. Mga pagsasama ng trophic na kahalagahan - mga patak ng taba, mga butil ng almirol. glycogen, protina. Ang mga ito ay naroroon sa maliit na dami sa lahat ng mga cell at ginagamit sa proseso ng asimilasyon. Ngunit sa ilang mga espesyal na selula ay naiipon sila sa malalaking dami. Kaya, mayroong maraming mga butil ng almirol sa mga selula ng mga tubers ng patatas, at mga butil ng glycogen sa mga selula ng atay. Ang dami ng nilalaman ng mga pagsasama na ito ay nag-iiba depende sa pisyolohikal na estado ng cell at ng buong organismo. Sa isang gutom na hayop, ang mga selula ng atay ay naglalaman ng mas kaunting glycogen kaysa sa isang mahusay na pinakain. Ang mga inclusions ng secretory significance ay nabuo pangunahin sa mga gland cells at nilayon para palabasin mula sa cell. Ang bilang ng mga inklusyong ito sa cell ay depende rin sa physiological state ng katawan. Kaya, ang mga selula ng pancreas ng isang gutom na hayop ay mayaman sa mga droplet ng pagtatago. ngunit kung sila ay pinakain, sila ay mahirap sa kanila. Ang mga pagsasama ng espesyal na kahalagahan ay matatagpuan sa cytoplasm ng mga highly differentiated cells. gumaganap ng isang espesyal na function. Ang isang halimbawa ng mga ito ay hemoglobin, na nakakalat sa mga erythrocytes.

33. Pagkakaiba-iba, ang mga uri nito sa populasyon ng tao Ang pagkakaiba-iba ay isang pag-aari na kabaligtaran ng pagmamana, na nauugnay sa hitsura ng mga katangian na naiiba sa mga karaniwang. Kung sa panahon ng pagpaparami lamang ang

pagpapatuloy ng dati nang umiiral na mga katangian at katangian, kung gayon ang ebolusyon ng organikong mundo ay magiging imposible, ngunit ang pagkakaiba-iba ay katangian ng buhay na kalikasan. Una sa lahat, nauugnay ito sa "mga error" sa panahon ng pagpaparami. Ang mga molekula ng nucleic acid na iba-iba ang pagkakagawa ay nagdadala ng bagong namamana na impormasyon. Ang bago, binagong impormasyon na ito sa karamihan ng mga kaso ay nakakapinsala sa katawan, ngunit sa ilang mga kaso, bilang resulta ng pagkakaiba-iba, ang katawan ay nakakakuha ng mga bagong katangian na kapaki-pakinabang sa ilalim ng mga partikular na kondisyon. Ang mga bagong katangian ay kinuha at naayos sa pamamagitan ng pagpili. Ito ay kung paano nilikha ang mga bagong anyo, mga bagong species. Kaya, ang namamana na pagkakaiba-iba ay lumilikha ng mga kinakailangan para sa speciation at ebolusyon, at sa gayon ay ang pagkakaroon ng buhay.

Ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng hindi namamana at namamana na pagkakaiba-iba. Ang una sa kanila ay nauugnay sa isang pagbabago sa phenotype, ang pangalawa - genotype. Tinawag ni Darwin na definite ang non-hereditary variability; karaniwang tinatawag itong modification, o phenotypic, variability. Ang namamana na pagkakaiba-iba, gaya ng tinukoy ni Darwin, ay hindi tiyak ("genotypic variation").

PHENOTYPIC (MODIFICATION) AT GENOTYPIC VARIATION

kapaligiran. Ang saklaw ng pagkakaiba-iba ng pagbabago ay limitado ng pamantayan ng reaksyon. Ang nabuong partikular na pagbabago sa pagbabago sa isang katangian ay hindi minana, ngunit ang hanay ng pagkakaiba-iba ng pagbabago ay tinutukoy ng pagmamana. Ang mga pagbabago sa pagbabago ay hindi nangangailangan ng mga pagbabago sa genotype at tumutugma sa mga kondisyon ng pamumuhay at umaangkop.

Ang genotypic, o hindi namamana, ay nahahati sa combinative at mutational.

Pinagsamang pagkakaiba-iba

Ang combinative variability ay nauugnay sa paggawa ng mga bagong kumbinasyon ng mga gene sa genotype. Ito ay nakamit bilang resulta ng 2 proseso: 1) chromosome divergence sa panahon ng meiosis at ang kanilang random na kumbinasyon sa panahon ng fertilization, 2) gene recombination dahil sa crossing over; ang namamana na mga kadahilanan (genes) mismo ay hindi nagbabago, ngunit ang mga bagong kumbinasyon ng mga ito ay humahantong sa paglitaw ng mga organismo na may bagong phenotype.

Pabagu-bago ng mutasyon

Ang mutation ay isang pagbabagong dulot ng muling pagsasaayos ng mga reproductive structure ng isang cell, isang pagbabago sa genetic apparatus nito. Ang mga mutasyon na ito ay lubhang naiiba sa mga pagbabago na hindi nakakaapekto sa genotype ng indibidwal. Ang mga mutasyon ay nangyayari bigla, spasmodically at kung minsan ay malinaw na nakikilala ang organismo mula sa orihinal na anyo nito. Ang pagkakaiba-iba ng mutational ay katangian ng lahat ng mga organismo; nagbibigay ito ng materyal para sa pagpili; ang ebolusyon, ang proseso ng pagbuo ng mga bagong species, varieties at breed, ay nauugnay dito. Batay sa likas na katangian ng mga pagbabago sa genetic apparatus, ang mga mutasyon ay nakikilala dahil sa:

1) pagbabago sa bilang ng mga chromosome (polyploidy, heteroploidy, haploidy);

2) mga pagbabago sa istraktura ng chromosome (chromosomal aberrations);

3) mga pagbabago sa molecular structure ng isang gene.

Polyploidy at heteroploidy (aneuploidy).

Ang polyploidy ay isang pagtaas sa diploid na bilang ng mga chromosome sa pamamagitan ng pagdaragdag (gene o point mutations) ng buong chromosome set. Ang mga sex lettuce ay may haploid set ng mga chromosome (n), at ang mga zygotes at lahat ng somatic cells ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang diploid set (2n). Sa mga polyploid form, mayroong isang pagtaas sa bilang ng mga chromosome, isang maramihang ng haploid set: 3n - triploid, 4n - tetroploid, atbp.

Ang Heteroploidy ay isang pagbabago sa bilang ng mga chromosome na hindi isang multiple ng haploid set. Ang isang diploid set ay maaaring magkaroon lamang ng 1 chromosome na higit sa normal, i.e. 2n+1 chromosome. Ang ganitong mga anyo ay tinatawag na trisomics. Ang kabaligtaran ng trisomy, i.e. ang pagkawala ng isang chromosome mula sa isang pares sa isang diploid set ay tinatawag na monosomy, ang organismo ay tinatawag na monosomic. Ang monosomics, bilang panuntunan, ay nabawasan ang posibilidad na mabuhay o ganap na hindi mabubuhay.

