Вижте фигури 84, 85, 86. По какво се различават мъжките репродуктивни клетки от женските? Спомнете си как става деленето на клетките. Какво е митоза? Какви процеси протичат по време на всеки етап от митозата?

Основата на сексуалното размножаване е процесът на сливане на зародишни клетки - гамети. За разлика от нерепродуктивните клетки, половите клетки винаги имат един набор от хромозоми, което предотвратява увеличаването на броя на хромозомите в нов организъм. Образуването на клетки с един набор от хромозоми става по време на специален тип делене - мейоза.

Мейоза.Мейозата (от гръцки meiosis - намаляване, намаляване) е клетъчно делене, при което хромозомният набор в новообразуваните дъщерни клетки се разполовява.

Както митозата, така и мейозата се предхождат от интерфаза, по време на която се извършва редупликация на ДНК. Преди да започне деленето, всяка хромозома се състои от две ДНК молекули, които образуват две сестрински хроматиди, свързани с центромери. По този начин, преди да започне деленето, хромозомният набор на клетката е 2l, а количеството на ДНК се удвоява.

Процесът на мейоза се състои от две последователни разделения - мейоза I и мейоза II, които се разделят на същите етапи като митозата. В резултат на това се образуват не две, а четири клетки (фиг. 82).

Ориз. 82. Етапи на мейозата: 1 - профаза I; 2 - метафаза I; 3 - анафаза I; 4 - телофаза I; 5 - метафаза II; 6 - апафаза II; 7 - телофаза II

Профаза I.Този етап е много по-дълъг, отколкото при митозата. Хромозомите се спирали и се удебеляват. Хомоложните хромозоми са свързани по двойки помежду си, т.е. възниква тяхното конюгиране (от латинското конюгиране - връзка). В резултат на това в клетката се образува комплекс от двойни хромозоми (фиг. 83). След това се извършва обмен на гени между участъци от хомоложни хромозоми - кръстосване (от английското crossing over - пресичане, пресичане). Това води до нови комбинации от гени в хромозомите (фиг. 83). След това ядрената обвивка в клетката изчезва, центриолите се отклоняват към полюсите и се образува вретено на делене.

Ориз. 83. Конюгиране и кръстосване между хомоложни хромозоми (буквите показват гени, разположени на хромозоми)

Метафаза I.Хомоложните хромозоми са разположени по двойки в екваториалната зона на клетката над и под екваториалната равнина. Центромерите на хромозомите са свързани с нишките на вретеното.

Анафаза I.Хомоложните хромозоми се разпръскват към клетъчните полюси. Това е основната разлика между мейозата и митозата, където сестринските хроматиди се разделят. Така всеки полюс има само една хромозома от хомоложна двойка. Броят на хромозомите на полюсите е наполовина - настъпва намаляването му.

Телофаза I.Останалото клетъчно съдържание се разделя, образува се стеснение и се появяват две клетки с един набор от хромозоми (l). Всяка хромозома се състои от две сестрински хроматиди - две ДНК молекули. Образуването на две клетки не винаги се случва. Понякога телофазата се придружава само от образуването на две ядра.

Преди второто разделение на мейозата няма интерфаза. И двете получени клетки след период на почивка или незабавно започват второто мейотично делене. Мейоза II е напълно идентична с митозата и се случва в две клетки (ядра) синхронно.

Профаза II е много по-къса от профаза I. Ядрената обвивка изчезва отново и се образува вретено на делене.

В метафаза II хромозомите се подреждат в екваториалната равнина. Веригите на вретеното се свързват с центромерите на хромозомите. В анафаза II, както при митозата, сестринските хроматиди - хромозомите - се разминават към клетъчните полюси. На всеки полюс се образува единичен набор от хромозоми (p), като всяка хромозома се състои от една ДНК молекула. Телофаза II завършва с образуването на четири клетки (ядра) с един набор от хромозоми и една ДНК молекула във всяка.

Биологичното значение на мейозата е образуването на клетки с един набор от хромозоми. Гаметите, които след това се развиват от тях по време на половото размножаване, се сливат и в резултат двойният набор от хромозоми се възстановява. В допълнение, кръстосването води до нови комбинации от гени в клетъчните хромозоми, което служи като основа за комбинираната променливост на организмите.

Образуване на зародишни клетки при животни.Процесът на образуване на полови клетки се нарича гаметогенеза (от гамета и гръцки генезис - раждане). При животните гаметите се образуват в гениталните органи: в тестисите при мъжете и в яйчниците при жените.

Гаметогенезата протича последователно, на три етапа в съответните зони и завършва с образуването на сперматозоиди и яйцеклетки. На етапа на размножаване първичните зародишни клетки интензивно се делят чрез митоза, което значително увеличава броя им. В следващия етап на растеж клетките растат и съхраняват хранителни вещества. Този период съответства на интерфазата преди мейозата. След това клетката навлиза в етапа на съзряване, където настъпва мейоза, образуват се клетки с един набор от хромозоми и гаметите най-накрая се формират и узряват.

