Naudinga informacija

Lytinės ląstelės yra specializuotos ląstelės, per kurias vyksta lytinio dauginimosi procesas. Moteriškos ir vyriškos lytinės ląstelės skiriasi nuo somatinių ląstelių (visų kitų kūno ląstelių): jose yra pusė chromosomų rinkinio. Apvaisinimo proceso metu atstatomas chromosomų skaičius. Lytinių ląstelių formavimosi ir struktūros ypatumai suteikia jų funkcinį specifiškumą.

Moterų ir vyrų reprodukcinės ląstelės: struktūra

Gametoms (lytinėms ląstelėms) būdingas haploidinis (vienas) chromosomų rinkinys. Tai reiškia, kad žmogaus lytinėse ląstelėse yra 23 chromosomos: 22 autosominės ir 1 lytinė chromosoma. Lytinių ląstelių tipai (vyriški ar moteriški) skiriasi būtent lytine chromosoma: moteriškoje lytinėje ląstelėje (gametoje) yra X chromosoma, vyriškoje – X arba Y chromosoma. Apvaisinimo proceso metu būsimo vaiko lytis priklauso nuo lytinių chromosomų derinio: XX – moteriška, XY – vyriška.

Lytinių ląstelių struktūrai būdingas neįtikėtinas struktūrinis organizuotumas ir tikslingumas. Vyriškos lytinės ląstelės (spermatozoidai), kurios turi būti labai judrios moterų reprodukciniame trakte, yra mažos ląstelės, neturinčios citoplazmos ir susidedančios iš galvos, kurioje yra branduolys su genetine medžiaga, ir uodega - judėjimo organas. Iš ląstelinių elementų juose yra tik mitochondrijos, kurios suteikia energijos judėjimui, akrosominė vakuolė, kurioje yra proteolitinių fermentų, tirpinančių kiaušinėlio membranas, ir proksimalinė centriolė. Bendras spermatozoidų ilgis yra apie 60 mikronų, iš kurių 55 yra uodegoje.

Vyriškos lytinės ląstelės akrosominėje vakuolėje yra šie fermentai:

Kai spermatozoidai išeina iš sėklidės, jie vis dar yra morfologiškai nesubrendę, jie įgyja gebėjimą apvaisinti ir judrumą kraujagyslėse. Be to, vyriškose lytinėse ląstelėse yra nemažai specifinių antigenų, kurie inaktyvuojami ir kraujagyslėse.

Moterų reprodukcinė ląstelė (kiaušialąstė) yra didelė, nejudri ląstelė. Jame yra daug trofinių medžiagų, reikalingų ankstyvam embriono vystymuisi. Be to, kad susidarytų blastomerai (pirmosios embrioninių ląstelių kartos), kiaušinyje yra pakankamai citoplazminių struktūrų. Žmogaus kiaušinis yra oligolecialus, tai reiškia, kad jame nėra daug trynio.

Aukštesniųjų placentų, įskaitant žmones, lytinių ląstelių ypatybė yra ta, kad subrendusi lytinė ląstelė neegzistuoja atskirai, ji visada glaudžiai kontaktuoja su aplinkinėmis somatinėmis ląstelėmis, kurios sukuria membraną. Moteriškos reprodukcinės ląstelės kompleksas su somatinėmis membranomis vadinamas kiaušidžių folikulu arba ovosomatiniu histionu.

Lytinių ląstelių susidarymas. Tręšimas

Lytinių ląstelių vystymosi procesas yra labai sudėtingas ir daugiapakopis. Pirminės gametos (lytinės ląstelės) embrioniniame periode yra dedamos toli nuo lytinių liaukų, o tada vystymosi metu, judančių skysčių srove, perkeliamos į lytinių liaukų sritį. Jau lytinėse liaukose vyksta tolesnis jų formavimasis. Tolesnio embriono vystymosi metu aplinkinės ląstelės ir audiniai neturi įtakos tiesioginio lytinių ląstelių formavimosi procesui, nėra paveldimos įgytos žmogaus savybės.

Moteriškų lytinių ląstelių susidarymas (ovogenezė)

Moteriškų lytinių ląstelių formavimasis ir brendimas vyksta folikuluose, esančiuose kiaušidžių audinyje. Pirminiai folikulai embriogenezės metu persikelia į kiaušidžių audinį. Išskirtinis bruožas yra tas, kad iki gimimo kiaušidžių audinyje susidaro daug moterų reprodukcinių ląstelių, jų skaičius yra apie du milijonus. Rezorbuojama daugiau ląstelių, o brendimo metu yra apie 300 tūkstančių oocitų. Moteriškos lytinės ląstelės formuojasi tik embriono laikotarpiu, o iki brendimo įvyksta tik galutinis jų struktūrinis formavimasis. Štai kodėl absoliučiai visi neigiami veiksniai, su kuriais moteris susiduria per savo gyvenimą, atsispindi jos lytinių ląstelių būsenoje. Alkoholio įtaka reprodukcinėms ląstelėms bet kuriuo gyvenimo laikotarpiu turi itin neigiamą poveikį, o pasekmės išlieka amžinai. Naujos lytinės ląstelės moters gyvenime nesusiformuoja, vyksta tik jų brendimas.

Reprodukciniame amžiuje kiekvieną menstruacinį ciklą subręsta keli folikulai. Iki ovuliacijos (laikotarpis, kai iš folikulo atsiranda subrendusi reprodukcinė ląstelė) pagaliau susiformuoja dominuojantis folikulas. Jis didėja, o ovuliacijos metu ertmė su folikulu kiaušidėje, užpildyta skysčiu (grafinė pūslelė), pasiekia 2 cm skersmenį.

