Veja as Figuras 84, 85, 86. Como as células reprodutivas masculinas diferem das femininas? Lembre-se de como ocorre a divisão celular. O que é mitose? Que processos ocorrem durante cada estágio da mitose?

A base da reprodução sexuada é o processo de fusão das células germinativas - gametas. Ao contrário das células não reprodutivas, as células sexuais sempre possuem um único conjunto de cromossomos, o que impede que o número de cromossomos aumente em um novo organismo. A formação de células com um único conjunto de cromossomos ocorre durante um tipo especial de divisão - a meiose.

Meiose. Meiose (do grego meiose - diminuição, diminuição) é uma divisão celular na qual o conjunto de cromossomos nas células-filhas recém-formadas é reduzido pela metade.

Tanto a mitose quanto a meiose são precedidas pela interfase, durante a qual ocorre a reduplicação do DNA. Antes do início da divisão, cada cromossomo consiste em duas moléculas de DNA, que formam duas cromátides irmãs ligadas por centrômeros. Assim, antes do início da divisão, o conjunto de cromossomos da célula é 2l e a quantidade de DNA é duplicada.

O processo de meiose consiste em duas divisões sequenciais - meiose I e meiose II, que são divididas nos mesmos estágios da mitose. Como resultado, não duas, mas quatro células são formadas (Fig. 82).

Arroz. 82. Estágios da meiose: 1 - prófase I; 2 - metáfase I; 3 - anáfase I; 4 - telófase I; 5 - metáfase II; 6 - apófase II; 7 - telófase II

Prófase I. Este estágio é muito mais longo do que na mitose. Os cromossomos espiralam e engrossam. Os cromossomos homólogos são conectados aos pares entre si, ou seja, ocorre sua conjugação (do latim conjugação - conexão). Como resultado, um complexo de cromossomos duplos é formado na célula (Fig. 83). Então ocorre uma troca de genes entre seções de cromossomos homólogos - cruzamento (do inglês cruzamento - interseção, cruzamento). Isso leva a novas combinações de genes nos cromossomos (Fig. 83). Depois disso, o envelope nuclear da célula desaparece, os centríolos divergem para os pólos e um fuso de fissão é formado.

Arroz. 83. Conjugação e cruzamento entre cromossomos homólogos (as letras indicam genes localizados nos cromossomos)

Metáfase I. Os cromossomos homólogos estão localizados aos pares na zona equatorial da célula acima e abaixo do plano equatorial. Os centrômeros dos cromossomos estão conectados às cadeias do fuso.

Anáfase I. Cromossomos homólogos se dispersam para os pólos celulares. Esta é a principal diferença entre meiose e mitose, onde as cromátides irmãs se separam. Assim, cada pólo possui apenas um cromossomo de um par homólogo. O número de cromossomos nos pólos é reduzido pela metade - ocorre sua redução.

Telófase I. O restante do conteúdo celular é dividido, forma-se uma constrição e aparecem duas células com um único conjunto de cromossomos (l). Cada cromossomo consiste em duas cromátides irmãs - duas moléculas de DNA. A formação de duas células nem sempre ocorre. Às vezes, a telófase é acompanhada apenas pela formação de dois núcleos.

Antes da segunda divisão da meiose, não há interfase. Ambas as células resultantes, após um período de repouso ou imediatamente iniciam a segunda divisão meiótica. A meiose II é completamente idêntica à mitose e ocorre em duas células (núcleos) de forma síncrona.

A prófase II é muito mais curta que a prófase I. O envelope nuclear desaparece novamente e um fuso de fissão é formado.

Na metáfase II, os cromossomos se alinham no plano equatorial. Os filamentos do fuso se conectam aos centrômeros dos cromossomos. Na anáfase II, como na mitose, as cromátides irmãs – cromossomos – divergem em direção aos pólos celulares. Em cada pólo é formado um único conjunto de cromossomos (p), com cada cromossomo consistindo em uma molécula de DNA. A telófase II termina com a formação de quatro células (núcleos) com um único conjunto de cromossomos e uma molécula de DNA em cada.

O significado biológico da meiose é a formação de células com um único conjunto de cromossomos. Os gametas que se desenvolvem a partir deles durante a reprodução sexual se fundem e, como resultado, o conjunto duplo de cromossomos é restaurado. Além disso, o cruzamento leva a novas combinações de genes nos cromossomos celulares, que servem de base para a variabilidade combinativa dos organismos.

Formação de células germinativas em animais. O processo de formação das células germinativas é denominado gametogênese (de gameta e gênese grega - nascimento). Nos animais, os gametas são formados nos órgãos genitais: nos testículos nos machos e nos ovários nas fêmeas.

A gametogênese ocorre sequencialmente, em três etapas nas zonas correspondentes, e termina com a formação de espermatozoides e óvulos. Na fase de reprodução, as células germinativas primárias dividem-se intensamente por mitose, o que aumenta significativamente o seu número. No próximo estágio de crescimento, as células crescem e armazenam nutrientes. Este período corresponde à interfase antes da meiose. Em seguida, a célula entra no estágio de maturação, onde ocorre a meiose, as células com um único conjunto de cromossomos são formadas e os gametas são finalmente formados e maduros.