Ориз. 85. Сперматозоиди на бозайник: А - структура на схемата: 1 - глава; 2 - флакон с ензими: 3 - ядро: 4 - гърло; 5 - митохондрии; 6 - центриоли; 7 - опашка. B - снимка на светлинен микроскоп

Сперматогенезата се характеризира с образуването на мъжки зародишни клетки - сперматозоиди. От една първична зародишна клетка се образуват четири еднакви по големина гамети - сперматозоиди.

Оогенезата (от гръцки un - яйце и генезис) се характеризира с образуването на женски полови клетки - яйца. Процесът на образуване на яйцеклетката е много по-дълъг от този на спермата. Митохондриите, концентрирани в шията, осигуряват енергия на движещите се сперматозоиди.

Яйцето е кръгла, голяма, неподвижна клетка, съдържаща ядро, всички органели и много хранителни вещества под формата на жълтък (фиг. 86). Яйцеклетката на всеки животински вид винаги е много по-голяма от неговата сперма. Благодарение на неговите хранителни вещества се осигурява развитието на ембриона в началния етап (при риби, земноводни и бозайници) или през цялото ембрионално развитие (при влечуги и птици).

Ориз. 86. Строеж на яйцеклетка на бозайник: 1 - ядро; 2 - жълтъчни зърна

Размерът на яйцата варира значително при различните видове животни. При бозайниците те са средно 0,2 мм. При земноводните и рибите е 2-10 mm, а при влечугите и птиците достига няколко сантиметра.

Упражнения по преминатия материал

1. Какъв тип клетъчно делене е в основата на половото размножаване при животните? Какви клетки се образуват в резултат на това делене?
2. Каква е основната разлика между мейозата и митозата? 3. Обяснете защо мейотичното делене винаги предхожда сексуалното размножаване при животните. 4. Какво е биологичното значение на мейозата? 5. Какви са разликите в процесите на сперматогенеза и оогенеза?
3. Използвайте микроскоп, за да изследвате подготвени микропрепарати от сперма и яйцеклетки на бозайници. Сравнете структурата на спермата и яйцеклетката. Каква е причината за разликата?

Всяка клетка в човешкото тяло има двоен набор от хромозоми- един от баща и един от майка. Той се обозначава с "2N" и се нарича диплоиден. Сперматозоидите и яйцеклетките съдържат един набор от хромозоми, означен като "1N" и наречен хаплоиден.

Процес образуване на хаплоиден наборот диплоиден, възникващ по време на образуването на зародишни клетки, се нарича мейоза. По отношение на броя на центромерите, първо се извършва редукционно делене (мейоза I), а след това еквационално делене (мейоза II). При мъжете мейозата протича по същия начин, както при повечето диплоидни видове, но при жените този процес има някои разлики.

Преминаванемежду хромозомите на бащата и майката осигурява пренареждането на генетичната информация между поколенията. По време на оплождането хаплоидните набори от хромозоми на спермата и яйцето се сливат, като по този начин се възстановява диплоидният набор в зиготата.

Мейоза I

Мейоза Iима много общо с митозата, но е по-сложен и продължителен процес.
първични сперматоцити и овоцити започва след G2 фаза на митозатаи следователно те имат диплоиден набор от хромозоми (2N), съдържащ репликирана ДНК като част от сестрински хроматиди (4C). Профаза I включва реципрочен обмен на майчини и бащини хроматиди чрез кръстосване.

Профаза I

лептотен. Хромозомите са представени под формата на дълги нишки, прикрепени в краищата си към ядрената мембрана.

зиготена. Хромозомите се свиват, образуват двойки и хомолозите се слепват (синапсис). Този процес характеризира точното подреждане на хромозомите (ген към ген в целия геном). Освен това в първичните сперматоцити хромозомите X и Y образуват синапсис само в краищата на късите си рамена.

Пачитена. Сестринските хроматиди започват да се разделят. Двойките хомоложни хромозоми, наречени бивалентни, имат четири двойни спирали на ДНК (тетради). Една или и двете хроматиди на всяка от бащините хромозоми се кръстосват с майчините и образуват синаптонемния комплекс. Всяка двойка хромозоми претърпява поне един кросинговър.

Диплотена. Хроматидите са разделени, с изключение на областите на кръстосване или хиазмата. Хромозомите на всички първични овоцити са в това състояние до овулацията.

Диакинеза. Реорганизираните хромозоми започват да се разделят. В този момент всеки двувалентен съдържа четири хроматиди, свързани с обикновени центромери, и несестрински хроматиди, свързани с хиазми.

Метафаза I, анафаза 1, тепофаза 1, цитокинеза I

Данни за етапа мейозаподобно на фазите на митозата. Основната разлика: вместо да разделят не-сестрински хроматиди, сдвоени кръстосани сестрински хроматиди, свързани с центромери, се разпределят към дъщерните клетки.

Накрая азВторичните сперматоцити и ооцити имат 23 хромозоми (1N), всяка от които се състои от две хроматиди (2C).

Мейоза II

При мейоза IIНастъпва краткосрочна интерфаза, по време на която не се извършва хромозомна репликация. Това е последвано от профаза, метафаза, анафаза, телофаза и цитокинеза. Сходството на всяка фаза на мейоза II с нейния аналог в митозата е, че двойки хроматиди (биваленти), свързани в центромера, се подреждат и образуват метафазна плоча и след това се разпръскват в дъщерни клетки, последвано от центромерна репликация на ДНК.