Kai folikulas subręsta, jį supančios ląstelės gamina hormonus – estrogenus. Prieš pat ovuliaciją jų koncentracija žymiai padidėja, todėl išsiskiria liuteinizuojantis hormonas. Tokiu atveju folikulas plyšta, o kiaušinėlis, paruoštas apvaisinti, išleidžiamas į pilvo ertmę, iš kur vėliau patenka į kiaušintakius.

Vyriškų lytinių ląstelių vystymasis (spermatohegezė)

Vyrų reprodukcinė ląstelė formuojasi visiškai kitaip. Gimimo metu lytinėse liaukose yra rudimentinių, nesusiformavusių vyriškų lytinių ląstelių. Galutinis jų formavimosi procesas prasideda brendimo metu. Išskirtinis vyriškų lytinių ląstelių formavimosi bruožas yra tas, kad kiekviena ląstelė susidaro maždaug per 75 dienas, o ne nuo gimimo momento, kaip moteriškos ląstelės.

Spermos formavimosi procesas vyksta vingiuotuose sėkliniuose kanalėliuose. Spermatogonijos (subrendusių vyriškų lytinių ląstelių pirmtakai) yra ant bazinės membranos, kur vyksta mitozinio dalijimosi etapai. Dėl mitozės susidaro dviejų tipų ląstelės. Spermatogonijos A išlaiko galimybę toliau dalytis mitozės būdu ir išauga tos pačios ląstelės, o spermatogonijos B yra evakuojamos iš membranos ir gali dalytis tik mejozės būdu. Būtent po pirmosios mejozės susidaro ląstelės su vienu chromosomų rinkiniu, kurios per 75 dienas galutinai subręsta ir yra paruoštos kiaušinėlio apvaisinimui.

Lytinės ląstelės: apvaisinimas

Dviejų lytinių ląstelių susiliejimas vadinamas apvaisinimu. Apvaisinimo procesas baigiasi zigotos susidarymu. Moters ir vyro lytinės ląstelės turi haploidinį (vieną) chromosomų rinkinį, o joms susiliejus atstatomas žmogaus organizmui būdingas diploidinis (dvigubas) chromosomų rinkinys. Šiuo atveju sujungiama unikali motinos ir tėvo organizmų genetinė informacija. Susidariusi zigota turi tipotolerancijos savybę – ji gali sukelti įvairias būsimo organizmo ląsteles ir audinius.

Kiaušinio apvaisinimo procesas vyksta kiaušintakyje. Spermatozoidas akrosominių fermentų pagalba ardo kiaušialąstės membranas (corona radiata, zona pellucida), vyksta jo plazminės membranos susiliejimo su kiaušialąstės membrana procesas. Po to spermos galvutė prasiskverbia į kiaušialąstės citoplazmą. Kai spermatozoidų genetinė medžiaga prasiskverbia į kiaušialąstę, apvaisinimo procesas baigiasi, todėl susidaro unikali nauja vienaląstė sistema, iš kurios atsiranda naujas organizmas.

Kai spermatozoidas prasiskverbia į kiaušialąstę, iš jo išsiskiriantys fermentai modifikuoja membraną taip, kad kiti spermatozoidai nebegali jos sunaikinti ir prasiskverbti į kiaušinėlio vidų. Šis procesas trunka tik kelias minutes. Apvaisinimo procese dalyvauja tik vienas spermatozoidas. Itin retais atvejais, kai į kiaušialąstę prasiskverbia du spermatozoidai, susidaro triploidinis embrionas, tačiau jis nėra gyvybingas ir miršta per kelias dienas.

Po apvaisinimo zigotinė stadija trunka apie 30 valandų. Toliau prasideda smulkinimas. Tai yra zigotos mitozinio dalijimosi procesas, dėl kurio jo ląstelių skaičius didėja, tačiau bendras dydis išlieka toks pat. Šiame etape ląstelės vadinamos blastomerais. Po 3 dienų, kai visos susidariusios ląstelės yra identiškos nustatymo ir dydžio, prasideda jų diferenciacijos stadija. 5 vystymosi dieną embrionas yra blastocista, kurią sudaro maždaug 200 ląstelių. Blastocista yra tuščiaviduris ląstelių (trofoblastų) rutulys, kuriame yra embrioblastinių ląstelių. Jei blastocistoje yra du embrioblastai, iš tokio embriono susidaro identiški dvyniai.

Per visą šį laikotarpį embrionas migruoja per kiaušintakį į gimdos ertmę. Šis procesas vyksta veikiant gaurelių judesiams kiaušintakių paviršiuje. Kai embrionas pasiekia gimdos ertmę, įvyksta implantacija. Tokiu atveju blastocista netenka zona pellucida (šis procesas vadinamas išsiritimu) ir specialių procesų pagalba nugrimzta į endometriumą. Šį procesą reguliuoja glaudūs cheminiai ir fiziniai ryšiai tarp endometriumo ir blastocistos. Trofoblastų ląstelės gamina žmogaus chorioninį gonadotropiną, kuris stimuliuoja progesterono gamybą geltonkūnio ląstelėse, todėl menstruacijos nevyksta.