Ang kababalaghan ng aneuploidy ay nagpapakita na ang isang paglabag sa normal na bilang ng mga chromosome ay humahantong sa mga pagbabago sa istraktura at isang pagbawas sa posibilidad na mabuhay ng organismo.

Ang doktrina ng pagkakaiba-iba ni Darwin.

Nakita niya ang dahilan ng pagkakaiba-iba ng impluwensya ng kapaligiran. Natukoy niya ang pagkakaiba sa pagitan ng tiyak at hindi tiyak na pagkakaiba-iba. Ang isang tiyak na pagkakaiba-iba ay lumilitaw sa mga indibidwal na sumailalim sa ilang partikular, sa ilang mga kaso na mas madaling matukoy, na impluwensya. Ang anyo ng pagkakaiba-iba ay tinatawag na pagbabago. Ang hindi tiyak na pagkakaiba-iba (ito ay mga mutasyon) ay nagpapakita ng sarili sa ilang indibidwal at nangyayari sa iba't ibang direksyon. Habang pinag-aaralan ang pagpapakita ng pagkakaiba-iba, natuklasan ni Darwin ang kaugnayan sa pagitan ng mga pagbabago sa iba't ibang mga organo at kanilang mga sistema sa katawan. Ang pagkakaiba-iba na ito ay tinatawag na correlative, o correlative. Ito ay nakasalalay sa katotohanan na ang isang pagbabago sa anumang organ ay palaging o halos palaging nangangailangan ng pagbabago sa ibang mga organo o ang kanilang mga function. Ang pagkakaiba-iba ng correlative ay batay sa pleiotropic na aksyon ng mga gene.

Ang pagkakaiba-iba ay nagpapakilala ng pagkakaiba-iba sa mga organismo, at ang pagmamana ay nagpapadala ng mga pagbabagong ito sa mga inapo.

Mayroong maraming mga kawili-wili at mahiwagang paksa sa biology, at isa sa mga ito ay ang istraktura ng cell at ang mga mahahalagang proseso nito. Sa kaalaman tungkol sa cell, ang paghahati ay nararapat na itinuturing na pinaka nakakaintriga na kaganapan. Ano ang mitosis (division), ano ang kakanyahan at kahalagahan nito? Ito ang tungkol sa artikulong ito.

Mga uri ng pagpaparami ng cell

Ang pagpaparami ay isang mahalagang bahagi ng lahat ng buhay sa ating planeta. Ang tampok na ito ay likas sa lahat ng nabubuhay na organismo at mga selula bilang pinakamaliit na yunit ng istruktura ng katawan. I-highlight ang mga sumusunod na uri paghahati ng cell:

Ikot ng cell

Para sa pagpaparami ng cell, kailangan ang pagtitiklop ng DNA (pagdodoble), dahil ito ang tanging paraan upang hatiin lamang ang isang cell sa dalawang magkaparehong mga anak na selula. Iyan ang mitosis (mitosis, mula sa Greek mitos - thread) - ito ay isang paraan ng paghahati ng cell na may tumpak na paghahati ng genetic na materyal sa pagitan ng mga cell ng anak na babae. Sa kasong ito, ang proseso ng pagtitiklop ng genetic na materyal at ang pamamahagi nito sa pagitan ng mga cell ng anak na babae ay pinaghihiwalay sa oras.

Ang panahon bago ang cell mitosis ay tinatawag na interphase. Sa panahong ito nangyayari ang pagtitiklop ng DNA.

Ang mga panahon sa pagitan ng cell division (mitosis) o cell death ay tinatawag na cell cycle.

Ang interphase period ay ang pinakamatagal sa cell cycle. Ito ay nagsasangkot ng akumulasyon ng masigla at istruktural na mga bahagi na kakailanganin para sa paghahati, at ang synthesis ng mga nucleotide na kinakailangan para sa pagtitiklop ng mga deoxyribonucleic acid.

Cytology ng proseso

Ang pagbuo ng dalawang magkatulad na selula ng ina ay kung ano ang mitosis. Ang ganitong uri ng dibisyon ay katangian ng lahat ng mga somatic na selula ng isang multicellular na organismo at naging isa sa mga pamamaraan ng hindi sekswal na pagpaparami ng mga unicellular na organismo. Ang proseso ng mitosis ay nahahati sa apat na yugto, na sumusunod sa isa't isa. Ang mga phase ay pinaghihiwalay ayon sa physicochemical state ng cytoplasm at ang lokasyon at hitsura ng mga chromosome. Ang tagal at tampok ng mga phase na ito ay nag-iiba para sa iba't ibang uri ng mga cell, ngunit ang pagkakasunud-sunod at mga pangunahing tampok ay nananatiling hindi nagbabago para sa anumang mitosis. Ano ang mga yugto ng ganitong uri ng dibisyon at kung ano ang kanilang mga pagkakaiba, isasaalang-alang pa natin.

Ang unang yugto ay prophase

Sa yugtong ito, nangyayari ang spiralization ng mga chromosome (condensation at compaction), na nadoble sa interphase. Sa yugtong ito na ang mga chromosome ay makikita sa ilalim ng isang light microscope. Ang cytoplasm ng cell ay nagiging malapot, ang mga nuclear membrane ay nawasak, at ang mga centrioles ay bumubuo ng isang suliran - isang sistema ng mga microtubule na ginawa mula sa protina na tubulin, na umaabot mula sa mga pole ng cell hanggang sa ekwador nito. Ito ang spindle na magiging responsable para sa malinaw na pagkakaiba-iba ng mga chromosome.

Ang metaphase at anaphase ay ang mga susunod na yugto ng mitosis

Anong mangyayari sa susunod? Ang dalawang phase na ito ay itinuturing na pinakamahalaga sa panahon ng cell division. Sa metaphase, ang mga chromosome ay pumila sa kahabaan ng ekwador ng cell at bumubuo ng isang equatorial plate, na tinatawag na mother star. Ang bawat chromosome ay nakakabit sa mga microtubule ng spindle ng mga sentromer nito. Sa anaphase, ang mga thread ng myofibrils na nag-aayos ng spindle ay nagsisimulang magkontrata at mag-inat ng mga chromatids patungo sa mga pole ng cell. Ang anaphase ay tinatawag na yugto ng mga anak na bituin. Bago ang pagtatapos ng anaphase, isang diploid na hanay ng mga chromosome ay binuo sa bawat poste.

Pangwakas na yugto ng mitosis

Ito ay tinatawag na telophase. Sa yugtong ito, nagsisimula ang proseso ng cytokinesis - pisikal na paghahati ng selula. Ang mga kromosom sa mga pole ay despiral (magpahinga at magbigkis sa mga protina), isang nuclear membrane at isang constriction ay nabuo, na hahatiin ang cell sa dalawa. Sa isang cell ng halaman, ang constriction na ito ay nabuo mula sa intracellular plate, at sa mga selula ng hayop, ang dibisyon ay nangyayari dahil sa pagbuo ng isang cleavage furrow.