Arroz. 85. Espermatozóides de mamíferos: A - diagrama de estrutura: 1 - cabeça; 2 - frasco com enzimas: 3 - núcleo: 4 - gargalo; 5 - mitocôndrias; 6 - centríolos; 7 - cauda. B - foto de microscópio óptico

A espermatogênese é caracterizada pela formação de células germinativas masculinas - espermatozoides. A partir de uma célula germinativa primária, quatro gametas de igual tamanho são formados - espermatozoides.

A ovogênese (do grego un - ovo e gênese) é caracterizada pela formação de células germinativas femininas - óvulos. O processo de formação do óvulo é muito mais longo que o do esperma. As mitocôndrias concentradas no pescoço fornecem energia aos espermatozoides em movimento.

O ovo é uma célula redonda, grande e imóvel contendo um núcleo, todas as organelas e muitos nutrientes na forma de gema (Fig. 86). O óvulo de qualquer espécie animal é sempre muito maior que o esperma. Graças aos seus nutrientes, o desenvolvimento do embrião é garantido na fase inicial (em peixes, anfíbios e mamíferos) ou ao longo de todo o desenvolvimento embrionário (em répteis e aves).

Arroz. 86. Estrutura de um ovo de mamífero: 1 - núcleo; 2 - grãos de gema

O tamanho dos ovos varia significativamente entre as diferentes espécies animais. Nos mamíferos, eles têm em média 0,2 mm. Nos anfíbios e peixes é de 2 a 10 mm, e nos répteis e aves atinge vários centímetros.

Exercícios baseados no material abordado

1. Que tipo de divisão celular está subjacente à reprodução sexuada em animais? Quais células são formadas como resultado dessa divisão?
2. Qual é a principal diferença entre meiose e mitose? 3. Explique por que a divisão meiótica sempre precede a reprodução sexuada nos animais. 4. Qual é o significado biológico da meiose? 5. Quais são as diferenças nos processos de espermatogênese e ovogênese?
3. Use um microscópio para examinar microespécimes preparados de espermatozoides e óvulos de mamíferos. Compare a estrutura de um espermatozoide e de um óvulo. Qual é o motivo da diferença?

Cada célula do corpo humano possui um conjunto duplo de cromossomos- um do pai e outro da mãe. É designado "2N" e é denominado diplóide. O espermatozóide e o óvulo contêm um único conjunto de cromossomos, designado “1N” e denominado haplóide.

Processo formação de conjunto haplóide do diplóide, que ocorre durante a formação das células germinativas, é chamado de meiose. Em termos do número de centrômeros, ocorre primeiro a divisão de redução (meiose I) e depois a divisão equacional (meiose II). Nos homens, a meiose ocorre da mesma forma que na maioria das espécies diplóides, mas nas mulheres esse processo apresenta algumas diferenças.

Atravessando entre os cromossomos do pai e da mãe garante o rearranjo da informação genética entre as gerações. Durante a fertilização, os conjuntos haplóides de cromossomos do espermatozóide e do óvulo se fundem, restaurando assim o conjunto diplóide no zigoto.

Meiose I

Meiose I tem muito em comum com a mitose, mas é um processo mais complexo e demorado.
espermatócitos e ovócitos primários começa após Fase G2 da mitose e, portanto, possuem um conjunto diplóide de cromossomos (2N), contendo DNA replicado como parte de cromátides irmãs (4C). A prófase I envolve a troca recíproca de cromátides maternas e paternas por meio de cruzamento.

Prófase I

Leptoteno. Os cromossomos apresentam-se na forma de longos fios, fixados em suas extremidades à membrana nuclear.

Zigoteno. Os cromossomos se contraem, formam pares e os homólogos se unem (sinapsis). Este processo caracteriza o alinhamento exato dos cromossomos (gene a gene em todo o genoma). Além disso, nos espermatócitos primários, os cromossomos X e Y formam sinapses apenas nas extremidades dos braços curtos.

Paquitena. As cromátides irmãs começam a se separar. Pares de cromossomos homólogos, chamados bivalentes, possuem cada um quatro hélices duplas de DNA (tétrades). Uma ou ambas as cromátides de cada um dos cromossomos paternos cruzam-se com os maternos e formam o complexo sinaptonêmico. Cada par de cromossomos sofre pelo menos um cruzamento.

Diplotena. As cromátides são separadas, com exceção das áreas de cruzamento, ou quiasmas. Os cromossomos de todos os oócitos primários permanecem neste estado até a ovulação.

Diacinese. Os cromossomos reorganizados começam a se separar. Neste ponto, cada bivalente contém quatro cromátides conectadas por centrômeros comuns e cromátides não-irmãs conectadas por quiasmas.

Metáfase I, Anáfase 1, Pófase 1, Citocinese I

Dados do estágio meiose semelhante às fases da mitose. A principal diferença: em vez de separar cromátides não-irmãs, cromátides irmãs cruzadas emparelhadas conectadas por centrômeros são distribuídas para células-filhas.

No final EU Os espermatócitos e oócitos secundários possuem 23 cromossomos (1N), cada um dos quais consiste em duas cromátides (2C).

Meiose II

No meiose II Ocorre uma interfase de curto prazo durante a qual a replicação cromossômica não ocorre. Isto é seguido por prófase, metáfase, anáfase, telófase e citocinese. A semelhança de cada fase da meiose II com sua contraparte na mitose é que pares de cromátides (bivalentes), conectados no centrômero, se alinham e formam uma placa metafásica, e então se dispersam para células-filhas, seguida pela replicação do DNA do centrômero.