Būtent šis kompleksiškai organizuotas lytinių ląstelių vystymosi procesas užtikrina nepaprastą reiškinį, kai iš dviejų mažų ląstelių su unikalios genetinės informacijos rinkiniu susiformuoja naujas, unikalus organizmas – naujas žmogus.

Rusijos Oocitų donorų centras siūlo platų donorų pasirinkimą moterims, kurioms reikalingas nevaisingumo gydymas naudojant donorų kiaušinėlius. Susisiekite su jumis – ir mes tikrai jums padėsime!

Gameta: lytinė ląstelė (spermatozoidas arba kiaušinis), kurioje yra haploidinis chromosomų rinkinys, tai yra, turinti po vieną kiekvienos chromosomos kopiją.

Seksualiniu reprodukcijos būdu palikuonys, kaip taisyklė, turi du tėvus. Kiekvienas iš tėvų gamina lytines ląsteles. Lytinės ląstelės arba gametos turi pusę arba haploidinį chromosomų rinkinį ir atsiranda dėl mejozės. Taigi gameta (iš graikų gamete - žmona, gametos - vyras) yra subrendusi reprodukcinė ląstelė, turinti haploidinį chromosomų rinkinį ir galinti susijungti su panašia priešingos lyties ląstele, sudarydama zigotą, o chromosomų skaičius tampa diploidas. Diploidiniame rinkinyje kiekviena chromosoma turi suporuotą (homologinę) chromosomą. Viena iš homologinių chromosomų yra iš tėvo, kita iš motinos Moteriška lytinė ląstelė vadinama kiaušinėliu, vyriškoji – sperma. Gametų formavimosi procesas turi bendrą pavadinimą – gametogenezė.

Visų stuburinių gyvūnų embrionuose ankstyvoje vystymosi stadijoje tam tikros ląstelės yra išskirtos kaip būsimų lytinių ląstelių pirmtakai. Tokios pirminės lytinės ląstelės migruoja į besivystančias lytines liaukas (patelių kiaušides, vyrų sėklides), kur po mitozinio dauginimosi periodo patiria mejozę ir diferencijuojasi į subrendusias lytines ląsteles. Lytinėse ląstelėse prieš mejozę aktyvuojami papildomi genai, reguliuojantys homologinių chromosomų poravimąsi, rekombinuotų homologinių chromosomų atsiskyrimą pirmojo dalijimosi anafazėje.

Kiaušiniai išsivysto iš pirminių lytinių ląstelių, kurios ankstyvoje organizmo vystymosi stadijoje migruoja į kiaušidę ir ten virsta oogonija. Po mitozinio dauginimosi periodo oogonijos tampa pirmos eilės oocitais, kurie, patekę į pirmąjį mejozės padalijimą, I fazėje vėluoja tam tikram laikui, matuojamam dienomis ar metais, priklausomai nuo organizmo tipo. Per šį delsą oocitas auga ir kaupia ribosomas, mRNR ir baltymus, dažnai naudodamas kitas ląsteles, įskaitant aplinkines pagalbines ląsteles. Tolesnis vystymasis (kiaušialąstės brendimas) priklauso nuo polipeptidinių hormonų (gonadotropinų), kurie, veikdami kiekvieną kiaušialąstę supančias pagalbines ląsteles, skatina jas sukelti nedidelės dalies oocitų brendimą. Šie oocitai užbaigia pirmąjį mejozinį dalijimąsi, sudarydami mažą polinį kūną ir didelį antros eilės oocitą, kuris vėliau patenka į antrojo mejozinio dalijimosi metafazę. Daugelio rūšių kiaušialąstės šiame etape vėluoja, kol apvaisinimas inicijuoja mejozės pabaigą ir embriono vystymosi pradžią.

Spermatozoidas paprastai yra maža ir kompaktiška ląstelė, kuri yra labai specializuota, kad galėtų prisidėti prie savo DNR į kiaušinėlį. Nors daugelyje organizmų visas oocitų telkinys susiformuoja ankstyvoje patelės vystymosi stadijoje, tai vyrams, prasidėjus brendimui, vis daugiau lytinių ląstelių patenka į mejozę, o iš kiekvieno pirmos eilės spermatocito susidaro keturi subrendę spermatozoidai. Spermos diferenciacija vyksta po mejozės, kai branduoliai yra haploidiniai. Tačiau kadangi brandaus spermatogonijos ir spermatocitų mitozinio dalijimosi metu citokinezė nebaigta, vienos spermatogonijos palikuonys išsivysto forma

Lytinis dauginimasis– dauginimosi būdas, kai naujas individas paprastai išsivysto iš zigotos, susidariusios susiliejus dviem lytinėms ląstelėms.

Seksualinis procesas. Lytiniam dauginimuisi būdingas lytinis procesas, kurio metu lytinės ląstelės (lytinės ląstelės) susilieja ir vėliau įvyksta jų susiliejimas (apvaisinimas). Daugumoje organizmų gametos susidaro su rekombinuotomis tėvų chromosomomis (atminkite, kaip vyksta mejozė). Susiliejus gametoms, susidaro diploidinė zigota, iš kurios išsivysto iš abiejų tėvų unikalų genų ir savybių derinį paveldėjęs organizmas. Taigi, lytinis dauginimasis (priešingai nei nelytinis dauginimasis) lemia įvairių palikuonių atsiradimą. Tai padidina organizmų gebėjimą prisitaikyti prie kintančių aplinkos sąlygų, o tai yra nepaprastai svarbu gyvosios gamtos evoliucijoje.

