Структурата и функциите на хромозомите. размножаване в органичния свят. Структурата на зародишните клетки.

Хромозоми- клетъчни структури, съхраняващи и предаващи наследствена информация. Хромозомата се състои от ДНК и протеин. Комплексът от протеини, свързани с ДНК, образува хроматин. Протеините играят важна роля в опаковането на ДНК молекулите в ядрото.

ДНК в хромозомите е опакована по такъв начин, че да се побере в ядрото, чийто диаметър обикновено не надвишава 5 микрона (5-10 -4 cm). Опаковката на ДНК придобива формата на примкова структура, подобна на хромозомите на амфибиите или политеновите хромозоми на насекомите. Примките се поддържат от протеини, които разпознават специфични нуклеотидни последователности и ги сближават. Структурата на хромозомата се вижда най-добре в метафазата на митозата.

Хромозомата е пръчковидна структура и се състои от две сестрински хроматиди, които се държат от центромера в областта на първичната констрикция. Всеки хроматид е изграден от хроматинови бримки. Хроматинът не се репликира. Репликира се само ДНК.

Ориз. 14. Структурата и репликацията на хромозомата

Когато репликацията на ДНК започне, синтезът на РНК спира. Хромозомите могат да бъдат в две състояния: кондензирани (неактивни) и декондензирани (активни).

Диплоидният набор от хромозоми в организма се нарича кариотип. Съвременните методи на изследване позволяват да се определи всяка хромозома в кариотипа. За това се взема предвид разпределението на светли и тъмни ивици, видими под микроскоп (редуване на двойки AT и GC) в хромозоми, третирани със специални багрила. Хромозомите на представители на различни видове имат напречна набразденост. При сродни видове, например при хора и шимпанзета, моделът на редуване на лентите в хромозомите е много подобен.

Всеки вид организми има постоянен брой, форма и състав на хромозомите. Човешкият кариотип има 46 хромозоми - 44 автозоми и 2 полови хромозоми. Мъжките са хетерогаметни (XY), а женските са хомогаметни (XX). Y хромозомата се различава от X хромозомата по отсъствието на определени алели (например алел на кръвосъсирването). Хромозомите от една двойка се наричат хомоложни. Хомоложни хромозоми в едни и същи локуси носят алелни гени.

1.14. Размножаване в органичния свят

размножаване- това е възпроизвеждането на генетично подобни индивиди от даден вид, осигуряващи непрекъснатост и непрекъснатост на живота.

безполово размножаванеизвършва по следните начини:

просто разделяне на две или много клетки наведнъж (бактерии, протозои);
вегетативно (растения, коелентерати);
разделяне на многоклетъчно тяло наполовина, последвано от регенерация (морска звезда, хидра);
пъпкуване (бактерии, коелентерати);
образуване на спорове.

Безполовото размножаване обикновено осигурява увеличаване на броя на генетично хомогенното потомство. Но когато споровите ядра се произвеждат чрез мейоза, потомството от безполово размножаване ще бъде генетично различно.

полово размножаванеПроцес, при който се комбинира генетична информация от два индивида.

Индивиди от различен пол образуват гамети. Женските произвеждат яйца, мъжете произвеждат сперма, а двуполовите индивиди (хермафродити) произвеждат както яйца, така и сперма. А при някои водорасли две еднакви зародишни клетки се сливат.

Сливането на хаплоидни гамети води до оплождане и образуване на диплоидна зигота.

Зиготата се развива в нов индивид.

Всичко по-горе е вярно само за еукариотите. Прокариотите също имат полов процес, но това се случва по различен начин.

Така по време на половото размножаване геномите на два различни индивида от един и същи вид се смесват. Потомците носят нови генетични комбинации, които ги отличават от техните родители и един от друг.

Един от видовете сексуално размножаване е партеногенезата или развитието на индивиди от неоплодено яйце (листни въшки, търтеи и др.).

Структурата на зародишните клетки

Ооцити- кръгли, относително големи, неподвижни клетки. Размери - от 100 микрона до няколко сантиметра в диаметър. Те съдържат всички органели, характерни за еукариотната клетка, както и включването на резервни хранителни вещества под формата на жълтък. Яйцеклетката е покрита с яйцеклетка, състояща се главно от гликопротеини.

Ориз. 15. Структурата на птиче яйце: 1 - халаза; 2 - черупка; 3 - въздушна камера; 4 - външна черупка; 5 - течен протеин; 6 - плътен протеин; 7 - зародишен диск; 8 - светъл жълтък; 9 - тъмен жълтък.

При мъхове и папрати яйцата се развиват в архегонии, при цъфтящи растения - в яйцеклетки, локализирани в яйчника на цветето.

Ооцитите се класифицират, както следва:

изолецитален - жълтъкът е равномерно разпределен и няма много от него (при червеи, мекотели);
алецитален - почти лишен от жълтък (бозайници);
телолецитални - съдържат много жълтък (риби, птици);
полилецитални - съдържат значително количество жълтък.

Овогенезата е производството на яйца при женските.

В зоната на размножаване са овогонии - първични зародишни клетки, които се възпроизвеждат чрез митоза.

От огониума след първото мейотично делене се образуват овоцити от първи ред.

След второто мейотично делене се образуват овоцити от втори ред, от които се образува едно яйце и три насочени телца, които след това умират.

сперматозоиди- малки, подвижни клетки. Имат глава, шия и опашка.

В предната част на главата е акрозомният апарат - аналог на апарата на Голджи. Съдържа ензим (хиалуронидаза), който разтваря черупката на яйцето по време на оплождането. Шията съдържа центриоли и митохондрии. Камшичетата са изградени от микротубули. По време на оплождането само ядрото и центриолите на спермата влизат в яйцето. Митохондриите и другите органели остават отвън. Следователно цитоплазмената наследственост при хората се предава само по женска линия.

Половите клетки на полово размножаващите се животни и растения се образуват в резултат на процес, наречен гаметогенеза.