No final meiose II as células contêm 23 cromossomos (IN), cada um dos quais consiste em uma cromátide (1C).

Meiose em homens

Espermatogênese chame um processo que dura até 64 dias, incluindo todas as etapas durante as quais a espermatogônia se transforma em esperma. Neste caso, a citocinese permanece incompleta, permitindo que cada geração de células seja conectada por pontes citoplasmáticas.

Após o primário diplóide espermatócito passa pelo estágio I da meiose, aparecem dois espermatócitos secundários haplóides. Isto é seguido pela meiose II, que resulta no aparecimento de quatro espsrmátides haplóides. Durante a espermiogênese, as espermátides se transformam em espermatozóides. Este processo inclui:
- formação de acrossomo contendo enzimas que facilitam a penetração das sementes;
- condensação do núcleo;
- remoção da maior parte do citoplasma;
- formação do pescoço, parte média e cauda.

Meiose em mulheres

A oogênese começa em fetoàs 12 semanas de idade e para repentinamente às 20 semanas. Os oócitos primários permanecem na forma diploteno da prófase I até a ovulação. Este estágio é chamado de dictioteno.

Geralmente amadurece não mais do que um ovócito por mês. Sob a influência de hormônios, o ovócito primário incha, acumulando material citoplasmático. Após a conclusão da meiose I, é herdado por uma célula filha - o ovócito secundário. O segundo núcleo passa para o primeiro corpo guia, que geralmente não se divide e degenera com o tempo. Após o final da meiose I, o ovócito secundário entra no útero ou nas trompas de falópio.

Meiose II O oócito secundário para no estágio de metáfase antes que o espermatozoide entre nele. Depois disso, o processo de divisão é concluído e forma-se um grande pronúcleo haplóide do óvulo, que se funde com o pronúcleo do espermatozoide, bem como um segundo corpo guia, que degenera.

Dependendo de quando ocorre a fertilização, a duração desse processo é de 12 a 50 anos.

Importância Médica de Compreender a Meiose

O conjunto diplóide de cromossomos nas células somáticas é reduzido a haplóide nas células germinativas.
Os cromossomos paternos e maternos sofrem um rearranjo, como resultado do qual o número de combinações possíveis (excluindo recombinações dentro dos próprios cromossomos) aumenta para 223 (8.388.608).

O rearranjo de alelos paternos e maternos dentro dos cromossomos cria uma quantidade infinita de variação genética entre os gametas.
A aleatoriedade do processo de rearranjo dos alelos paternos e maternos durante a meiose (e fertilização) permite que a teoria da probabilidade seja aplicada às proporções genéticas e à variação genética de acordo com as leis de Mendel.

Este artigo irá ajudá-lo a aprender sobre o tipo de divisão celular. Falaremos de forma breve e clara sobre a meiose, as fases que acompanham esse processo, delinearemos suas principais características e descobriremos quais características caracterizam a meiose.

O que é meiose?

A divisão celular de redução, em outras palavras, meiose, é um tipo de divisão nuclear em que o número de cromossomos é reduzido pela metade.

Traduzido do grego antigo, meiose significa redução.

Este processo ocorre em duas etapas:

• Reduzindo ;

Nesta fase do processo de meiose, o número de cromossomos na célula é reduzido pela metade.

• Equatorial ;

Durante a segunda divisão, a haploidia celular é mantida.

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A peculiaridade desse processo é que ele ocorre apenas em células diplóides e até poliplóides. E tudo porque, como resultado da primeira divisão na prófase 1 em poliplóides ímpares, não é possível garantir a fusão dos cromossomos aos pares.

Fases da meiose

Na biologia, a divisão ocorre durante quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase . A meiose não foge à regra; a peculiaridade desse processo é que ocorre em duas etapas, entre as quais há um curto interfase .

Primeira divisão:

Prófase 1 é uma etapa bastante complexa de todo o processo como um todo, é composta por cinco etapas, que estão incluídas na tabela a seguir:

Estágio	Sinal
Leptoteno	Os cromossomos encurtam, o DNA se condensa e filamentos finos são formados.
Zigoteno	Cromossomos homólogos estão conectados em pares.
Paquitena	A fase de duração mais longa, durante a qual os cromossomos homólogos estão firmemente ligados uns aos outros. Como resultado, algumas áreas são trocadas entre eles.
Diplotena	Os cromossomos são parcialmente descondensados ​​e parte do genoma começa a desempenhar suas funções. O RNA é formado, a proteína é sintetizada, enquanto os cromossomos ainda estão conectados entre si.
Diacinese	A condensação do DNA ocorre novamente, os processos de formação param, o envelope nuclear desaparece, os centríolos estão localizados em pólos opostos, mas os cromossomos estão conectados entre si.

A prófase termina com a formação de um fuso de fissão, a destruição das membranas nucleares e do próprio nucléolo.

Metáfase A primeira divisão é significativa porque os cromossomos se alinham ao longo da parte equatorial do fuso.

Durante anáfase 1 Os microtúbulos se contraem, os bivalentes se separam e os cromossomos se movem para pólos diferentes.

Ao contrário da mitose, na fase de anáfase, cromossomos inteiros, que consistem em duas cromátides, movem-se para os pólos.