Tagal ng mga yugto at regulasyon ng proseso

Ang tagal ng naturang dibisyon ay nag-iiba depende sa iba't ibang uri mga selula. Sa mga selula ng hayop ito ay tumatagal ng 30-60 minuto, sa mga selula ng halaman - 2-3 oras. Ang tagal ng mga yugto ng mitosis ay iba rin at depende sa maraming mga kadahilanan (laki ng cell, ploidy, mga kondisyon sa kapaligiran). Gayunpaman, ang mga yugto ng paghahati na nauugnay sa synthesis ng mga sangkap ay mas mahaba - pro- at telophase. Halimbawa, sa mga selulang mammalian, ang mitotic prophase ay tumatagal ng 25-30 minuto, ang metaphase at anaphase ay tumatagal ng mga 15 minuto bawat isa, at ang telophase ay maaaring tumagal ng hanggang 40 minuto. Sa mga multicellular organism, ang mitotic na aktibidad ng mga cell ay kinokontrol sa neurohumorally. Nakikibahagi sila dito sistema ng nerbiyos at mga organ hormone panloob na pagtatago(halimbawa, adrenal, pituitary, thyroid at sex hormones). Kapag ang regulasyon ng neurohumoral ay nagambala, ang isang pagbabago sa aktibidad ng mitotic ay nangyayari, na aming naobserbahan sa mga selula ng iba't ibang mga tumor.

Mga kritikal na puntos

Ang cell cycle ay isang kumplikadong proseso na nangangailangan ng mahigpit na kontrol ng cell. Ang mga yugto ay dapat makumpleto nang mahigpit na isa-isa, at ang kumpletong pagkumpleto ng nauna ay mahalaga. Ang mga control point ay mga punto na ginagarantiyahan ang paglipat sa mga susunod na yugto at tinitiyak ang katumpakan ng paglilipat ng impormasyon. Mayroong tatlong ganoong mga punto sa cell cycle.

Ang una ay ang simula ng proseso ng pagtitiklop ng DNA at paghahanda para sa paghahati. Kung mangyari ang mga kaguluhan sa puntong ito, hahantong ito sa mga pagkasira ng DNA at pagkagambala sa integridad ng chromosome.

Ang pangalawa ay ang pagsuri sa kalidad at pagkakumpleto ng pagtitiklop ng namamana na materyal. Sa kaso ng mga kaguluhan sa puntong ito, ang karyotype ng mga selula ay nagambala.

Ang pangatlo ay ang simula ng anaphase ng mitosis, kung kailan dapat mangyari ang pagkakaiba-iba ng mga chromosome sa mga pole.

Ang pag-aaral sa mga prosesong nagaganap sa mga puntong ito ay makakatulong na mapabuti ang mga pamamaraan ng tissue at organ regeneration, maghanap ng mga paraan upang maiwasan ang mga cell cycle disorder at maiwasan ang hindi makontrol na cell division. Ang mga karamdaman sa cell cycle at pathological mitosis ay maaari ding sanhi ng pagkakalantad sa mga lason o lason, matinding mga kadahilanan (overheating, oxygen starvation, ionizing radiation). Ang mga impeksyon sa virus ay maaari ring humantong sa pathological mitosis.

Biological na kahalagahan ng mitosis

Tinitiyak ng ganitong uri ng cell division ang tumpak na paghahatid ng namamana na impormasyon sa isang serye ng sunud-sunod na mga siklo ng cell. Ang transmission na ito ay nagpapanatili ng karyotype (set ng mga chromosome) ng mga organismo ng bawat species at ang katatagan ng mga species sa proseso ng ebolusyon (historical development).

Ang lahat ng mga somatic cells ng isang multicellular organism ay naghahati mitotically, na nagsisiguro sa paglago ng organismo. Bilang karagdagan, ang kahalagahan ng mitosis ay upang matiyak ang pagbabagong-buhay ng mga tisyu at organo at ang pagpapalit ng mga selula. Halimbawa, Utak ng buto patuloy na binabago ang komposisyon ng mga selula ng dugo.

Pinili ng maraming hayop at halaman ang ganitong paraan ng hindi sekswal na pagpaparami (unicellular, coelenterates, at hindi lamang). Ang natural na patunay ng kumpletong pagkakakilanlan ng mga cell na nabuo sa pamamagitan ng mitosis ay magkaparehong kambal, na nagmula sa parehong zygote, na hinati ng mitosis sa mga unang yugto ng pag-unlad ng embryonic.

1. Humahantong sa pagtaas ng bilang ng mga selula at tinitiyak ang paglaki ng isang multicellular na organismo.

2. Nagbibigay ng kapalit para sa pagod o nasirang tissue.

3. Pinapanatili ang hanay ng mga chromosome sa lahat ng somatic cells.

4. Nagsisilbing mekanismo para sa asexual reproduction, na lumilikha ng mga supling na genetically identical sa mga magulang.

5. Pinapayagan kang pag-aralan ang karyotype ng organismo (sa metaphase).

Amitosis

Ang Amitosis ay ang paghahati ng interphase nucleus sa pamamagitan ng constriction nang walang pagbuo ng fission spindle.

Sa amitosis, ang mga chromosome ay hindi nakikilala sa ilalim ng isang light microscope. Ang dibisyon na ito ay nangyayari sa mga unicellular na organismo (amoeba, malaking nucleus ng ciliates), pati na rin sa ilang mga mataas na dalubhasang mga selula ng mga halaman at hayop na may mahinang aktibidad sa physiological, degenerating, tiyak na mapapahamak sa kamatayan, o sa iba't ibang mga pathological na proseso (endosperm, patatas tuber). Sa mga hayop at tao, ang ganitong uri ng dibisyon ay tipikal para sa mga selula ng atay, kartilago, at kornea ng mata. Sa amitosis, ang dibisyon ng nuklear lamang ang madalas na sinusunod: sa kasong ito, maaaring lumitaw ang bi- at ​​multinucleated na mga cell. Kung ang paghahati ng nuklear ay sinusundan ng paghahati ng cytoplasmic, kung gayon ang pamamahagi ng mga bahagi ng cellular, tulad ng DNA, ay arbitrary.

Kahalagahan ng amitosis: sa binucleate at multinucleated na mga cell, ang kabuuang lugar ng contact sa pagitan ng nuclear material at cytoplasm ay tumataas. Ito ay humahantong sa pagtaas ng nuclear-plasma exchange, pagtaas ng functional na aktibidad ng cell at higit na pagtutol sa pagkakalantad hindi kanais-nais na mga kadahilanan. Ang mga cell na dumaan sa amitosis ay nawawalan ng kakayahang sumailalim sa mitotic division at reproduction.