Накрая мейоза IIклетките съдържат 23 хромозоми (IN), всяка от които се състои от един хроматид (1C).

Мейоза при мъжете

Сперматогенезанаричаме процес с продължителност до 64 дни, включващ всички етапи, през които сперматогонията се превръща в сперма. В този случай цитокинезата остава незавършена, което позволява всяко поколение клетки да бъде свързано чрез цитоплазмени мостове.

След диплоидния първичен сперматоцитпреминава през етап I на мейозата, появяват се два хаплоидни вторични сперматоцита. Това е последвано от мейоза II, която води до появата на четири хаплоидни spsrmatids. По време на спермиогенезата сперматидите се трансформират в сперматозоиди. Този процес включва:
- образуване на акрозома, съдържаща ензими, които улесняват проникването на семената;
- ядрена кондензация;
- отстраняване на по-голямата част от цитоплазмата;
- оформяне на врата, средната част и опашката.

Мейоза при жените

Оогенезата започва при плодана 12-седмична възраст и внезапно спира на 20-та седмица. Първичните овоцити остават в профаза I диплотенна форма до овулацията. Този етап се нарича диктиотен.

Обикновено узряване повече от един овоцит на месец. Под въздействието на хормоните първичният овоцит набъбва, натрупвайки цитоплазмен материал. След завършване на мейоза I, тя се наследява от една дъщерна клетка - вторичен овоцит. Второто ядро ​​преминава в първото водещо тяло, което обикновено не се дели и се дегенерира с времето. След края на мейоза I вторичният овоцит навлиза в матката или фалопиевите тръби.

Мейоза IIВторичният овоцит спира на етапа на метафазата, преди спермата да влезе в него. След това процесът на делене завършва и се образува голям хаплоиден пронуклеус на яйцеклетката, който се слива с пронуклеуса на спермата, както и второ направляващо тяло, което се дегенерира.

В зависимост от това кога настъпва оплождането, продължителността на този процес е 12-50 години.

Медицинско значение на разбирането на мейозата

Диплоидният набор от хромозоми в соматичните клетки се редуцира до хаплоиден в зародишните клетки.
Бащините и майчините хромозоми претърпяват пренареждане, в резултат на което броят на възможните комбинации (с изключение на рекомбинациите в самите хромозоми) нараства до 223 (8 388 608).

Реасортирането на бащините и майчините алели в рамките на хромозомите създава безкрайно количество генетични вариации между гаметите.
Случайността на процеса на пренареждане на бащините и майчините алели по време на мейоза (и оплождане) позволява теорията на вероятността да бъде приложена към генетичните пропорции и генетичните вариации според законите на Мендел.

Тази статия ще ви помогне да научите за вида на клетъчното делене. Ще говорим накратко и ясно за мейозата, фазите, които съпътстват този процес, ще очертаем основните им характеристики и ще разберем какви характеристики характеризират мейозата.

Какво представлява мейозата?

Редукционното клетъчно делене, с други думи, мейозата, е вид ядрено делене, при което броят на хромозомите е наполовина.

В превод от старогръцки мейоза означава намаляване.

Този процес протича на два етапа:

• Намаляване ;

На този етап от процеса на мейоза броят на хромозомите в клетката намалява наполовина.

• Екваториален ;

По време на второто делене клетъчната хаплоидност се запазва.

ТОП 4 статиикоито четат заедно с това

Особеността на този процес е, че той се среща само в диплоидни, както и дори в полиплоидни клетки. И всичко това, защото в резултат на първото разделение в профаза 1 в странни полиплоиди не е възможно да се осигури сливане на двойки на хромозоми.

Фази на мейозата

В биологията разделянето протича през четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза . Мейозата не е изключение; особеността на този процес е, че протича на два етапа, между които има кратък интерфаза .

Първа дивизия:

Профаза 1 е доста сложен етап от целия процес като цяло, той се състои от пет етапа, които са изброени в следната таблица:

сцена	Знак
лептотен	Хромозомите се скъсяват, ДНК кондензира и се образуват тънки нишки.
зиготена	Хомоложните хромозоми са свързани по двойки.
Пачитена	Най-дългата по продължителност фаза, по време на която хомоложните хромозоми са плътно прикрепени една към друга. В резултат на това някои области се разменят между тях.
Диплотена	Хромозомите са частично декондензирани и част от генома започва да изпълнява функциите си. Образува се РНК, синтезира се протеин, докато хромозомите все още са свързани една с друга.
Диакинеза	Отново възниква кондензация на ДНК, процесите на образуване спират, ядрената обвивка изчезва, центриолите са разположени на противоположни полюси, но хромозомите са свързани помежду си.

Профазата завършва с образуването на вретено на делене, разрушаване на ядрените мембрани и самото ядро.

Метафаза Първото разделение е важно с това, че хромозомите се подреждат по екваториалната част на вретеното.

По време на анафаза 1 Микротубулите се свиват, бивалентите се разделят и хромозомите се преместват към различни полюси.

За разлика от митозата, на етапа на анафазата цели хромозоми, които се състоят от две хроматиди, се преместват към полюсите.