No palco telófases os cromossomos se despiram e uma nova membrana nuclear é formada.

Arroz. 1. Esquema de meiose do primeiro estágio de divisão

Segunda divisão tem os seguintes sinais:

• Para prófase 2 caracterizado pela condensação dos cromossomos e divisão do centro celular, cujos produtos de divisão divergem para pólos opostos do núcleo. O envelope nuclear é destruído e um novo fuso de fissão é formado, localizado perpendicularmente ao primeiro fuso.
• Durante metáfases Os cromossomos estão novamente localizados no equador do fuso.
• Durante anáfase os cromossomos se dividem e as cromátides estão localizadas em pólos diferentes.
• Telófase indicado pela despiralização dos cromossomos e pelo aparecimento de um novo envelope nuclear.

Arroz. 2. Esquema de meiose do segundo estágio de divisão

Como resultado, de uma célula diplóide através desta divisão obtemos quatro células haplóides. Com base nisso, concluímos que a meiose é uma forma de mitose, em que os gametas são formados a partir de células diplóides das gônadas.

O significado da meiose

Durante a meiose, na fase da prófase 1, o processo ocorre atravessando - recombinação de material genético. Além disso, durante a anáfase, tanto a primeira quanto a segunda divisão, os cromossomos e as cromátides se movem para pólos diferentes em ordem aleatória. Isso explica a variabilidade combinativa das células originais.

Na natureza, a meiose é de grande importância, a saber:

• Esta é uma das principais etapas da gametogênese;

Arroz. 3. Esquema de gametogênese

• Realiza a transferência do código genético durante a reprodução;
• As células-filhas resultantes não são semelhantes à célula-mãe e também diferem umas das outras.

A meiose é muito importante para a formação das células germinativas, pois como resultado da fecundação dos gametas, os núcleos se fundem. Caso contrário, o zigoto teria o dobro do número de cromossomos. Graças a esta divisão, as células sexuais são haplóides e durante a fertilização a diploididade dos cromossomos é restaurada.

O que aprendemos?

Meiose é um tipo de divisão de uma célula eucariótica em que quatro células haplóides são formadas a partir de uma célula diplóide, reduzindo o número de cromossomos. Todo o processo ocorre em duas etapas - redução e equação, cada uma delas composta por quatro fases - prófase, metáfase, anáfase e telófase. A meiose é muito importante para a formação dos gametas, para a transmissão da informação genética às gerações futuras e também realiza a recombinação do material genético.

Teste sobre o tema

Avaliação do relatório

Classificação média: 4.6. Total de avaliações recebidas: 967.

4. Classes fenotípicas de coelhos obtidas a partir de análise de ligação de três genes

Capítulo 5 Genética do Sexo

Distúrbios do desenvolvimento sexual

5. Dependência do sexo da Drosophila da proporção entre o número de cromossomos X e o número de conjuntos de autossomos (Bridges, 1932)

6. Distúrbios do sistema cromossômico sexual e sua manifestação fenotípica

O problema da regulação de gênero

Base molecular da hereditariedade

Estrutura e tipos de RNA

Código genético

Síntese de proteínas na célula

Capítulo 7 genética de microrganismos

700 Cauda

Conjugação

Transdução

Transformação

Capítulo 8 Biotecnologia

Engenharia genética

(De acordo com SM Gershenzon)

I Síntese química de DNA

Xj tratado com enzima de restrição

1 Ação da DNA ligase

Células-filhas transformadas

Engenharia celular

Animais quimera

Animais transgênicos

Tipos de variabilidade

9. Distribuição de vacas secas pretas e brancas

3,0 44 5,0 6D 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 classes por contagem de leucócitos (milhares)

10. Determinação de grandezas estatísticas básicas usando o método do produto para o conteúdo do número de leucócitos

No sangue de vacas secas (mil por 1 im)

11. Valor da integral de probabilidade normal

Estimativa da confiabilidade da diferença entre as médias aritméticas de duas populações amostrais

Tipos de distribuição

14. Distribuição das famílias pelo número de vacas com tuberculose

15. O valor da probabilidade de ocorrência de eventos raros sob a distribuição de Poisson

3,4 3,6 4,0 4,6 5,0 5,4 5,8 Teor de gordura do leite, %

Teste qui-quadrado (y2)

16. Correspondência da distribuição real das famílias com a teoricamente esperada (binomial)

II quadrante

IV quadrante

Eu quadrante

III quadrante

20. Determinação de r para amostras pequenas

21. Correlação da incidência de leucemia em mães e filhas

Análise de variação

23. Tabela resumo da análise de variância unifatorial

Classificação de mutações

Mutações cromossômicas

(Depois de Hare, 1978)

Cariótipo

Mutações genéticas

Mutagênese induzida

Antimutagênicos

Capítulo 11 Base genética da ontogênese

Tiroxina

27. Produtividade das vacas - filhas e netas de diferentes touros, dependendo das condições de alimentação e criação (de acordo com O. A. Ivanova) Touros touros - pais e avôs de vacas

Capítulo 12 Genética Populacional"

População e a “linha limpa”

29. Diminuição na frequência do alelo recessivo a com eliminação completa dos homozigotos aa (não para Wisner e Wheeler, 1979)

30. Nível de aumento do ROI

31. Formas de deformidades na prole do touro Burkhan 6083

Capítulo 13

32. Sistemas genéticos de grupos sanguíneos

Herança de grupos sanguíneos

33. Esclarecimento sobre paternidade por grupos sanguíneos

Genes T t t

34. Alguns sistemas polimórficos bioquímicos

V "j c j Genes leves de cadeia n

Genética das imunoglobulinas

35. Alótipos de imunoglobulinas de coelho (de acordo com Kullberg, 1985)

I cell pesado e leve I - -n/bJk I cell fenótipo - I a, d, d, b, b - alótipos de imunoglobulina de coelho

36. Títulos médios de anticorpos (1dg) de leitões de diferentes raças após vacinação contra pseudo-raiva (de acordo com Rothschild et al.)