Yra dviejų tipų seksualiniai procesai – konjugacija ir kopuliacija. Konjugacijos metu dviejų nespecializuotų ląstelių turinys susilieja (kai kuriose dumbliai Ir grybai) arba genetinės medžiagos mainai tarp individų (kai kuriuose bakterijos Ir blakstienas). Be to, antruoju atveju asmenų skaičius nepadidėja. Tačiau dėl genetinės medžiagos mainų ir rekombinacijos užtikrinamas paveldimo organizmų kintamumo padidėjimas.

Kopuliacija (gametogamija) yra lytinių ląstelių susiliejimas, kad susidarytų zigota. Šiuo atveju haploidiniai gametų branduoliai sudaro diploidinį zigotos branduolį.

Lytinių ląstelių struktūra. Daugumoje gyvų organizmų rūšių susidaro dviejų tipų lytinės ląstelės, kurios skiriasi struktūra ir fiziologinėmis savybėmis – vyriškos (judrios spermos arba nejudančios spermatozoidai) ir moteriškosios (kiaušinėliai).

Spermažmonės ir daugelis gyvūnų turi galvą, kaklą, vidurinę dalį ir ilgą žvynelinę (uodegą), kuri tarnauja aktyviam judėjimui (79 pav.). Galvoje yra haploidinis branduolys ir nedidelis kiekis citoplazmos. Priekiniame galvos gale yra ak soma, kuri yra modifikuotas Golgi aparatas. Akrosomoje yra fermentų, kurie apvaisinimo metu tirpdo kiaušinėlio membranas. Kakle yra du centrioliai, o vidurinėje dalyje – mitochondrijos, kurios generuoja žvynelių judėjimui reikalingą energiją. Uodegoje yra judantis ašinis žvynelių siūlas, sudarytas iš mikrotubulių.

Sušalusi sperma gali išlikti gyvybinga už kūno ribų ilgą laiką. Ši savybė plačiai naudojama žemės ūkyje, ypač auginant galvijus naudojant dirbtinį apvaisinimą. Elitinių gyvūnų veislių spermatozoidai surenkami ir laikomi skystame azote, o po atšildymo panaudojami itin produktyviems palikuonims susilaukti.

Kiaušialąstės dažniausiai jie yra nejudantys ir sferinės formos (80 pav.). Kiaušinyje yra branduolys ir citoplazma su įvairių organelių rinkiniu ir maistinių medžiagų tiekimu embriono vystymuisi. Todėl kiaušinėliai paprastai yra daug didesni nei spermatozoidai ir somatinės ląstelės. Pavyzdžiui, žmogaus kiaušinėlių skersmuo siekia 200 mikronų, o spermatozoidų ilgis – apie 60 mikronų. Gyvūnų kiaušinėlių ląstelės, kurių embrioninis vystymasis vyksta už motinos kūno ribų, yra labai didelės - paukščiai, ropliai, varliagyviai, žuvys ir tt Taip, Vištiena oocito (kiaušinio be baltymo lukšto) skersmuo yra didesnis nei 30 mm, kai kuriose rykliai- 50-70 mm ir strutis- 80 mm.

Kiaušiniai yra padengti membranomis. Pagal kilmę kiautai skirstomi į pirminius, antrinius ir tretinius. Pirminė kiaušialąstės membrana yra citoplazmos darinys ir vadinama vitelline membrana. Jis būdingas visų gyvūnų kiaušiniams. Antrinės membranos susidaro dėl ląstelių, kurios maitina kiaušinėlį, veiklos. Jie būdingi, pavyzdžiui, nariuotakojams (chitininiam apvalkalui). Tretinės membranos atsiranda dėl lytinių takų liaukų veiklos. Tretiniams priskiriama paukščių ir roplių kiaušinių lukštas, polukštas ir baltyminės membranos bei varliagyvių kiaušinių želatinė membrana. Kiaušinių membranos atlieka apsaugines funkcijas ir užtikrina medžiagų apykaitą su aplinka.

Gametogenezė yra lytinių ląstelių susidarymo ir vystymosi procesas. Augaluose, kai kuriuose dumbliuose ir grybuose lytinių ląstelių susidarymas vyksta specialiuose organuose. Pavyzdžiui, sporiniuose augaluose moteriškosios lytinės ląstelės susidaro archegonijoje, vyriškosios – anteridijose. Daugumos gyvūnų gametogenezė vyksta lytiniuose liaukose.

Gamtoje yra daug rūšių, kuriose tas pats organizmas gali formuoti ir vyriškas, ir moteriškas reprodukcines ląsteles. Tokie organizmai vadinami hermafroditais (graikų mitologijoje Hermafroditas – biseksualus padaras, dievų Hermio ir Afroditės vaikas). Hermafroditizmas yra paplitęs tarp bestuburių gyvūnų ( coelenterates, plokščias Ir anelidai, moliuskai) ir augaluose.

Žinduolių lytinių ląstelių susidarymas. Vyriškų lytinių ląstelių formavimosi procesas vadinamas spermatogeneze, o moterų – oogeneze.

Spermatogenezė atsiranda vyriškose lytinėse liaukose – sėklidėse. Šis procesas skirstomas į keturis periodus (81 pav.).

1 . IN veisimosi sezonas vyriškų lytinių ląstelių diploidiniai pirmtakai — spermatogonijos - pakartotinai dalijasi mitoze, todėl jų skaičius žymiai padidėja. Patinų žinduolių (įskaitant žmones) šis procesas prasideda brendimo metu ir tęsiasi iki senatvės.