На сцената телофази хромозомите се деспирират и се образува нова ядрена мембрана.

Ориз. 1. Схема на мейозата на първия етап на делене

Втора дивизия има следните признаци:

• За профаза 2 характеризиращ се с кондензация на хромозоми и разделяне на клетъчния център, чиито продукти на делене се отклоняват към противоположните полюси на ядрото. Ядрената обвивка се разрушава и се образува ново вретено на делене, което е разположено перпендикулярно на първото вретено.
• По време на метафази Хромозомите отново са разположени на екватора на вретеното.
• По време на анафаза хромозомите се делят и хроматидите са разположени на различни полюси.
• Телофаза индикиран от деспирализацията на хромозомите и появата на нова ядрена обвивка.

Ориз. 2. Схема на мейозата на втория етап на делене

В резултат от една диплоидна клетка чрез това делене получаваме четири хаплоидни клетки. Въз основа на това заключаваме, че мейозата е форма на митоза, в резултат на която се образуват гамети от диплоидни клетки на половите жлези.

Значението на мейозата

По време на мейозата, на етапа на профаза 1, протича процесът пресичане - рекомбинация на генетичен материал. В допълнение, по време на анафаза, както първото, така и второто разделение, хромозомите и хроматидите се преместват към различни полюси в произволен ред. Това обяснява комбинираната изменчивост на изходните клетки.

В природата мейозата е от голямо значение, а именно:

• Това е един от основните етапи на гаметогенезата;

Ориз. 3. Схема на гаметогенезата

• Осъществява трансфера на генетичен код по време на репродукцията;
• Получените дъщерни клетки не са подобни на майчината клетка и също се различават една от друга.

Мейозата е много важна за образуването на зародишни клетки, тъй като в резултат на оплождането на гаметите ядрата се сливат. В противен случай зиготата би имала два пъти повече хромозоми. Благодарение на това разделение половите клетки са хаплоидни и по време на оплождането се възстановява диплоидността на хромозомите.

Какво научихме?

Мейозата е вид делене на еукариотна клетка, при което четири хаплоидни клетки се образуват от една диплоидна клетка чрез намаляване на броя на хромозомите. Целият процес протича в два етапа – редукция и уравнение, всеки от които се състои от четири фази – профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Мейозата е много важна за образуването на гамети, за предаването на генетична информация на бъдещите поколения, а също така извършва рекомбинацията на генетичен материал.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.6. Общо получени оценки: 967.

4. Фенотипни класове на зайци, получени от анализ на връзката на три гена

Глава 5 Генетика на пола

Нарушения в половото развитие

5. Зависимостта на пола на Drosophila от съотношението на броя на х-хромозомите към броя на комплектите автозоми (Bridges, 1932)

6. Нарушения в системата на половите хромозоми и тяхното фенотипно проявление

Проблемът с регулирането на пола

Молекулярни основи на наследствеността

Структура и видове РНК

Генетичен код

Синтез на протеини в клетката

Глава 7 генетика на микроорганизмите

700Опашка

Конюгация

Трансдукция

Трансформация

Глава 8 Биотехнология

Генното инженерство

(Според С. М. Гершензон)

I Химичен синтез на ДНК

Xj, третиран с рестрикционен ензим

1 Действие на ДНК лигаза

Трансформирани дъщерни клетки

Клетъчно инженерство

Химерни животни

Трансгенни животни

Видове променливост

9. Разпределение на сухостойни черношарени крави

3,0 44 5,0 6D 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 класове по брой левкоцити (хиляди)

10. Определяне на основни статистически величини по продуктовия метод за съдържанието на броя на левкоцитите

В кръвта на сухостойни крави (хиляда на 1 im)

11. Стойност на нормалния вероятностен интеграл

Оценка на достоверността на разликата между средните аритметични стойности на две извадкови съвкупности

Видове разпределение

14. Разпределение на семействата по брой на туберкулозните крави

15. Стойността на вероятността за възникване на редки събития при разпределението на Поасон

3,4 3,6 4,0 4,6 5,0 5,4 5,8 Съдържание на млечна мазнина, %

Хи-квадрат тест (y2)

16. Съответствие на действителното разпределение на семействата с теоретично очакваното (бином)

II квадрант

IV квадрант

I квадрант

III квадрант

20. Определяне на r за малки проби

21. Корелация на заболеваемостта от левкемия при майки и дъщери

Дисперсионен анализ

23. Обобщена таблица на еднофакторен дисперсионен анализ

Класификация на мутациите

Хромозомни мутации

(След Хеър, 1978)

Кариотип

Генни мутации

Индуцирана мутагенеза

Антимутагени

Глава 11 генетични основи на онтогенезата

Тироксин

27. Продуктивност на крави - дъщери и внучки от различни бащи в зависимост от условията на хранене и отглеждане (по О. А. Иванова) Бащини бикове - бащи и дядовци на крави

Глава 12 Популационна генетика"

Населението и „чистата линия“

29. Намаляване на честотата на рецесивния алел а с пълно елиминиране на хомозиготите аа (не на Wisner и Wheeler, 1979)

30. Ниво на нарастваща ROI

31. Форми на деформации в потомството на бик Бурхан 6083

Глава 13

32. Генетични кръвногрупови системи

Унаследяване на кръвни групи

33. Уточняване на бащинство по кръвни групи

T t t гени

34. Някои биохимични полиморфни системи

V "j c j Леки n-верижни гени

Генетика на имуноглобулините

35. Алотипове на заешки имуноглобулини (по Kullberg, 1985)

I клетъчен тежък и лек I - -n/bJk I клетъчен фенотип - I a, d, d, b, b - алотипове на заешки имуноглобулин

36. Средни титри на антитела (1dg) на прасенца от различни породи след ваксинация срещу псевдобяс (според Rothschild et al.)