Título de anticorpos Ig2

Clone de células resultantes de mutação (2)

37. MNS em animais domésticos, incluindo aves

38. Relação entre alelos do complexo B e incidência de galinhas md,% (de acordo com Hansen et al.)

Anormalidades genéticas

Anormalidades exógenas

39. Frequência de hérnias umbilicais na prole de diferentes touros (de acordo com A.I. Zhigachev)

40. Tipo de herança autossômica dominante

41. Resumo dos traços dominantes com efeito letal no estado homozigoto (de acordo com Meyer e Wegner, 1973)

42. Tipo de herança ligada ao X

43. Lista de anomalias geneticamente determinadas em bovinos

44. Frequência de certas formas de anomalias congênitas em bezerros da raça Kostroma (de acordo com dados da fazenda de criação de 1969-1982)

45. Lista de anomalias geneticamente determinadas em porcos

46. ​​​​Lista de anomalias geneticamente determinadas em ovelhas

I Tipo de herança

Defeitos encontrados

Gado

Gado

48. Tipos de fusões cêntricas (translocações) de vários pares de autossomos em bovinos (de acordo com Gustavsson, com nossos acréscimos)

49. Número de inseminações por concepção (de acordo com Zener et al.)

50. Duração do período de serviço

52. Comparação da diminuição da capacidade reprodutiva de varrascos portadores de translocações recíprocas e mortalidade embrionária na sua descendência

53. Classificação de aberrações gonossômicas em cavalos

64, ovário Xy-

54. Aberrações cromossômicas em diferentes linhagens de galinhas (de acordo com Blom, 1974)

Capítulo 16

Indivíduos de Fi

55. Frequência de incidência de brucelose na prole de alguns touros e famílias (de acordo com V. L. Petukhov)

56. Incidência de tuberculose em animais de diferentes raças (de acordo com Bate, Sidhu)

57. A incidência de tuberculose na prole de alguns touros e famílias (de acordo com V. L. Petukhov)

58. Comparação da resistência de algumas famílias consanguíneas de coelhos

De acordo com a expectativa de vida após a introdução padrão de patógenos

Tuberculose bovina e após inalação de tuberculose humana

(Por Lurie e Dannenberg)

59. Resultados do cruzamento de animais resistentes e suscetíveis à leptospirose, % (de acordo com Przytulskl et al., 1980)

60. Número médio de nematóides em 1 g de fezes de ovelhas de raça pura e híbridas (de acordo com Jazwinski et al.)

61. Resistência genética a nematóides em ovinos com diferentes tipos de hemoglobina (de acordo com Aftaif et al.)

Sobrevivência após infecção. Dias

62. Mortalidade por hidropisia cardíaca de bezerros com menos de 30 meses de idade nascidos na estação Mara no Transvaal (de acordo com Bonsma)

Para os carrapatos

63. Número de carrapatos após duas infecções (de acordo com J. Frish)

64. Resistência a carrapatos de diferentes raças (de acordo com J. Frish)

65. Incidência de leucemia em filhas de touros resistentes e suscetíveis à leucemia (de acordo com V. L. Petukhov)

66. A incidência de leucemia na prole dependendo do estado de saúde dos pais (de acordo com V. L. Petukhov)

67. Frequência de infecção por VKV em filhas provenientes de mães infectadas e saudáveis ​​(de acordo com A. G. Nezavitin)

68. Câncer ocular e pigmentação da íris (de acordo com Nishimura et al.)

69. Resistência à doença de Marek em linhagens endogâmicas de galinhas e seus cruzamentos após infecção experimental (de acordo com Gavora, Spencer)

70. Dependência de galinhas resistentes™ à doença de Marek do antígeno b21 (de acordo com Hutt)

Doenças metabólicas

73. A influência da raça na incidência de ataxia enzoótica em ovinos e no teor de cobre (de acordo com Wiener)

Fígado I, mg/kg

Complicações inflamatórias e infecciosas

74. Frequência de doenças e deformações de cascos em vacas de diversas origens, % (de acordo com Kosolapikov)

76. Frequência de nados-mortos e partos difíceis em algumas raças dos países escandinavos e da Alemanha (citado por Dekhtyarev et al.)