MEIOSIS

Sa panahon ng pagbuo ng mga gametes, i.e. mga selula ng mikrobyo - tamud at itlog - sumasailalim sa paghahati ng selula na tinatawag na meiosis.

Ang orihinal na cell ay may isang diploid na hanay ng mga chromosome, na pagkatapos ay doble. Ngunit, kung sa panahon ng mitosis ang mga chromatids sa bawat chromosome ay naghihiwalay lamang, pagkatapos ay sa panahon ng meiosis isang chromosome (binubuo ng dalawang chromatids) ay malapit na magkakaugnay sa mga bahagi nito sa isa pang chromosome na homologous dito (binubuo din ng dalawang chromatids), at tumatawid - pagpapalitan ng mga homologous na rehiyon ng chromosome. Pagkatapos ay ang mga bagong chromosome na may pinaghalong "ina" at "ama" na mga gene ay magkakaiba at ang mga cell na may diploid na hanay ng mga chromosome ay nabuo, ngunit ang komposisyon ng mga chromosome na ito ay naiiba na mula sa orihinal; recombination . Ang unang meiotic division ay nakumpleto, at ang pangalawang meiotic division ay nangyayari nang walang DNA synthesis, kaya sa panahon ng paghahati na ito ang dami ng DNA ay nahahati. Mula sa mga unang cell na may isang diploid na hanay ng mga chromosome, ang mga gametes na may isang haploid set ay bumangon. Mula sa isang diploid cell apat na haploid cell ang nabuo. Ang mga yugto ng paghahati ng cell na sumusunod sa interphase ay tinatawag na prophase, metaphase, anaphase, telophase, at pagkatapos ng paghahati muli interphase.

Mayroong tatlong uri ng meiosis: zygotic (sa zygote pagkatapos ng pagpapabunga, na humahantong sa pagbuo ng mga zoospores sa algae at fungal mycelium); gametic (sa maselang bahagi ng katawan, humahantong sa pagbuo ng mga gametes) at spore (sa mga buto ng halaman ay humahantong sa pagbuo ng isang haploid gametophyte).

Ang Meiosis ay binubuo ng dalawang magkakasunod na dibisyon - meiosis I at meiosis II. Ang pagdoble ng DNA ay nangyayari lamang bago ang meiosis I, at walang interphase sa pagitan ng mga dibisyon. Sa panahon ng unang dibisyon, ang mga homologous na chromosome ay naghihiwalay at ang kanilang bilang ay nahahati, at sa pangalawang dibisyon, ang mga chromatid ay hiwalay at mga mature na gametes ay nabuo. Ang isang tampok ng unang dibisyon ay ang kumplikado at matagal na prophase.

Prophase I- Ang prophase ng unang dibisyon ay napaka kumplikado at binubuo ng 5 yugto:

Leptotene o leptonema - packaging ng chromosomes, condensation ng DNA upang bumuo ng mga chromosome sa anyo ng manipis na mga thread (chromosome ay pinaikli). Zygotene o zygonema - nagaganap ang conjugation - ang pagsasama ng mga homologous chromosome na may pagbuo ng mga istruktura na binubuo ng dalawang konektadong chromosome, na tinatawag na tetrads o bivalents at ang kanilang karagdagang compaction. Pachytena o pachynema - (ang pinakamahabang yugto) - sa ilang lugar ay mahigpit na konektado ang mga homologous chromosome, na bumubuo ng chiasmata. Ang pagtawid ay nangyayari sa kanila - ang pagpapalitan ng mga seksyon sa pagitan ng mga homologous chromosome. Diplotena o diplonema - ang bahagyang decondensation ng chromosomes ay nangyayari, habang ang bahagi ng genome ay maaaring gumana, ang mga proseso ng transkripsyon (RNA formation), pagsasalin (protein synthesis) ay nagaganap; Ang mga homologous chromosome ay nananatiling konektado sa isa't isa. Sa ilang mga hayop, ang mga chromosome sa mga oocytes sa yugtong ito ng meiotic prophase ay nakakakuha ng katangian na lampbrush chromosome na hugis. Diakinesis - Ang DNA ay nag-condenses sa maximum muli, ang mga sintetikong proseso ay huminto, ang nuclear membrane ay natunaw; Ang mga centriole ay naghihiwalay patungo sa mga pole; Ang mga homologous chromosome ay nananatiling konektado sa isa't isa.

Ang biological na kahalagahan ng mitosis ay napakataas. Mahirap para sa mga hindi pa nakakaalam na isipin kung ano ang papel na ginagampanan ng proseso ng simpleng paghahati ng selula sa katawan sa buhay. Ang kakayahan ng mga cell na maghati ay ang kanilang pinakamahalaga at pangunahing pag-andar. Kung wala ito, imposibleng ipagpatuloy ang buhay sa Earth, dagdagan ang populasyon ng mga unicellular na organismo, ang pag-unlad at patuloy na pagkakaroon ng isang malaking multicellular na organismo ay imposible, at ang sekswal na pagpaparami at ang pagbuo ng bagong buhay mula sa isang fertilized na itlog ay imposible rin.

Ang biological na kahalagahan ng mitosis ay magiging mas mababa kung ang cell division ay hindi ang kakanyahan ng karamihan sa mga biological na proseso na nagaganap sa ating planeta. Ang prosesong ito ay nangyayari sa ilang yugto. Ang bawat isa sa kanila ay nagsasangkot ng ilang mga aksyon sa loob ng cell. Ang resulta nito ay ang ipinag-uutos na pagpaparami ng genetic na batayan ng isang cell sa dalawa sa pamamagitan ng pagdodoble ng DNA, upang pagkatapos ay ang mother cell ay nagbibigay buhay sa dalawang anak na cell.

Ang buong buhay ng isang cell ay maaaring tapusin sa panahon mula sa pagbuo ng isang anak na cell hanggang sa kasunod na paghahati nito sa dalawa. Ang panahong ito ay tinatawag na "cell cycle" sa biology.

Ang pinakaunang yugto ng mitosis ay ang aktwal na paghahanda para sa paghahati ng cell. Ang panahon kung saan gumaganap ang mga cell na pinagkalooban ng nuclei direktang pagsasanay sa dibisyon ay tinatawag na interphase. Ang lahat ng pinakamahalagang bagay ay nangyayari sa loob nito, lalo na ang pagdodoble ng DNA chain at iba pang mga istraktura, pati na rin ang synthesis ng malalaking halaga ng protina. Kaya, ang mga chromosome ng cell ay nadoble, at ang bawat kalahati ng naturang double chromosome ay tinatawag na "chromatid".

Pagkatapos ng interphase, ang proseso ng paghahati mismo ay nagsisimula - mitosis. Nagaganap din ito sa ilang yugto. Bilang isang resulta, ang lahat ng mga dobleng bahagi ay nakaunat nang simetriko sa buong cell, upang pagkatapos ng pagbuo ng gitnang partisyon, ang parehong bilang ng mga nabuong bahagi ay nananatili sa bawat bagong cell.