Титър на Ig2 антитела

Клониране на клетки в резултат на мутация (2)

37. MNS при домашни животни, включително птици

38. Връзка между алелите на комплекс B и честотата на пилетата md, % (според Hansen et al.)

Генетични аномалии

Екзогенни аномалии

39. Честота на пъпната херния в потомството на различни бикове (според A.I. Zhigachev)

40. Автозомно-доминантен тип унаследяване

41. Обобщение на доминантните черти с летален ефект в хомозиготно състояние (според Meyer и Wegner, 1973)

42. Х-свързан тип унаследяване

43. Списък на генетично обусловените аномалии при говедата

44. Честота на някои форми на вродени аномалии при телета от костромската порода (по данни на фермата за разплод за 1969-1982 г.)

45. Списък на генетично обусловените аномалии при свинете

46. ​​​​Списък на генетично обусловените аномалии при овцете

I Вид наследство

I открити дефекти

Говеда

Говеда

48. Видове центрични сливания (транслокации) на различни двойки автозоми при говеда (според Gustavsson, с нашите допълнения)

49. Брой инсеминации на зачеване (според Zener et al.)

50. Продължителност на сервизния период

52. Сравнение на намаляването на репродуктивната способност на нерези, носещи реципрочни транслокации и ембрионална смъртност в тяхното потомство

53. Класификация на гонозомните аберации при конете

64, Xy яйчник-

54. Хромозомни аберации в различни линии пилета (по Blom, 1974)

Глава 16

Лица от Fi

55. Честота на заболеваемост от бруцелоза в потомството на някои бикове и семейства (според В. Л. Петухов)

56. Заболеваемост от туберкулоза при животни от различни породи (по Бате, Сидху)

57. Заболеваемостта от туберкулоза в потомството на някои бикове и семейства (според В. Л. Петухов)

58. Сравнение на устойчивостта на някои инбредни семейства зайци

Според продължителността на живота след стандартно въвеждане на патогени

Туберкулоза по говедата и след вдишване на човешка туберкулоза

(От Лури и Даненберг)

59. Резултати от кръстосване на животни, устойчиви и податливи на лептоспироза, % (според Przytulskl et al., 1980)

60. Среден брой нематоди в 1 g изпражнения на чистопородни и хибридни овце (по Jazwinski et al.)

61. Генетична резистентност към нематоди при овце с различни видове хемоглобин (по Aftaif et al.)

Преживяемост след инфекция. Дни

62. Смъртност от сърдечен хидропс на телета до 30-месечна възраст, родени на станция Мара в Трансваал (според Bonsma)

До кърлежите

63. Брой кърлежи след две инфекции (според J. Frish)

64. Устойчивост на кърлежи от различни породи (според J. Frish)

65. Честота на левкемия при дъщери на бикове, резистентни и податливи на левкемия (според V. L. Petukhov)

66. Честотата на левкемия при потомството в зависимост от здравословното състояние на родителите (според В. Л. Петухов)

67. Честота на VKV инфекция при дъщери, получени от заразени и здрави майки (според A. G. Nezavitin)

68. Рак на очите и пигментация на ириса (според Nishimura et al.)

69. Устойчивост на болестта на Марек на инбредни линии пилета и техните кръстоски след експериментална инфекция (според Gavora, Spencer)

70. Зависимост на резистентни™ пилета към болестта на Marek от антиген b21 (според Hutt)

Метаболитни заболявания

73. Влиянието на породата върху честотата на ензоотична атаксия при овцете и съдържанието на мед (според Wiener)

Черен дроб I, mg/kg

Възпалителни и инфекциозни усложнения

74. Честота на заболяванията и деформацията на копитата при крави от различен произход, % (по Косолапиков)

76. Честота на мъртвородени и трудни отелвания при някои породи в скандинавските страни и Германия (цитирано от Dekhtyarev et al.)

Да се ​​стресира

Генетични аномалии и повишена наследствена устойчивост на животните към болести

77. Броят на нормалното потомство за различни видове чифтосване, необходим за изследване на хетерозиготно носителство при животни

Оценка на генофонда на породите

78. Устойчивост на добитък от различни породи към трипанозомоза, тейлероза, анаплазмоза и нематоди (по Anosa)

79. Устойчивост на пилета от различни линии към левкемия и моноцитоза (по Hatt)

80. Коефициент на устойчивост на наследственост (%) към някои заболявания

Говеда

81. Цялостна оценка на генофонда на някои семейства (според В. Л. Петухов)

Отглеждане на животни за устойчивост на болести

82. Селекция на морски свинчета за устойчивост и чувствителност към Columbrtformis (без Rothwell)

83. Резултати от селекция на пилета за устойчивост на еймериоза (без Klimes, Orel)

84. Наследственост на някои защитни механизми при млади бикове

Глава 8. Биотехнология. Г. А. Назарова, В. Л. Лопухов 103

Глава 11. Gemtlespe основи на онтогенезата. Г. А. Назарова 178

Глава 16. Болести с наследствена предразположеност.