2. IN augimo laikotarpis sustoja spermatogonijų dalijimasis, jos pradeda augti (tuo pačiu šiek tiek padidėja jų dydžiai) – susidaro pirmos eilės spermatocitai.

3. Brandinimo laikotarpiu Pirmosios eilės spermatocitai dalijasi mejozės būdu. Po pirmojo mejozinio dalijimosi iš kiekvieno pirmos eilės spermatocito susidaro du haploidiniai antros eilės spermatocitai, po antrojo - keturi haploidiniai spermatidai.

4 . IN formavimosi laikotarpis spermatidai virsta spermatozoidais, tuo tarpu keičiasi ląstelės forma, susidaro žiuželis, akrosoma ir kt.

Žmogaus spermatogenezės trukmė yra apie 75 dienas. Sėklidėse (sėklidėse) susidaro daugybė spermatozoidų, pavyzdžiui, žmonėms 1 ml sėklinio skysčio yra iki 100 mln.

Oogenezė atsiranda moteriškose lytinėse liaukose – kiaušidėse – ir prasideda dar prieš gimimą. Kiaušinių formavimosi procese išskiriami trys periodai (žr. 81 pav.).

1. IN veisimosi sezonas diploidiniai kiaušinių pirmtakai — ogonia – dalijasi pakartotinai mitotiškai. Žinduolių organizme šis procesas vyksta embriono laikotarpiu (prieš gimimą). Oogonijų skaičius kiaušidėse žymiai padidėja, o vėliau jos išlieka nepakitusios iki brendimo.

2. Prasidėjus brendimui, periodiškai atsiranda individuali oogonija augimo laikotarpis kuri gali trukti kelis mėnesius. Per šį laiką jų tūris gerokai padidėja dėl medžiagų, patenkančių iš aplinkinių folikulų ląstelių ir kraujo, patekimo. Taip susidaro pirmos eilės oocitai.

3. Periodiškai pirmosios eilės oocitai patenka į mejozę. Tai - brendimo laikotarpis. Mejozės proceso metu susidaro įvairaus dydžio dukterinės ląstelės. Po pirmojo mejozinio dalijimosi susidaro didelė haploidinė ląstelė – antros eilės oocitas – ir maža, vadinama pirminiu poliniu kūnu. Vyksta ovuliacija – antros eilės oocitas palieka kiaušidę į pilvo ertmę. Tada jis patenka į kiaušintakį, kur vyksta antrasis mejozinis dalijimasis, sudarydamas didelį kiaušinį ir mažą antrinį poliarinį kūną. Pirminis polinis kūnas, kaip taisyklė, taip pat dalijasi į du. Visi poliariniai kūnai vėliau miršta ir sunaikinami.

Taigi, skirtingai nuo spermatogenezės, kai mejozės metu susidaro keturios vienodos haploidinės ląstelės, oogenezės metu išsivysto vienas didelis kiaušinėlis ir trys maži poliniai kūnai. Biologinė netolygaus dalijimosi prasmė – kiaušinyje išsaugoti maksimalų būsimam embrionui reikalingų maistinių medžiagų kiekį.

1. Kaip vadinami organai, kuriuose sporiniuose augaluose susidaro moteriškosios ir vyriškosios lytinės ląstelės? Gyvūnuose?

Kiaušidės, anteridijos, sporangijos, sėklidės, archegonijos.

2. Kaip spermos ir kiaušialąstės struktūra susijusi su šių ląstelių atliekamomis funkcijomis?

3. Spermatozoidai praktiškai neturi citoplazmos ir maistinių medžiagų, tačiau jiems judėti reikia daug energijos. Kaip manote, iš kur tokia energija?

4. Koks didžiausias kiaušinėlių ir antrinių poliarinių kūnų skaičius gali susidaryti katėje iš keturių pirmos eilės oocitų?

5. Kokie procesai, vykstantys oogenezės metu, užtikrina didelio kiekio maistinių medžiagų susikaupimą kiaušiniuose?

6. Kokia yra polinių kūnų susidarymo oogenezės metu biologinė prasmė?

7. Palyginkite spermatogenezės ir oogenezės procesus, nurodykite panašumus ir skirtumus.

8. 22 metų moters, turinčios stabilų 28 dienų reprodukcinį ciklą, kiaušidėse yra 42 tūkstančiai folikulų. Dauguma jų yra labai maži, o tik 299 skersmuo didesnis nei 100 mikronų. Be to, kiaušidėse yra 5 geltonkūniai ir nuo jų likę 112 randų. Kokio amžiaus šiai moteriai pirmą kartą įvyko ovuliacija? Kokio amžiaus ji greičiausiai nustos gaminti kiaušinius?

1 skyrius. Gyvų organizmų cheminiai komponentai

• § 1. Cheminių elementų kiekis organizme. Makro ir mikroelementai
• § 2. Cheminiai junginiai gyvuose organizmuose. Neorganinės medžiagos

2 skyrius. Ląstelė – gyvų organizmų struktūrinis ir funkcinis vienetas

• § 10. Ląstelės atradimo istorija. Ląstelių teorijos kūrimas
• § 15. Endoplazminis tinklas. Golgi kompleksas. Lizosomos

3 skyrius. Metabolizmas ir energijos konversija organizme

Prisiminti!

Kur žmogaus organizme susidaro lytinės ląstelės?