Ang mga yugto ng mitosis at meiosis ay magkatulad, ngunit sa huli (sa panahon ng paghahati ng mga cell ng mikrobyo) mayroong dalawang dibisyon, at bilang isang resulta, hindi dalawa, ngunit apat na "anak" na mga cell ang nakuha. Gayundin, bago ang ikalawang dibisyon, walang pagdodoble ng mga kromosom, kaya ang kanilang set sa mga cell ng anak na babae ay nananatiling kalahati.

1. Prophase. Sa yugtong ito, ang mga centriole ng cell ay napakalinaw na nakikita. Ang mga ito ay naroroon lamang sa mga selula ng hayop at tao. Ang mga halaman ay walang mga centriole.
2. Prometaphase. Sa sandaling ito, nagtatapos ang prophase at nagsisimula ang metaphase.
3. Metaphase. Sa sandaling ito, ang mga chromosome ay nasa "equator" ng cell.
4. Anaphase. Ang mga chromosome ay lumilipat sa iba't ibang pole.
5. Telofase. Ang isang "ina" na cell ay nahahati sa pamamagitan ng pagbuo ng isang gitnang partisyon sa dalawang "anak" na mga cell. Ito ay kung paano nagtatapos ang cell division o mitosis.

Ang pinakamahalagang biological na kahalagahan ng mitosis ay ang ganap na magkaparehong dibisyon ng mga dobleng kromosom sa 2 magkaparehong bahagi at ang kanilang pagkakalagay sa dalawang "anak na babae" na mga selula. Iba't ibang uri ng mga selula at mga selula iba't ibang organismo may iba't ibang tagal ng paghahati - mitosis, ngunit sa karaniwan ay tumatagal ito ng halos isa at kalahating oras. Mayroong maraming mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa napakarupok na prosesong ito. Anumang pagbabago sa mga kondisyon sa kapaligiran, halimbawa, temperatura ng kapaligiran, mga yugto ng liwanag, presyon sa kapaligiran at sa loob ng katawan at cell, pati na rin ang maraming iba pang mga kadahilanan, ay maaaring makabuluhang makaapekto sa parehong tagal at kalidad ng proseso ng paghahati ng cell. Gayundin, ang tagal ng buong mitosis at ang mga indibidwal na yugto nito ay maaaring direktang depende sa uri ng tissue kung saan ang mga cell ay nangyayari.

Ang biological na kahalagahan ng mitosis ay nagiging mas mahalaga sa bawat bagong pagtuklas sa larangan ng cytology, dahil kung wala ang prosesong ito ay imposible ang buhay sa planeta.

Mga isyu sa pagpipigil sa sarili. Biological na kahalagahan ng mitosis

Gawain Blg. 1

Paksa 14. Sekswal na pagpaparami.

Mga isyu sa pagpipigil sa sarili

Biological na kahalagahan ng mitosis.

TELOPHASE

ANAPHASE

METAPHASE.

Ang mga chromosome ay nakakakuha ng isang ordered arrangement habang sila ay gumagalaw patungo sa ekwador. Nang makarating sa ekwador, ang mga chromosome ay matatagpuan sa parehong eroplano, at sa sandaling ito ang isa sa mga spindle thread ay nakakabit sa mga sentromer ng bawat chromosome.

Sa metaphase, malinaw na nakikita na ang mga chromosome ay binubuo ng dalawang chromatids, na konektado lamang sa centromere.

Ang mga chromatid ng bawat chromosome ay nagsisimulang mag-diverge sa mga pole ng cell: ang isang chromatid ay papunta sa isang poste, at ang isa naman ay papunta sa kabaligtaran na poste. Ang paggalaw ng mga chromosome ay isinasagawa dahil sa mga spindle thread, na kumukuha at nag-uunat sa mga anak na chromosome mula sa ekwador hanggang sa magkabilang poste ng cell. Kapag gumagalaw, ginagamit ang enerhiya ng ATP.

Sa sandaling ito, ang cell ay naglalaman ng dalawang diploid set ng mga chromosome.

Ang mga chromosome cell na papalapit sa mga pole ay nagsisimulang mag-unwind at muling kumuha ng anyo ng mahabang mga sinulid na magkakaugnay sa isa't isa, na katangian ng isang hindi naghahati na nucleus. Sa anak na babae nuclei, ang nuclear envelope ay nabuo muli, ang nucleolus ay nabuo, at ang nuclear structure na katangian ng interphase ay ganap na naibalik. Sa panahon ng telophase, nangyayari din ang cytoplasmic division, bilang isang resulta kung saan ang dalawang cell ng anak na babae ay nahiwalay sa isa't isa. Ang mga cell na ito ay ganap na katulad sa istraktura sa mother cell, ngunit naiiba mula dito sa kanilang mas maliit na sukat.

Bilang resulta ng mitosis, ang bawat cell ng anak na babae ay tumatanggap ng eksaktong parehong mga kromosom tulad ng mayroon ang selula ng ina. Ang bilang ng mga kromosom sa parehong mga anak na selula ay katumbas ng bilang ng mga kromosom sa selula ng ina.

Dahil dito, ang biological na kahalagahan ng mitosis ay nakasalalay sa mahigpit na pare-parehong pamamahagi ng mga chromosome sa pagitan ng nuclei ng dalawang anak na mga cell. Nangangahulugan ito na tinitiyak ng mitosis ang banayad na paglipat ng lahat ng namamana na impormasyon sa bawat isa sa nuclei ng anak na babae.

Kung mayroong isang pagkagambala sa normal na kurso ng mitosis at ang cell ng anak na babae ay may mas kaunti o higit pang mga chromosome kaysa sa cell ng ina, ito ay hahantong sa kamatayan o sa mga makabuluhang pagbabago sa buhay ng cell - sa paglitaw ng mga mutasyon.

1.Anong mga anyo ng pagpaparami ang katangian ng mga buhay na organismo?

2.Anong uri ng pagpaparami ang tinatawag na asexual?

4. Anong mga anyo ng asexual reproduction ang katangian ng mga organismo?

5.Aling anyo ng asexual reproduction ang pinakabata?

6.Ano ang mitosis?

7. Anong mga cell ang nahahati sa pamamagitan ng mitosis?

8. Anong set ng chromosome ang nilalaman ng mga cell sa dulo ng interphase?

9. Sa anong yugto ng mitosis matatagpuan ang mga chromosome sa equatorial plane?

10. Sa anong yugto ng mitosis lumilipat ang mga chromatids patungo sa mga pole ng cell?

11. Sa anong yugto ng cell nabuo ang spindle?

12. Ano ang biological significance ng mitosis?

1. Basahin ang materyal na pang-edukasyon sa ibaba.

2.Analyze mga talahanayan mula sa application

3. Sagutin ang mga tanong sa pagpipigil sa sarili.

Sekswal na pagpaparami- pagbabago ng mga henerasyon at pag-unlad ng mga organismo batay sa mga espesyal na selula ng mikrobyo.