Глава 17. Методи за предотвратяване на общи генетични аномалии и повишаване на наследствената устойчивост на животните към болести.

Гаметогенеза и мейоза

Процесът на развитие на зародишните клетки се нарича гаметоген-отзад.При мъжете този процес се нарича спермиогенеза,а при жените - оогенеза (фиг. 6). В развитието си зародишните клетки преминават последователно през следните етапи: размножаване, растеж, съзряване и формиране. По време на етапа на размножаване клетките бързо се делят митотично. По време на етапа на растеж клетките натрупват хранителни вещества, особено по време на оогенезата.

Най-ключовият момент от гледна точка на генетиката по време на образуването на зародишните клетки е мейоза- процес на редукция и уравнено разделяне на яйцеклетки и сперматоцити, в резултат на което се образуват зародишни клетки с хаплоиден набор от хромозоми. Нека разгледаме най-важните аспекти на поведението на xOomosomes в мейозата. В този процес има два етапа на разделяне (вижте диаграмата): 1) редукция и 2) уравнение.

Диаграма на мейозата

Второ уравнено фазово деление:

профаза II

метафаза II

анафаза II

телофаза II

Разделяне на хромозомите на хроматиди и образуването на още две дъщерни клетки с хаплоиден набор от хромозоми

редукционно разделение

профазааз- лептонема

зигонема

пахинема

дипломема

диакинеза метафаза I анафазаТелофаза I

образованиеот една майка RXBс диплоиден набор от хромо-DP дъщери с хаплоиден набор от удвоени хромозоми

ОВОГЕНЕЗА

СПЕРМАТОГЕНЕЗА

СПЕРМАТОГОНИЯ В ТЕСТА ИООГОНИЯ В ЕГСТНИКМХОФОКПАТНО СЕ ДЕЛЯТ МИТОТИЧНО

ООГОНИЯДАВА

СПЕРМАТОГОНИЯДАВА

сперматоцит/iiпърва поръчка!

ПЪРВО

МЕЙОТИЧЕН

РАЗДЕЛЕНИЕ

OVOCYTВТОРОПОРЪЧКАВТОРИ МЕЙОТИЧЕН1РАЗДЕЛЕНИЕ

СПЕРМАТОЦИТВТОРО*G" ПОРЪЧАЙ1

Сперматиди,

ЗИГОТА

Ориз. 6. Сравнение на процесите на сперматогенеза и оогенеза при животни с хаплоидброй хромозоми, равен на 2 (според K. Willy и V. Dethier, 1975)

Непосредствено преди мейозата гонадните клетки са в интерфаза.

Разделянето на редукция започва с профаза I, който, както се вижда от диаграмата, е разделен на пет фази. В първия етап на профаза I - лептонемихромозомите са деспирализирани, те са 2-5 пъти по-дълги от метафазните хромозоми. Под електронен микроскоп можете да видите, че те се състоят от две хроматиди, свързани с центромер. На следващия етап - Зигонеманаблюдава се привличане и сливане (конюгация) на хомоложни хромозоми. Всяка двойка конюгиращи хромозоми образува двувалентна, а според броя на хроматидите - тетрада. На този етап се образува синаптонемният комплекс (SC), който е част от двувалентния. Нарушено образуване на СК между хомоложни хромозоми се наблюдава при хетерозиготни носители на хромозомни аберации. Освен това, на етапа пахинеми,се случват

удебеляване и скъсяване на хромозомите, така че сестринските хроматиди стават ясно различими; На някои от тях можете да видите нуклеоли.

Следваща фаза - дипломемахарактеризиращ се с факта, че конюгиращите хромозоми започват да се отблъскват една друга и постепенно се отклоняват от центромера към краищата. В този случай се образуват характерни фигури, които приличат на гръцката буква "chi" (x) и затова се наричат ​​хиазми. Прекъсванията възникват в точките на контакт между хомоложните хромозоми. Те могат да бъдат единични, двойни или по-сложни. В резултат на прекъсвания се образуват хроматидни фрагменти, които след това могат да бъдат обединени отново на друга хромозома, като по този начин се променя комбинацията от генетичен материал в клетката.

Обменът на региони между хомоложни хромозоми се нарича пресичане.

В последния етап на профаза I - диакинезанастъпва рязко скъсяване на хромозомите, така че до края на този етап хроматидите остават свързани само в крайните участъци. Тук завършва профаза I. Трябва да се отбележи, че при по-подробно изследване на мейозата в профаза се разграничават и други междинни етапи, например пролептонема, диктионема и др.

На сцената метафази I бивалентите са разположени в екваториалната равнина с центромери към противоположните полюси. Тук нарастват отблъскващите сили.