Kiaušiniai – moteriškos reprodukcinės lytinės ląstelės susidaro kiaušidėse, poriniuose organuose. Spermatozoidai – vyriškos reprodukcinės ląstelės susidaro sėklidėse ir suporuotuose organuose.

Koks chromosomų rinkinys yra gametose? Kodėl?

Haploidinis rinkinys yra pusė chromosomų rinkinio, vienas (nelyginis skaičius), toks rinkinys yra lytinėse ląstelėse (gametose) ir žymimas n. Pavyzdžiui, haploidinis žmogaus chromosomų rinkinys yra n=23. Nuo tada, kai apvaisinamos dvi lytinės ląstelės, atkuriamas visas diploidinis organizmo rinkinys – zigota.

Peržiūrėkite klausimus ir užduotis

1. Palyginkite vyrų ir moterų reprodukcinių ląstelių sandarą. Kokie jų panašumai ir skirtumai?

Kiaušialąstės yra gana didelės, nejudančios, apvalios formos ląstelės. Kai kuriose žuvyse, ropliais ir paukščiuose yra daug maistinių medžiagų trynio pavidalu ir jų dydis yra nuo 10 mm iki 15 cm. Žinduolių, įskaitant žmones, kiaušiniai yra daug mažesni (0,1–0,3 mm), o trynys. beveik nėra. Spermatozoidai yra mažos, judrios žmogaus ląstelės, kurių ilgis yra tik apie 60 mikronų. Skirtinguose organizmuose jie skiriasi savo forma ir dydžiu, tačiau, kaip taisyklė, visi spermatozoidai turi galvą, kaklą ir uodegą, kurios užtikrina jų mobilumą. Spermos galvoje yra branduolys, kuriame yra chromosomos, o akrosoma - speciali pūslelė su fermentais, reikalingais kiaušinio lukštui ištirpinti. Kakle susitelkusios mitochondrijos, kurios aprūpina judančiais spermatozoidais tik apie 60 mikronų.

Kiaušinis turi:

Dideli dydžiai

Apvali forma

Didelis trynio kiekis (maisto medžiagos būsimam embrionui)

Kiaušinių membranų buvimas

Sperma turi:

Maži dydžiai

Įvairios formos skirtinguose žinduoliuose

Judėjimo organas (flagela nuo 1 iki kelių)

Didelis mitochondrijų skaičius

Ribosomų ir ER nebuvimas, modifikuotas Golgi aparatas.

2. Kas lemia kiaušinių dydį? Paaiškinkite, kodėl žinduolių kiaušinėliai yra vieni iš mažiausių.

Nuo aprūpinimo maistinėmis medžiagomis. Žinduolių vystymasis vyksta gimdoje, nes embrionas vystosi gimdoje, prasiskverbiantis į kraujagysles, kurios taip pat yra maistinių medžiagų ir deguonies šaltinis.

3. Kokie laikotarpiai išskiriami lytinių ląstelių vystymosi procese?

1 etapas – pirminių lytinių ląstelių dauginimasis

2 etapas – lytinių ląstelių augimas

3 etapas – lytinių ląstelių brendimas

4 stadija – lytinių ląstelių susidarymas (tik spermatogenezei, 4 stadijoje poliarinis kūnas miršta arba susidaro kiaušinėlių membranos);

4. Papasakokite, kaip vyksta brendimo laikotarpis (mejozė) spermatogenezės metu; oogenezė.

Trečioji stadija – mejozė. Mejozė yra ypatingas ląstelių dalijimosi būdas, dėl kurio chromosomų skaičius sumažėja perpus ir ląstelė pereina iš diploidinės į haploidinę būseną. Būsimos gametos brendimo stadijoje yra padalintos du kartus. Ląstelėse, kurios pradeda mejozę, yra diploidinis jau padvigubėjusių chromosomų rinkinys.

Pirmojo mejozinio pasiskirstymo (I profazės) fazė yra daug ilgesnė nei mitozės fazė. Šiuo metu padvigubėjusios chromosomos, kurių kiekviena jau susideda iš dviejų seserinių chromatidžių, spiralizuojasi ir įgauna kompaktiškus dydžius. Tada homologinės chromosomos išsidėsto lygiagrečiai viena kitai, sudarydamos vadinamąsias dvivalentes arba tetradas, susidedančias iš dviejų chromosomų (keturių chromatidžių). Tarp homologinių chromosomų gali įvykti keitimasis atitinkamomis homologinėmis sritimis (kryžimas), o tai lems paveldimos informacijos rekombinaciją ir naujų tėvo ir motinos genų derinių susidarymą būsimų lytinių ląstelių chromosomose. Pasibaigus I fazei, branduolinis apvalkalas yra sunaikintas.

I metafazėje homologinės chromosomos išsidėsčiusios poromis dvivalenčių arba tetradų pavidalu ląstelės pusiaujo plokštumoje, o prie jų centromerų pritvirtinami verpstės siūlai.

I anafazėje homologinės chromosomos iš dvivalentės (tetrados) juda link polių. Vadinasi, tik viena iš kiekvienos homologinių chromosomų poros patenka į kiekvieną iš dviejų gautų ląstelių – chromosomų skaičius sumažėja perpus, o chromosomų rinkinys tampa haploidinis. Tačiau kiekviena chromosoma vis dar susideda iš dviejų seserų chromatidžių.