Gayunpaman, sa mga invertebrate na hayop, ang tamud at itlog ay madalas na nabuo sa katawan ng isang organismo. Ang kababalaghang ito - bisexuality - ay tinatawag hermaphroditism.

May mga kaso kung saan ang isang bagong organismo ay hindi kinakailangang lumitaw bilang isang resulta ng pagsasanib ng mga selula ng mikrobyo. Sa ilang mga species ng mga hayop at halaman, ang pag-unlad mula sa isang unfertilized na itlog ay sinusunod (mga bubuyog, wasps, aphids, ilang crustaceans (daphnia)). Ang ganitong uri ng pagpaparami ay tinatawag na birhen o parthenogenetic.

Sekswal na pagpaparami. Ang isang bagong organismo ay nabuo bilang isang resulta ng pagsasanib ng mga gamete sex cell (n). Ang isang zygote (2n) na may natatanging hanay ng mga chromosome ay nabuo. Ang sekswal na pagpaparami ay katangian ng karamihan sa mga buhay na organismo. Mga kalamangan : bawat indibidwal ay may natatanging genotype, na nagbibigay-daan, bilang resulta ng natural na pagpili, na umangkop sa iba't ibang kondisyon kapaligiran.

Ang mga sumusunod na tampok ay katangian: dalawang indibidwal ang karaniwang nakikibahagi sa pagpaparami - lalaki at babae; mas madalas na isinasagawa sa tulong ng mga dalubhasang cell - gametes; ang pagbawas sa bilang ng mga chromosome at recombination ng genetic material sa gametes ay nangyayari bilang resulta ng meiosis; ang mga supling (maliban sa magkatulad na kambal) ay genetically naiiba sa bawat isa at mula sa mga magulang.

Spermatogenesis, oogenesis (oogenesis).

Ang Gametogenesis ay ang proseso ng pagbuo ng mga sex cell - gametes. Ang mga gamete precursors (gametocytes) ay diploid. Ang proseso ng pagbuo ng tamud ay tinatawag na spermatogenesis, at ang pagbuo ng mga itlog ay tinatawag na oogenesis. Mayroong tatlong magkakaibang lugar, o zone, sa mga gonad: breeding zone, paglago zone, ripening zone. Ang spermatogenesis at oogenesis ay kinabibilangan ng tatlong magkaparehong yugto: pagpaparami, paglaki, pagkahinog (dibisyon). May isa pang yugto sa spermatogenesis - pagbuo.

Yugto ng pag-aanak: Ang mga diploid na selula ay paulit-ulit na nahahati sa pamamagitan ng mitosis. Ang bilang ng mga cell sa gonads ay tumataas, sila ay tinatawag na oogonia at spermatogonia. Chromosome set 2n.

Sa yugto ng paglago nangyayari ang kanilang paglaki, ang mga nagresultang selula ay tinatawag na 1st order oocytes at 1st order spermatocytes.

Sa yugto ng pagkahinog Ang meiosis ay nangyayari, bilang isang resulta ng unang meiotic division, ang mga gametocytes ng ika-2 order ay nabuo (set ng mga chromosome n2c), na pumapasok sa pangalawang meiotic division, at ang mga cell na may isang haploid set ng mga chromosome (nc) ay nabuo. Ang oogenesis sa yugtong ito ay halos kumpleto na, at Kasama rin sa spermatogenesis ang yugto ng pagbuo, kung saan nabuo ang tamud.

Hindi tulad ng pagbuo ng tamud, na nangyayari lamang pagkatapos maabot ang sekswal na kapanahunan (lalo na sa mga vertebrates), ang proseso ng pagbuo ng mga itlog ay nagsisimula sa embryo. Ang panahon ng reproduktibo ay ganap na isinasagawa sa yugto ng pag-unlad ng embryonic at nagtatapos sa oras ng kapanganakan (sa mga mammal at tao). Sa panahon ng paglago, ang mga oocyte ay tumataas sa laki dahil sa akumulasyon ng mga sustansya (protina, taba, carbohydrates) at mga pigment - nabuo ang isang yolk. Pagkatapos ang 1st order oocytes ay pumasok sa panahon ng pagkahinog. Ang unang meiotic division ay nagreresulta sa dalawang anak na selula. Ang isa sa kanila, medyo maliit, na tinatawag na unang polar body, ay hindi gumagana, at ang isa, mas malaki (2nd order oocyte), ay sumasailalim sa karagdagang mga pagbabago.

Ang pangalawang dibisyon ng meiosis ay nangyayari bago ang metaphase II stage at magpapatuloy lamang pagkatapos na ang 2nd order na oocyte ay nakikipag-ugnayan sa sperm at nangyayari ang fertilization. Kaya, sa mahigpit na pagsasalita, hindi isang itlog, ngunit isang pangalawang-order na oocyte ang lumalabas mula sa obaryo. Pagkatapos ng pagpapabunga, nahahati ito, na nagreresulta sa ovum (o itlog) at pangalawang polar body. Gayunpaman, ayon sa kaugalian, para sa kaginhawahan, ang isang itlog ay tinatawag na pangalawang-order na oocyte, na handang makipag-ugnayan sa isang tamud. Kaya, bilang resulta ng oogenesis, isang normal na itlog at tatlong polar na katawan ang nabuo.

Gametes. Ito ay mga selula ng mikrobyo, ang pagsasanib nito ay bumubuo ng isang zygote, na nagbubunga ng isang bagong organismo. Ang mga ito ay lubos na dalubhasang mga cell na kasangkot sa mga prosesong nauugnay sa sekswal na pagpaparami. Ang mga gamete ay may ilang mga tampok na nagpapakilala sa kanila mula sa mga somatic cell: ang chromosome set ng somatic cells ay diploid (2n2c), at ang gametes ay haploid (nc); ang mga gametes ay hindi nahahati; gametes, lalo na ang mga itlog, na mas malaki kaysa sa mga somatic cell; ang itlog ay naglalaman ng maraming nutrients, ang tamud ay naglalaman ng kaunti (halos wala); Ang mga gametes ay may binagong nuclear-cytoplasmic ratio kumpara sa mga somatic cells (sa itlog ang nucleus ay sumasakop ng isang makabuluhang mas malaking volume kaysa sa cytoplasm, sa tamud ito ay kabaligtaran, at ang nucleus ay may parehong mga sukat tulad ng sa itlog). Ang tamud ay gumaganap ng isang aktibong papel sa pagpapabunga. Samakatuwid, ito ay maliit sa laki at mobile (sa mga hayop). Ang itlog ay hindi lamang nagdadala ng sarili nitong hanay ng mga chromosome sa zygote, ngunit tinitiyak din ang pag-unlad ng embryo sa mga unang yugto. Samakatuwid, ito ay malaki sa laki at, bilang isang patakaran, ay naglalaman ng isang malaking supply ng mga nutrients.