IN анафаза I започва разминаването на хомоложните хромозоми към противоположните полюси, което е случайно. Всяка двойка хомоложни хромозоми има еднаква вероятност да бъде разпределена в една от двете дъщерни клетки.

IN телофаза I хромозомите достигат полюсите на клетката. След това ядрената мембрана и ядрото се възстановяват и хромозомите се декондензират. В края на телофазата цитоплазмата се дели (цитокинеза)и се образуват две дъщерни клетки с хаплоиден набор от хромозоми.

Отличителна черта на първия етап на мейозата е, че по време на анафазата самите хромозоми не се разделят на хроматиди, както при митозата, а само хомоложни двойки хромозоми се отклоняват към различни полюси на клетката и се образуват две дъщерни клетки с наполовина редуцирана набор от хромозоми обаче, състоящ се от два хроматида.

Между първия и втория етап на мейозата има кратък период на почивка - интеркинеза,по време на които не се извършва възпроизвеждане на хромозоми.

Еквационалното или изравнителното делене е подобно на митозата, при която клетките последователно преминават през четири фази: профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза P. На етап °*фазаХромозоми II са разделени на две хроматиди, които след това се отклоняват към противоположните полюси с помощта на вретенообразни нишки. На сцената телофази II завършва образуване

още две клетки. В резултат на това, след два последователни етапа на мейоза, от всяка клетка се образуват четири нови с хаплоиден набор от хромозоми. За по-визуално представяне на всички тези събития можете да използвате диаграмата на мейозата, показана на фигура 7.

Ориз. 7, Схеми на етапите на мейозата след тялото (според K. Swenson и P. Webster, 1980):

А - лептонема, предхождаща конюгацията на хромозомите;Б - началото на конюгацията на етапазигонема;В- пахинема;G- дипломема;Д- метафазааз;д- анафаза I;F~- телофаза I;3 - интерфаза между две деления на мейозата;И- профазаII;ДА СЕ- метафаза II;Л- тяло-фаза II

По този начин, в резултат на две мейотични деления, от една клетка с диплоиден набор от хромозоми се образуват четири клетки с хаплоиден набор от хромозоми и съдържание на ДНК, което е 2 пъти по-малко, отколкото в соматичните клетки. Вероятностният характер на разпределението на майчините и бащините хомоложни хромозоми в различни клетки прави възможно създаването на нови комбинации от нехомоложни хромозоми в яйцеклетките и спермата, като по този начин се постигат огромен брой нови комбинации от наследствена информация.

Нови комбинации от генетична информация възникват поради кръстосването. Всяка от хромозомите в метафаза I съдържа региони, получени от бащините и майчините хромозоми. Рекомбинациите на хромозомите по време на кросинговъра и тяхното вероятностно разпределение между клетките са причините за наследствената променливост на организма. Мейозата, оплождането и митозата осигуряват поддържането на постоянен брой хромозоми в съседните поколения видове. Това е тяхното биологично значение.

Патология на мейозата.Основната патология на мейозата е неразпадането на хромозомите.То може да бъде първично, вторично и третично. Първичното недизюнкция се среща при индивиди с нормален кариотип. В този случай, на етапа на анафаза I, разделянето на бивалентите се нарушава и двете хромозоми от двойка хомолози се преместват в една клетка, което води до излишък на хромозоми в дадена клетка (u + 1) и дефицит на друго (u-1). Вторично недизюнкция възниква в гамети при индивиди с излишък (тризомия) на една хромозома в кариотипа. В резултат на това по време на процеса на мейоза се образуват както двувалентни, така и едновалентни. Третични недизюнкции се наблюдават при индивиди със структурни хромозомни пренареждания, като транслокации. Неразпадането на хромозомите се отразява негативно на жизнеспособността на животинското тяло. Това ще бъде обсъдено подробно в следващите глави.

Отличителна черта на мейозата при жените е образуването на така наречените полярни тела в първото и второто мейотично деление, които впоследствие се дегенерират и не участват в размножаването. Неравномерните деления по време на оогенезата осигуряват на яйцеклетката необходимото количество цитоплазма и резервен жълтък, за да може да оцелее след оплождането. За разлика от спермиогенезата, която при мъжете се случва както по време на вътрематочния (пренатален) период, така и след раждането (постнатален период), при жените яйцеклетка не се образува след раждането. Въпреки това, до края на пренаталния период, женските натрупват огромен брой яйцеклетки (при кравите, например, десетки хиляди) и само няколко от тях узряват и дават началото на развитието на потомство. Този резерв от генетичен материал, особено при животни с ниска плодовитост като говеда, сега започва да се използва за изкуствено

стимулиране на узряването на много яйцеклетки, последващото им оплождане и трансплантация в специално подготвени реципиентни крави. Така от една ценна крава годишно можете да получите не едно, а няколко телета.

Оплождането настъпва след сливането на хаплоиден сперматозоид и яйцеклетка и образуването на диплоидна клетка - зигота, даваща началото на развитието на ембриона. Когато ембрионалните клетки, съдържащи хромозоми от майката и бащата, се разделят, генетичната информация се прехвърля към всички клетки на новия организъм.