I telofazėje susidaro ląstelės, turinčios haploidinį chromosomų rinkinį ir dvigubą DNR kiekį. Po trumpo laiko tarpo ląstelės pradeda antrąjį mejozinį dalijimąsi, kuris vyksta kaip tipinė mitozė, tačiau skiriasi tuo, kad jame dalyvaujančios ląstelės yra haploidinės.

II fazėje branduolinis apvalkalas sunaikinamas.

II metafazėje chromosomos išsirikiuoja ląstelės pusiaujo plokštumoje, verpstės siūlai susijungia su chromosomų centromerais.

II anafazėje centromerai, jungiantys seserines chromatides, dalijasi, chromatidės tampa savarankiškomis dukterinėmis chromosomomis ir pereina į skirtingus ląstelės polius.

II telofazė užbaigia antrąjį mejozės padalijimą.

Spermatogenezės metu brendimo stadijoje dėl mejozės susidaro keturios identiškos ląstelės - spermatozoidų pirmtakai, kurie formavimosi stadijoje įgauna būdingą brandaus spermatozoidų išvaizdą ir tampa judrios. Kiekvieną mėnesį vienoje iš moters kiaušidžių toliau vystosi viena iš ląstelių, kurios nustojo dalytis. Dėl pirmojo mejozės dalijimosi susidaro didelė ląstelė – kiaušinėlio pirmtakas ir mažas, vadinamasis poliarinis kūnas, kurie patenka į antrąjį mejozės dalijimąsi. II metafazės stadijoje kiaušialąstės pirmtakas ovuliuoja, tai yra, palieka kiaušidę į pilvo ertmę, iš kur patenka į kiaušintakį. Jei susiliejimas su sperma nevyksta, ląstelė, kuri nesidalijo, miršta ir pašalinama iš organizmo. Poliariniai kūnai padeda pašalinti genetinės medžiagos perteklių ir perskirstyti maistines medžiagas kiaušinio naudai. Praėjus kuriam laikui po padalijimo jie miršta.

6. Kokia yra mejozės biologinė prasmė ir reikšmė?

1) yra pagrindinė gametogenezės stadija;

2) užtikrina genetinės informacijos perdavimą iš organizmo į organizmą lytinio dauginimosi metu;

3) dukterinės ląstelės nėra genetiškai tapačios motinai ir viena kitai.

Taip pat biologinė mejozės reikšmė slypi tame, kad formuojantis lytinėms ląstelėms būtinas chromosomų skaičiaus sumažėjimas, nes apvaisinimo metu gametų branduoliai susilieja. Jei šis sumažėjimas neįvyktų, tada zigotoje (taigi ir visose dukterinio organizmo ląstelėse) chromosomų būtų dvigubai daugiau. Tačiau tai prieštarauja pastovaus chromosomų skaičiaus taisyklei. Dėl mejozės lytinės ląstelės yra haploidinės, o apvaisinimo metu zigotoje atstatomas diploidinis chromosomų rinkinys.

Pagalvok! Prisiminti!

1. Organizmas išsivystė iš neapvaisinto kiaušinėlio. Ar jo paveldimos savybės yra tiksli motinos organizmo savybių kopija?

Taip. Šis reprodukcijos tipas vadinamas partenogeneze. Partenogenezė (Parthenogenesis - iš graikų parthenos - mergaitė, mergelė + genesis - karta) yra lytinio dauginimosi forma, kai organizmo vystymasis vyksta iš moteriškos reprodukcinės ląstelės (kiaušinėlio) neapvaisinant vyriška (sperma).

Tai seksualinis, bet vienalytis dauginimasis, atsiradęs dvinamių formų organizmų evoliucijos procese. Tais atvejais, kai partenogenetinėms rūšims atstovauja tik patelės, vienas iš pagrindinių partenogenezės biologinių privalumų yra rūšies dauginimosi greičio pagreitis, nes palikuonių gali palikti visi tokių rūšių individai. Jeigu iš apvaisintų ikrų išsivysto patelė, o iš neapvaisintų ikrų patinas, partenogenezė prisideda prie skaičiaus ir lyties santykio reguliavimo (pavyzdžiui, bitėse partenogenetiškai vystosi patinai – tranai, o iš apvaisintų kiaušinėlių – patelės – motinėlės ir darbininkės. bitės).

Partenogenetiškai gali išsivystyti kiaušinis, patyręs mejozę ir kuriame yra haploidinis chromosomų rinkinys (n) (generatyvinis, haploidinis arba mejozinis partenogenetinis), arba kiaušinis iš vienos iš premeiozinių oogenezės stadijų, išsaugant chromosomų rinkinį, būdingą ši rūšis – diploidinė (2n) arba poliploidinė (3n, 4n, 5n retai 6n, 8n) (amejotinė partenogenezė). Kai kuriose partenogenezės formose kiaušialąstės haploidinio branduolio susiliejimas su kryptingo (polinio) kūno haploidiniu branduoliu atkuria diploidiškumą (autominė partenogenezė). Nuo šių partenogenezės ypatybių priklauso partenogenezės palikuonių genotipas, lytis, taip pat heterozigotiškumo išsaugojimas ar praradimas, homozigotiškumo įgijimas ir kt.

2. Paaiškinkite, kodėl yra du terminai, apibūdinantys vyrų reprodukcines ląsteles: spermatozoidai (pavyzdžiui, gaubtasėkliuose) ir spermatozoidai.