Organisasyon ng mga itlog ng hayop. Ang laki ng mga itlog ay malawak na nag-iiba - mula sa ilang sampu-sampung micrometer hanggang ilang sentimetro (isang itlog ng tao ay halos 100 microns, isang itlog ng ostrich, na may haba na may shell na halos 155 mm, ay isang itlog din). Ang egg cell ay may ilang lamad na matatagpuan sa ibabaw ng plasma membrane at nagrereserba ng mga sustansya. Sa mga mammal, ang mga itlog ay may zona pellucida, sa ibabaw nito ay ang corona radiata, isang layer ng follicular cells.

Ang dami ng nutrients na naipon sa itlog ay depende sa mga kondisyon kung saan ang embryo ay bubuo. Kaya, kung ang pag-unlad ng itlog ay nangyayari sa labas ng katawan ng ina at humahantong sa pagbuo ng malalaking hayop, kung gayon ang pula ng itlog ay maaaring magkaroon ng higit sa 95% ng dami ng itlog. Ang mammalian egg ay naglalaman ng mas mababa sa 5% yolk. Dahil sa akumulasyon ng mga sustansya, ang mga itlog ay nagkakaroon ng polarity. Ang mga kabaligtaran na pole ay tinatawag na vegetative at animal. Ang polariseysyon ay ipinahayag sa katotohanan na mayroong isang pagbabago sa lokasyon ng nucleus sa cell (ito ay lumilipat patungo sa poste ng hayop), pati na rin sa pamamahagi ng mga cytoplasmic inclusions (sa maraming mga itlog ang dami ng yolk ay tumataas mula sa hayop. sa vegetative pole).

Organisasyon ng spermatozoa. Ang haba ng tamud ng tao ay 50–60 microns. Tinutukoy din ng mga pag-andar ng tamud ang istraktura nito. Ang ulo ay ang pinakamalaking bahagi ng tamud, na nabuo ng nucleus, na napapalibutan ng manipis na layer ng cytoplasm. Sa nauunang dulo ng ulo mayroong isang acrosome, isang bahagi ng cytoplasm na may binagong Golgi apparatus. Gumagawa ito ng isang enzyme na tumutulong sa pagtunaw ng mga lamad ng itlog. Sa kantong ng ulo at gitnang bahagi, nabuo ang isang interception - ang leeg ng tamud, kung saan matatagpuan ang dalawang centrioles. Sa likod ng leeg ay ang gitnang bahagi ng tamud, na naglalaman ng mitochondria, at ang buntot, na may istrakturang tipikal ng lahat ng eukaryotic flagella at ang organelle ng paggalaw ng tamud. Ang enerhiya para sa paggalaw ay ibinibigay ng ATP hydrolysis, na nangyayari sa mitochondria ng gitnang bahagi ng tamud.

Pagpapabunga. Ang hanay ng mga proseso na humahantong sa pagsasanib ng mga male at female gametes, ang unyon ng kanilang nuclei at ang pagbuo ng isang zygote, na nagbibigay ng isang bagong organismo, ay tinatawag na pagpapabunga.

Ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng panlabas na pagpapabunga, kung saan ang pagpupulong ng tamud at mga itlog ay nangyayari sa panlabas na kapaligiran, at panloob na pagpapabunga, kung saan ang pagpupulong ng tamud at mga itlog ay nangyayari sa babaeng genital tract.

Kadalasan, ang tamud ay ganap na binawi sa itlog; kung minsan ang flagellum ay nananatili sa labas at itinatapon. Mula sa sandaling ang tamud ay tumagos sa itlog, ang mga gametes ay tumigil sa pag-iral, habang sila ay bumubuo ng isang solong cell - ang zygote. Depende sa bilang ng tamud na tumagos sa itlog sa panahon ng pagpapabunga, sila ay nakikilala: monospermy - pagpapabunga kung saan isang tamud lamang ang tumagos sa itlog (ang pinakakaraniwang pagpapabunga), at polyspermy - pagpapabunga kung saan maraming tamud ang tumagos sa itlog. Ngunit kahit na sa kasong ito, ang nucleus ng isa lamang sa tamud ay sumasama sa nucleus ng itlog, at ang natitirang nuclei ay nawasak.

Meiosis

Unang meiotic division.

1. Prophase I.

Mga chromosome spiral. Maaari itong makilala na ang bawat kromosoma ay binubuo ng dalawang chromatids na konektado sa isa't isa sa sentromere.

Ang mga homologous chromosome ay malapit sa isa't isa, kumonekta sa kanilang buong haba at twist - ang prosesong ito ay tinatawag na conjugation. Susunod, mayroong isang palitan ng magkapareho o homologous na mga rehiyon (gene exchange) - tumatawid.

Pagkatapos ng conjugation, naghihiwalay ang mga chromosome.

2. Metaphase I.

Ang mga kromosom ay nakakabit sa mga filament ng spindle ng kanilang mga sentromere at matatagpuan sa equatorial plane.

3. Anaphase I.

Sa mga pole ng cell, napupunta ang mga kalahati ng bawat chromosome, kabilang ang bawat chromosome, na kinabibilangan ng isang chromatid, tulad ng sa mitosis, at buong chromosome, na ang bawat isa ay binubuo ng 2 chromatids. Dahil dito, isa lamang sa bawat pares ng homologous chromosome ang pumapasok sa daughter cell.

Ang bilang ng mga chromosome ay bumababa ng kalahati, ang chromosome set ay nagiging haploid.

4. Telofase I.

Ang isang nuclear envelope ay nabuo sa loob ng mahabang panahon. Dahil ang mga indibidwal na chromosome ng haploid daughter cells ay patuloy na nadoble, walang DNA duplication na nagaganap sa panahon ng interphase sa pagitan ng una at pangalawang meiotic division. Ang mga cell ay nabuo bilang isang resulta ng 1st division ng pagkahinog, naiiba sa komposisyon ng mga chromosome ng ama at ina at, samakatuwid, sa hanay ng mga gene.

Halimbawa, ang lahat ng mga selula ng tao, kabilang ang mga primordial germ cell, ay naglalaman ng 46 na chromosome. Sa mga ito, 23 ang natanggap mula sa ama at 23 mula sa ina. Pagkatapos ng 1st meiotic division, 23 chromosome lamang ang pumapasok sa spermatocytes at oocytes - isang chromosome mula sa bawat pares ng homologous chromosome. Gayunpaman, dahil sa randomness ng divergence ng paternal at maternal chromosomes sa anaphase I, ang mga nagresultang cell ay tumatanggap ng isang malawak na iba't ibang mga kumbinasyon ng mga parental chromosome. Halimbawa, ang isa sa kanila ay maaaring may 3 paternal at 20 maternal chromosome, isa pang 10 paternal at 12 maternal, isang ikatlong 20 paternal at 3 maternal, atbp. Ang bilang ng mga posibleng kumbinasyon ay napakalaki.