Estressar

Anormalidades genéticas e aumento da resistência hereditária dos animais às doenças

77. O número de descendentes normais para diferentes tipos de acasalamento, necessário para testar o transporte heterozigoto em animais

Avaliação do pool genético das raças

78. Resistência de rebanhos de diferentes raças à tripanossomíase, theileriose, anaplasmose e nematóides (de acordo com Anosa)

79. Resistência de galinhas de diferentes linhagens à leucemia e monocitose (de acordo com Hatt)

80. Coeficiente de herdabilidade de resistência (%) a algumas doenças

Gado

81. Avaliação abrangente do pool genético de algumas famílias (de acordo com V. L. Petukhov)

Criação de animais para resistência a doenças

82. Seleção de porquinhos-da-índia quanto à resistência e sensibilidade ao Columbrtformis (sem Rothwell)

83. Resultados da seleção de frangos para resistência à eimeriose (sem Klimes, Orel)

84. Herdabilidade de alguns mecanismos de defesa em touros jovens

Capítulo 8. Biotecnologia. G. A. Nazarova, V. L.Lopukhov 103

Capítulo 11. Noções básicas de ontogênese de Gemtlespe. G. A. Nazarova 178

Capítulo 16. Doenças com predisposição hereditária.

Capítulo 17. Métodos para prevenir anomalias genéticas comuns e aumentar a resistência hereditária dos animais a doenças.

Gametogênese e meiose

O processo de desenvolvimento das células germinativas é denominado gametógeno-atrás. Nos homens esse processo é chamado espermiogênese, e nas mulheres - oogênese (Fig. 6). No desenvolvimento, as células germinativas passam sequencialmente pelas seguintes etapas: reprodução, crescimento, maturação e formação. Durante o estágio de multiplicação, as células se dividem mitoticamente rapidamente. Durante a fase de crescimento, as células acumulam nutrientes, especialmente durante a ovogênese.

O momento mais crucial do ponto de vista da genética durante a formação das células germinativas é meiose- o processo de redução e divisão equacional de oócitos e espermatócitos, como resultado da formação de células germinativas com um conjunto haplóide de cromossomos. Consideremos os aspectos mais importantes do comportamento dos xOomossomos na meiose. Neste processo, existem duas etapas de divisão (ver diagrama): 1) redução e 2) equacional.

Diagrama de meiose

Segunda divisão de fase equacional:

prófase II

metáfase II

anáfase II

telófase II

Divisão dos cromossomos em cromátides e formação de mais duas células-filhas com um conjunto haplóide de cromossomos

divisão de redução

prófaseEU- leptonema

zigonema

paquinema

diplonema

diacinese metáfase I anáfaseTelófase I

Educação de uma mãe RXB com um conjunto diplóide de filhas cromo-DP com um conjunto haplóide de cromossomos duplicados

OVOGÊNESE

ESPERMATOGÊNESE

ESPERMATOGONIA NO TESTE EOOGONIA NO EGSTNICKEMHOFOKPATMAS ELES SE DIVIDEM MITOTICAMENTE

OOGÔNIADÁ

ESPERMATOGÔNIADÁ

espermatócito/iiprimeira ordem!

PRIMEIRO

MEIÓTICA

DIVISÃO

OVÓCITOSEGUNDOORDEMSEGUNDA MEIÓTICA1DIVISÃO

ESPERMATÓCITOSEGUNDO*G" PEDIDO1

ESPERMÁTIDES,

ZIGOTO

Arroz. 6. Comparação dos processos de espermatogênese e ovogênese em animais com haplóidenúmero de cromossomos igual a 2 (de acordo com K. Willy e V. Dethier, 1975)

Imediatamente antes da meiose, as células gônadas estão em interfase.

A divisão de redução começa com prófase I, que, como pode ser visto no diagrama, está dividido em cinco fases. Na primeira fase da prófase I - leptonemas os cromossomos são despiralizados, são 2 a 5 vezes mais longos que os cromossomos em metáfase. Sob um microscópio eletrônico você pode ver que eles consistem em duas cromátides conectadas por um centrômero. Na próxima etapa - Zigonema são observadas atração e fusão (conjugação) de cromossomos homólogos. Cada par de cromossomos conjugados forma um bivalente e, de acordo com o número de cromátides, uma tétrade. Nessa fase ocorre a formação do complexo sinaptonêmico (SC), que faz parte do bivalente. A formação prejudicada de SCs entre cromossomos homólogos é observada em portadores heterozigotos de aberrações cromossômicas. Além disso, na fase paquinemas, estão acontecendo

espessamento e encurtamento dos cromossomos, de modo que as cromátides irmãs se tornem claramente distinguíveis; Em alguns deles você pode ver nucléolos.

Próxima fase - diplonema caracterizado pelo fato de que os cromossomos conjugados começam a se repelir e divergir gradualmente do centrômero para as extremidades. Nesse caso, formam-se figuras características que lembram a letra grega “chi” (x) e por isso são chamadas de quiasmas. As quebras ocorrem em pontos de contato entre cromossomos homólogos. Podem ser simples, duplos ou mais complexos. Como resultado das quebras, formam-se fragmentos de cromátides, que podem então ser reunidos em outro cromossomo, alterando assim a combinação do material genético na célula.

A troca de regiões entre cromossomos homólogos é chamada atravessando.

Na última fase da prófase I - diacinese ocorre um encurtamento acentuado dos cromossomos, de modo que ao final desse estágio as cromátides permanecem conectadas apenas nas seções terminais. É aqui que termina a prófase I. Deve-se notar que com um estudo mais detalhado da meiose na prófase, outros estágios intermediários também são distinguidos, por exemplo, proleptonema, dictyonema, etc.

No palco metáfases Os bivalentes estão localizados no plano equatorial com centrômeros em pólos opostos. As forças repulsivas aumentam aqui.