Spermatozoidai yra vyrų reprodukcinės ląstelės, turinčios galimybę aktyviai judėti dėl žvynelių. Spermatozoidai yra augalų (gimnosėklių, gaubtasėklių) vyriškoji reprodukcinė ląstelė, neturinti žvynelių; juda pasyviai – dėl žiedadulkių vamzdelio augimo.

Šios ląstelės labai skiriasi tarp vyrų ir moterų. Vyrų lytinių ląstelių arba spermatozoidų iškyšos panašios į uodegą () ir yra gana judrios. Moterų reprodukcinės ląstelės, vadinamos kiaušinėliais, yra nejudrios ir daug didesnės nei vyriškos lytinės ląstelės. Kai šios ląstelės susilieja apvaisinimo procese, susidariusioje ląstelėje (zigotoje) yra to, kas paveldėta iš tėvo ir motinos, mišinys. Žmogaus lytinius organus gamina reprodukcinės sistemos organai – lytinės liaukos. gamina lytinius hormonus, reikalingus pirminių ir antrinių reprodukcinių organų ir struktūrų augimui ir vystymuisi.

Žmogaus lytinių ląstelių struktūra

Vyrų ir moterų reprodukcinės ląstelės labai skiriasi dydžiu ir forma. Vyriški spermatozoidai primena ilgus, judrius sviedinius. Tai mažos ląstelės, susidedančios iš galvos, vidurinės ir uodegos dalių. Galvoje yra į dangtelį panašus dangalas, vadinamas akrosoma. Akrosomoje yra fermentų, kurie padeda spermos ląstelei prasiskverbti į išorinę kiaušialąstės membraną. esančios spermos galvoje. DNR branduolyje yra sandariai supakuota, o ląstelėje nėra daug. Vidurinėje dalyje yra keletas mitochondrijų, kurios suteikia energijos. Uodega susideda iš ilgos projekcijos, vadinamos žvyneliais, kuri padeda ląstelėms judėti.

Moters kiaušinėliai yra viena didžiausių kūno ląstelių ir turi apvalią formą. Jie gaminami moterų kiaušidėse ir susideda iš branduolio, didelės citoplazmos srities, zona pellucida ir vainikinės spinduliuotės. Zona pellucida yra membraninė danga, kuri supa kiaušinius. Jis suriša spermatozoidus ir padeda apvaisinti. Corona radiata yra išorinis apsauginis folikulinių ląstelių sluoksnis, supantis zona pellucida.

Lytinių ląstelių susidarymas

Žmogaus lytinės ląstelės gaminamos per dviejų etapų ląstelių dalijimosi procesą, vadinamą. Per keletą nuoseklių įvykių pakartota genetinė medžiaga pirminėje ląstelėje paskirstoma tarp keturių dukterinių ląstelių. Kadangi šios ląstelės turi pusę pirminės ląstelės skaičiaus, jos yra . Žmogaus lytinėse ląstelėse yra vienas 23 chromosomų rinkinys.

Yra dvi mejozės stadijos: mejozė I ir mejozė II. Prieš mejozę chromosomos replikuojasi ir egzistuoja savo forma. I mejozės pabaigoje susidaro du. Kiekvienos dukterinėse ląstelėse esančios chromosomos seserinės chromatidės vis dar yra susietos. II mejozės pabaigoje susidaro seserinės chromatidės ir keturios dukterinės ląstelės. Kiekvienoje ląstelėje yra pusė pirminės ląstelės chromosomų.

Mejozė yra panaši į nereprodukcinių ląstelių dalijimosi procesą, žinomą kaip mitozė. gamina dvi dukterines ląsteles, kurios yra genetiškai identiškos ir turi tiek pat chromosomų, kaip ir pagrindinė ląstelė. Šios ląstelės yra diploidinės, nes jose yra du chromosomų rinkiniai. Žmonės turi 23 poras arba 46 chromosomas. Kai apvaisinimo metu lytinės ląstelės susijungia, haploidinė ląstelė tampa diploidine.

Spermos gamyba žinoma kaip spermatogenezė. Šis procesas nuolat vyksta vyrų sėklidžių viduje. Kad tai įvyktų, turi būti išleisti šimtai milijonų spermatozoidų. Didžioji dalis spermatozoidų nepasiekia kiaušinėlio. Oogenezės arba kiaušinėlio vystymosi metu dukterinės ląstelės dalijasi netolygiai mejozės metu. Dėl šios asimetrinės citokinezės susidaro vienas didelis kiaušialąstė (oocitas) ir mažesnės ląstelės, vadinamos poliniais kūnais, kurios suyra ir nėra apvaisintos. Po I mejozės kiaušinėlis vadinamas antriniu oocitu. Antrasis oocitas užbaigs antrąjį mejozės etapą, jei prasidės apvaisinimo procesas. Baigus II mejozę, ląstelė tampa kiaušiniu ir gali susilieti su spermos ląstele. Kai apvaisinimas baigiamas, spermatozoidai ir kiaušinėlis tampa zigota.

Lytinės chromosomos

Žmonių ir kitų žinduolių vyriškos lyties spermatozoidai yra heterogametiški ir turi vieną iš dviejų tipų lytinių chromosomų: X arba Y. Tačiau patelės kiaušinėliuose yra tik X chromosoma, todėl jie yra homogametiški. Asmens sperma. Jei spermos ląstelė, kurioje yra X chromosoma, apvaisina kiaušinėlį, gauta zigota bus XX arba patelė. Jei spermos ląstelėje yra Y chromosoma, gauta zigota bus XY arba vyriška.