Kaya naman, meiosis – ang batayan ng combinative genotypic variability.

Pangalawang meiotic division.

Sa pangkalahatan, ito ay nagpapatuloy sa parehong paraan tulad ng ordinaryong mitotic division, na may pagkakaiba lamang na ang naghahati na cell ay haploid.

Prophase II

Ang mga chromosome ay spiral at isang spindle ay nabuo.

Metaphase II

Ang mga kromosom ay matatagpuan sa equatorial plane ng cell, ang mga spindle filament ay nakakabit sa mga centomeres.

Anaphase II.

Lumipat ang mga Chromatid patungo sa mga pole ng cell.

Thermal phase II.

yun. Mula sa orihinal na pangunahing selula ng mikrobyo, nabuo ang apat na mga haploid na selula na may set ng chromosome.

Ang kakanyahan ng panahon ng pagkahinog ay na sa mga selula ng mikrobyo ang bilang ng mga kromosom ay nahahati.

Ang biological na kahulugan ng 2nd meiotic division ay ang dami ng DNA ay naaayon sa hanay ng chromosome.

Sa mga lalaki Ang lahat ng apat na haploid cells ay nabuo bilang isang resulta ng meiosis at pagkatapos ay binago sa gametes - tamud.

Sa mga babae Dahil sa hindi pantay na meiosis, isang cell lamang ang gumagawa ng isang mabubuhay na itlog. Ang iba pang tatlong mga cell ay mas maliit; sila ay nagiging tinatawag na pagdidirekta o pagbabawas ng mga cell, na malapit nang mamatay. Ang biological na kahulugan nito ay ang pangangailangan upang mapanatili sa isang cell ang lahat ng mga reserbang nutrients na kakailanganin para sa pagbuo ng hinaharap na embryo.

1.Anong uri ng pagpaparami ang tinatawag na sekswal?

2. Ano ang mga pakinabang ng sekswal na pagpaparami kaysa sa asexual na pagpaparami?

3.Ano ang mga pangunahing yugto sa pagbuo ng mga itlog at tamud?

4. Pangalanan ang mga natatanging katangian ng meiosis at mitosis.

5.Anong proseso ang tinatawag na conjugation?

6.Anong proseso ang tinatawag na crossing over?

7. Ano ang biological na kahulugan ng meiosis?

Paksa 15. Indibidwal na pag-unlad mga organismo: panahon ng embryonic

Ano ang biological significance ng mitosis

Svetlana Syshchenko

Katatagan ng genetiko. Bilang resulta ng mitosis, dalawang nuclei ang nakuha, bawat isa ay naglalaman ng parehong bilang ng mga chromosome tulad ng nasa parent nucleus. Ang mga kromosom na ito ay nagmula sa mga kromosom ng magulang sa pamamagitan ng tumpak na pagtitiklop ng DNA, kaya ang kanilang mga gene ay naglalaman ng eksaktong parehong namamana na impormasyon. Ang mga cell ng anak na babae ay genetically identical sa parent cell, kaya ang mitosis ay hindi maaaring gumawa ng anumang mga pagbabago sa genetic na impormasyon. Samakatuwid, ang mga populasyon ng cell (mga clone) na nagmula sa mga selula ng magulang ay genetically stable.
taas. Bilang resulta ng mitosis, ang bilang ng mga selula sa katawan ay tumataas (isang proseso na kilala bilang hyperplasia), na isa sa mga pangunahing mekanismo ng paglaki.
Asexual reproduction, cell regeneration at pagpapalit. Maraming mga species ng mga hayop at halaman ang nagpaparami nang walang seks gamit ang mitotic cell division lamang. Bilang karagdagan, tinitiyak ng mitosis ang pagbabagong-buhay ng mga nawawalang bahagi (halimbawa, mga binti sa mga crustacean) at pagpapalit ng cell, na nangyayari sa isang antas o iba pa sa lahat ng multicellular na organismo.

Angelina

Ang MITOSIS ay ang pangunahing anyo ng paghahati ng selula, ang kakanyahan nito ay ang pare-parehong pamamahagi ng mga kromosom sa pagitan ng mga selulang anak na babae; Ang cell division ay asexual (somatic cells), dalawang anak na cell na may set ng chromosome 2n ay nabuo

Isulat kung ano ang kakanyahan ng mitosis. Ano ang biological significance nito?

Tulong sa takdang-aralin! Pakiusap!

Ang pinakamahalagang bahagi ng cell cycle ay ang mitotic (proliferative) cycle. Ito ay isang kumplikadong magkakaugnay at magkakaugnay na mga phenomena sa panahon ng cell division, pati na rin bago at pagkatapos nito. Ang mitotic cycle ay isang hanay ng mga proseso na nagaganap sa isang cell mula sa isang dibisyon hanggang sa susunod at nagtatapos sa pagbuo ng dalawang cell ng susunod na henerasyon. Bilang karagdagan, ang konsepto ng siklo ng buhay ay kasama rin ang panahon kung saan ang cell ay gumaganap ng mga function nito at mga panahon ng pahinga. Sa oras na ito, ang karagdagang kapalaran ng cell ay hindi tiyak: ang cell ay maaaring magsimulang hatiin (pumasok sa mitosis) o magsimulang maghanda upang magsagawa ng mga partikular na function.
Ang biological na kaalaman ng mitosis ay tinitiyak nito ang namamana na paghahatid ng mga katangian at katangian sa isang serye ng mga henerasyon ng cell sa panahon ng pagbuo ng isang multicellular na organismo. Dahil sa tumpak at pare-parehong pamamahagi ng mga chromosome sa panahon ng mitosis, ang lahat ng mga cell ng isang solong organismo ay genetically identical.
Ang mitotic cell division ay sumasailalim sa lahat ng anyo ng asexual reproduction sa parehong unicellular at multicellular na organismo. Tinutukoy ng Mitosis ang pinakamahalagang phenomena ng buhay: paglago, pag-unlad at pagpapanumbalik ng mga tisyu at organo at asexual na pagpaparami ng mga organismo.
http://xn--90aeobapscbe.xn--p1ai/Educational-materials/Cell-division/41-Mitosis-its-phases-biological-significance

Irina

Ano ang kakanyahan ng mitosis? ano ang biological significance nito?
Ang metosis ay ang pangunahing anyo ng paghahati ng cell, ang kakanyahan nito ay ang pare-parehong pamamahagi ng mga chromosome sa pagitan ng mga cell ng anak na babae. Biological na kahalagahan ng metosis. Ang metosis ay sumasailalim sa paglaki at vegetative reproduction ng lahat ng organismo na mayroong enucryotic nucleus. Tinitiyak ang pare-pareho ng bilang ng mga chromosome sa lahat ng mga selula ng katawan.