EM anáfase I inicia a divergência dos cromossomos homólogos para pólos opostos, o que é aleatório. Cada par de cromossomos homólogos tem a mesma probabilidade de ser distribuído em uma das duas células-filhas.

EM telófase Os cromossomos I alcançam os pólos das células. Em seguida, a membrana nuclear e o nucléolo são restaurados e os cromossomos são descondensados. No final da telófase, o citoplasma se divide (citocinese) e duas células-filhas com um conjunto haplóide de cromossomos são formadas.

Uma característica distintiva do primeiro estágio da meiose é que durante a anáfase os próprios cromossomos não se dividem em cromátides, como na mitose, mas apenas pares homólogos de cromossomos divergem para pólos diferentes da célula e duas células-filhas são formadas com metade reduzida conjunto de cromossomos, porém, composto por duas cromátides.

Entre o primeiro e o segundo estágio da meiose há um curto período de descanso - intercinesia, durante o qual a reprodução cromossômica não ocorre.

A divisão equacional ou equalizadora é semelhante à mitose, onde as células passam sequencialmente por quatro fases: prófase II, metáfase II, anáfase II, telófase P. No estágio °*fase Os cromossomos II são divididos em duas cromátides, que então divergem para pólos opostos com a ajuda de fios do fuso. No palco telófases II termina a formação

mais duas células. Como resultado, após dois estágios sucessivos de meiose, quatro novos com um conjunto haplóide de cromossomos são formados a partir de cada célula. Para uma representação mais visual de todos esses eventos, você pode usar o diagrama de meiose mostrado na Figura 7.

Arroz. 7, Esquemas dos estágios pós-corpo da meiose (de acordo com K. Swenson e P. Webster, 1980):

A - leptonema precedendo a conjugação dos cromossomos;B- o início da conjugação no palcoZigonema;EM- paquinema;G- diplonema;D- metáfaseEU;E- anáfase I;F~- telófase I;3 - interfase entre duas divisões da meiose;E- prófaseII;PARA- metáfase II;EU- corpo-Fase II

Assim, como resultado de duas divisões meióticas, de uma célula com um conjunto diplóide de cromossomos, formam-se quatro células com um conjunto haplóide de cromossomos e um conteúdo de DNA 2 vezes menor do que nas células somáticas. A natureza probabilística da distribuição dos cromossomos homólogos maternos e paternos em diferentes células permite criar novas combinações de cromossomos não homólogos em óvulos e espermatozoides, conseguindo assim um grande número de novas combinações de informações hereditárias.

Novas combinações de informação genética surgem devido ao cruzamento. Cada um dos cromossomos na metáfase I contém regiões derivadas dos cromossomos paternos e maternos. As recombinações de cromossomos durante o cruzamento e sua distribuição probabilística entre as células são as causas da variabilidade hereditária do organismo. Meiose, fertilização e mitose garantem a manutenção de um número constante de cromossomos em gerações adjacentes de espécies. Este é o seu significado biológico.

Patologia da meiose. A principal patologia da meiose é a não disjunção cromossômica, que pode ser primária, secundária e terciária. A não disjunção primária ocorre em indivíduos com cariótipo normal. Nesse caso, no estágio anáfase I, a separação dos bivalentes é interrompida e ambos os cromossomos de um par de homólogos passam para uma célula, o que leva a um excesso de cromossomos em uma determinada célula (u + 1) e a uma deficiência no outro (u-1). A não disjunção secundária ocorre em gametas em indivíduos com excesso (trissomia) de um cromossomo no cariótipo. Como resultado, tanto bivalentes quanto univalentes são formados durante o processo de meiose. As não disjunções terciárias são observadas em indivíduos com rearranjos cromossômicos estruturais, como translocações. A não disjunção dos cromossomos afeta negativamente a viabilidade do corpo animal. Isso será discutido em detalhes nos capítulos subsequentes.

Uma característica distintiva da meiose nas mulheres é a formação dos chamados corpos polares na primeira e na segunda divisões meióticas, que posteriormente degeneram e não participam da reprodução. Divisões desiguais durante a ovogênese fornecem ao óvulo a quantidade necessária de citoplasma e reserva de gema para que ele possa sobreviver após a fertilização. Ao contrário da espermiogênese, que nos homens ocorre tanto durante o período intrauterino (pré-natal) quanto após o nascimento (período pós-natal), nas mulheres um óvulo não é formado após o nascimento. Porém, ao final do período pré-natal, as fêmeas acumulam um grande número de oócitos (nas vacas, por exemplo, dezenas de milhares), e apenas alguns deles amadurecem e dão origem ao desenvolvimento da prole. Esta reserva de material genético, especialmente em animais de baixa fertilidade como o gado, começa agora a ser utilizada para fins artificiais.

estimulando a maturação de muitos óvulos, sua subsequente fertilização e transplante em vacas receptoras especialmente preparadas. Assim, de uma vaca valiosa por ano você pode obter não um, mas vários bezerros.

A fertilização ocorre após a fusão do espermatozóide e do óvulo haplóides e a formação de uma célula diplóide - um zigoto, dando origem ao desenvolvimento do embrião. Quando as células embrionárias contendo cromossomos da mãe e do pai se dividem, a informação genética é transferida para todas as células do novo organismo.