Морфологичните и функционалните различия в хромозомните комплекти са основните причини за ембрионална смъртност след оплождане при кръстосване на различни видове или безплодие на хибриди. По този начин при кръстосване на заек и заек не настъпва имплантиране и развитие на оплодено яйце. Ембрионалната смъртност настъпва при кръстосване на коза и овца. Мъжките видове магаре (2l = 62) и кон (2l = 64), както е известно, не дават потомство, те са стерилни или стерилни. Стерилността на мъжките хибриди се наблюдава при кръстосване на европейски говеда с бизон, бизон, як, както и гаур и гаял.

Това се дължи на факта, че процесите на спермиогенеза при хибридите са нарушени. Въпреки това, когато европейските говеда се кръстосват с азиатски гърбат зебу, дива свиня (2l = 36) и домашна свиня (2l = 38), се ражда плодородно потомство. В резултат на сложно кръстосване наскоро беше възможно да се получат плодородни хибриди от говеда с говеда, бизони и якове. Хибридите се отличават с такива ценни качества като силна физика, висока жизненост и добри характеристики на месото.

Контролни въпроси. 1. Каква е морфологичната структура и химичният състав на хромозомите? 2. Какво е кариотип и какви са неговите особености при различните видове животни? 3. Какво представлява митозата и какво е нейното биологично значение? 4. Какво представлява гаметогенезата и какви са нейните особености при мъжете и жените? 5. Какво знаете за мейозата и нейното биологично значение? 6. Какви са основните форми на патологии на митозата и мейозата?

Мейоза- Това е деленето на диплоидните клетки, което води до образуването на хаплоидни клетки. Тоест, от всяка двойка хомоложни хромозоми на майчината клетка, само една хромозома завършва в дъщерните клетки. Мейозата е в основата на образуването на зародишните клетки - гамети. В резултат на сливането на мъжки и женски гамети диплоидният набор се възстановява. По този начин едно от важните значения на мейозата е да се осигури постоянството на броя на хромозомите във вида по време на сексуално размножаване.

В клетка, която започва мейотично делене, хромозомното дублиране (репликация) вече е настъпило, точно както се случва в интерфазата на митозата. Така че всяка хромозома се състои от две хроматиди и броят на хромозомите е диплоиден. Тоест, по отношение на количеството генетична информация клетките, влизащи в митоза и мейоза, са еднакви.

За разлика от митозата, мейозата протича в две деления. В резултат на първото делене хомоложните хромозоми на всяка двойка се разделят на различни дъщерни клетки и се образуват две клетки с хаплоиден брой хромозоми, но всяка хромозома се състои от две хроматиди. Второто делене също протича като митотично, тъй като хроматидите на всяка хромозома се разделят и един хроматид от всяка хромозома завършва в дъщерните клетки.

Така в резултат на мейозата се образуват четири клетки с хаплоиден набор от хромозоми. При мъжете и четирите стават сперма. Но при женските само едно става яйце, останалите умират. Това се дължи на факта, че доставката на хранителни вещества е концентрирана само в една клетка.

Етапи или фази на първото мейотично делене:

1. Профаза I.Спирализация на хромозомите. Хомоложните хромозоми са разположени успоредно една на друга и обменят някои хомоложни области (хромозомна конюгация и кросинговър, което води до генна рекомбинация). Ядрената обвивка се разрушава и започва да се формира вретеното на делене.
2. Метафаза I.Двойките хомоложни хромозоми са разположени в екваториалната равнина на клетката. Вретенообразна нишка е прикрепена към центромера на всяка хромозома. Освен това към всяка има само по една, така че към едната хомоложна хромозома е прикрепена нишка от единия полюс на клетката, а към другата - от другия.
3. Анафаза I.Всяка хромозома от двойка хомоложни отива към своя собствен полюс на клетката. В този случай всяка хромозома продължава да се състои от две хроматиди.
4. Телофаза I.Образуват се две клетки, съдържащи хаплоиден набор от удвоени хромозоми.

Етапи или фази на второто мейотично делене:

1. Профаза II.Разрушаване на ядрените мембрани, образуване на вретено на делене.
2. Метафаза II.Хромозомите са разположени в екваториалната равнина и към тях са прикрепени нишките на вретеното. Освен това по такъв начин, че към всяка центромера са прикрепени две нишки - едната от единия полюс, другата от другия.
3. Анафаза II.Хроматидите на всяка хромозома са разделени в центромера и всяка от двойката сестрински хроматиди отива към своя собствен полюс.
4. Телофаза II.Образуване на ядра, размотаване на хромозоми, разделяне на цитоплазма.

Диаграмата показва поведението по време на мейоза само на една двойка хомоложни хромозоми. В реалните клетки има повече от тях. Така човешките клетки съдържат 23 двойки. Диаграмата показва, че дъщерните клетки са генетично различни една от друга. Това е важна разлика между мейозата и митозата.

Трябва да се отбележи още едно важно значение на мейозата (първото, както вече беше посочено, е осигуряването на механизъм за сексуално размножаване). В резултат на кръстосването се създават нови комбинации от гени. Те се създават в резултат на хромозомна дивергенция, независима една от друга по време на мейозата. Следователно мейозата е в основата на комбинираната изменчивост на организмите, която от своя страна е един от източниците на естествения отбор, т.е. еволюцията.