As diferenças morfológicas e funcionais nos conjuntos cromossômicos são as principais causas de mortalidade embrionária após a fertilização no cruzamento de diferentes espécies ou infertilidade de híbridos. Assim, ao cruzar uma lebre e um coelho, não ocorre a implantação e o desenvolvimento de um óvulo fertilizado. A mortalidade embrionária ocorre quando uma cabra e uma ovelha são cruzadas. As espécies masculinas de burro (2l = 62) e cavalo (2l = 64), como se sabe, não produzem descendentes; são estéreis, ou estéreis. A esterilidade dos híbridos masculinos é observada ao cruzar o gado europeu com bisões, bisões, iaques, bem como gaur e gayal.

Isso se deve ao fato de que os processos de espermiogênese nos híbridos são interrompidos. No entanto, quando o gado europeu é cruzado com zebu jubarte asiático, javali (2l = 36) e porco doméstico (2l = 38), nascem descendentes férteis. Como resultado de cruzamentos complexos, recentemente foi possível obter híbridos férteis de gado com gado, bisão e iaque. Os híbridos se distinguem por qualidades valiosas como físico forte, alta vitalidade e boas características de carne.

Perguntas de controle. 1. Qual é a estrutura morfológica e composição química dos cromossomos? 2. O que é um cariótipo e quais são suas características nas diferentes espécies animais? 3. O que é mitose e qual o seu significado biológico? 4. O que é gametogênese e quais são suas características em homens e mulheres? 5. O que você sabe sobre a meiose e seu significado biológico? 6. Quais são as principais formas de patologias de mitose e meiose?

Meiose- Esta é a divisão das células diplóides, que resulta na formação de células haplóides. Ou seja, de cada par de cromossomos homólogos da célula-mãe, apenas um cromossomo vai parar nas células-filhas. A meiose está subjacente à formação de células germinativas - gametas. Como resultado da fusão dos gametas masculinos e femininos, o conjunto diplóide é restaurado. Assim, um dos significados importantes da meiose é garantir a constância do número de cromossomos de uma espécie durante a reprodução sexuada.

Numa célula que inicia a divisão meiótica, a duplicação (replicação) cromossômica já ocorreu, assim como acontece na interfase da mitose. Portanto, cada cromossomo consiste em duas cromátides e o número de cromossomos é diplóide. Ou seja, em termos de quantidade de informação genética, as células que entram na mitose e na meiose são iguais.

Ao contrário da mitose, a meiose ocorre em duas divisões. Como resultado da primeira divisão, os cromossomos homólogos de cada par se separam em células-filhas diferentes, e duas células são formadas com um número haplóide de cromossomos, mas cada cromossomo consiste em duas cromátides. A segunda divisão também ocorre como mitótica, pois as cromátides de cada cromossomo são separadas e uma cromátide de cada cromossomo termina nas células-filhas.

Assim, como resultado da meiose, são formadas quatro células com um conjunto haplóide de cromossomos. Nos homens, todos os quatro se transformam em esperma. Mas nas mulheres, apenas um vira ovo, os outros morrem. Isso se deve ao fato do fornecimento de nutrientes estar concentrado em apenas uma célula.

Estágios, ou fases, da primeira divisão meiótica:

1. Prófase I. Espiralização dos cromossomos. Os cromossomos homólogos estão localizados paralelamente entre si e trocam algumas regiões homólogas (conjugação cromossômica e cruzamento, que resulta na recombinação genética). O envelope nuclear é destruído e o fuso de fissão começa a se formar.
2. Metáfase I. Pares de cromossomos homólogos estão localizados no plano equatorial da célula. Uma fita de fuso está ligada ao centrômero de cada cromossomo. Além disso, existe apenas um para cada um, de modo que um fio se liga a um cromossomo homólogo de um pólo da célula e ao outro - do outro.
3. Anáfase I. Cada cromossomo de um par de homólogos vai para seu próprio pólo da célula. Neste caso, cada cromossomo continua a consistir em duas cromátides.
4. Telófase I. Duas células são formadas contendo um conjunto haplóide de cromossomos duplicados.

Estágios, ou fases, da segunda divisão meiótica:

1. Prófase II. Destruição das membranas nucleares, formação de fuso de fissão.
2. Metáfase II. Os cromossomos estão localizados no plano equatorial e os fios do fuso estão ligados a eles. Além disso, de forma que dois fios sejam presos a cada centrômero - um de um pólo e outro do outro.
3. Anáfase II. As cromátides de cada cromossomo são separadas no centrômero, e cada par de cromátides irmãs vai para seu próprio pólo.
4. Telófase II. Formação de núcleos, desenrolamento de cromossomos, divisão do citoplasma.

O diagrama mostra o comportamento durante a meiose de apenas um par de cromossomos homólogos. Existem mais deles em células reais. Assim, as células humanas contêm 23 pares. O diagrama mostra que as células-filhas são geneticamente diferentes umas das outras. Esta é uma diferença importante entre meiose e mitose.

Deve-se notar outro significado importante da meiose (o primeiro, como já indicado, é o fornecimento de um mecanismo para a reprodução sexuada). Como resultado do cruzamento, novas combinações de genes são criadas. Eles são criados como resultado da divergência cromossômica independente um do outro durante a meiose. Portanto, a meiose está subjacente à variabilidade combinativa dos organismos, que por sua vez é uma das fontes da seleção natural, ou seja, da evolução.