Полиплоидия. эндорепродукция

      Комментарии к записи Полиплоидия. эндорепродукция отключены

Полиплоидия — это процесс увеличения количества хромосом в ядре клетки. В результате этого процесса образуются полиплоидные клетки.

В процессе полиплоидии задействованы 2 механизма: 1) блокирование одной из фаз митоза; 2) нарушение цитотомии во время телофазы. Рассмотрим первый механизм, т. е. блокирование периода G2, профазы или метафазы. При этом неразделившаяся клетка вступает в период G1 с тетраплоидным набором хромосом (4п), потом в период S, после которого в ней будет 8с ДНК и 8п хромосом. Затем эта клетка вступает в профазу, потом в метафазу. В метафазной звезде будет 8п. Затем, во время анафазы, в расходящихся дочерних звездах будет по 4п хромосом. После телофазы в дочерних клетках будут тетраплоидные ядра.

Второй механизм образования полиплоидных клеток наблюдается при нарушении цитотомии — после того как произошла анафаза, клетка вступила в телофазу, сформировались ядра, но цитотомии материнской клетки не произошло. В каждом из 2 ядер неразделившейся клетки содержится по 2п и 2с. Когда эта клетка вступит в период G1, затем в период S, то в его конце в каждом ядре неразделившейся клетки окажется по 4п и 4с. Потом эта клетка вступает в профазу, затем в метафазу. В формирующуюся материнскую звезду от каждого ядра поступит по 4п хромосом, т. е. в материнской звезде будет 8п. При расхождении дочерних звезд во время анафазы в каждой такой звезде будет по 4п хромосом. После телофазы в каждой дочерней клетке будет тетраплоидное ядро, т. е. в каждом ядре будет содержаться по 4п хромосом.

В каких органах имеются полиплоидные клетки? В клетках печени — гепатоцитах, мегакариоцитах красного костного мозга, в гландулоцитах ацинусов слюнных желез, поджелудочной железы, в пигментном слое сетчатки глаза. При этом ядро может содержать 4п, 8п, 16п, 32п. Резко выраженная полиплоидия особенно характерна для мегакариоцитов красного костного мозга.

Эндорепродукция — это последовательное многократное удвоение ДНК, в результате чего увеличивается набор хромосом, при этом хромосомы связаны тонкими нитями. Эти структуры называются политенами, характерными для клеток плаценты.

МЕЙОЗ

Мейоз — это такое деление, при котором в дочерних клетках оказывается половинный (гаплоидный) набор хромосом — 1n и 1с. Такое деление имеет место в процессе образования половых клеток.

Рассмотрим процесс образования половых клеток в мужском организме, называемый сперматогенезом. Сперматогенез включает 4 периода:

1) период размножения;

2) период роста, или период профазы;

3) период созревания, который состоит из двух стадий: 1-го деления созревания и 2-го деления созревания;

4) период формирования (этот период мы рассматривать не будем).

Период размножения. Размножающиеся (делящиеся) клетки в периоде размножения называются сперматогониями. Сперматогонии при делении претерпевают все фазы, характерные для митотического деления, т. е. после деления материнской (стволовой) сперматогонии образуются 2 дочерние сперматогонии с набором хромосом 2п и набором ДНК 2с, затем эти сперматогонии проходят весь клеточный цикл, и к предстоящему новому делению у них будет 4п и 4с. Вот эти сперматогонии — с 4п и 4с — вступают во 2-й период сперматогенеза — период роста, или период профазы, 1-го деления мейоза. С этого момента клетки называются сперматоцитами 1 -го порядка.

Период роста. В процессе развития сперматоцитов 1-го порядка имеют место 5 фаз: лептотена, зиготена (синаптена), пахитена, диплотена и диакинез.

Лептотена характеризуется активной спирализацией хромосом ядра, которые становятся видимыми, напоминающими тонкие нити. Затем наступает зиготена (синаптена). Во время зиготены гомологичные хромосомы приближаются друг к другу и соединяются вместе, перекрещиваются (кро- сенговер). Объединившиеся хромосомы обмениваются генами. Пара объединившихся хромосом называется бивалентом. Сколько бивалентов в ядре сперматоцита 1 -го порядка в фазе зиготены? Их количество составляет 23. Затем наступает пахитена. Во время пахитены каждая из хромосом бивалента подвергается дальнейшей спирализации, но при этом она укорачивается и утолщается. Между хроматидами хромосом бивалента появляются заметные щели. После этого наступает диплотена, во время которой хроматиды хромосом бивалента начинают расходиться, но оказываются связанными в области перекреста. Потом наступает диакинез, во время которого происходит дальнейшая спирализация хромосом, в результате чего в конце профазы образуются тетрады. Их количество равно 23. Каждая тетрада состоит из 4 монад, или хроматид. Таким образом, в ядре сперматоцита 1 -го порядка в конце профазы будет 23 тетрады или 92 монады. Затем клетка вступает в 1-е деление созревания.

Период созревания. 1 -е деление созревания начинается с метафазы. В метафазе в материнской звезде будет 23 тетрады. Тетрады выстраиваются в плоскости экватора таким образом, что одна половинка тетрады обращена к одному полюсу клетки, вторая — к другому. Во время анафазы половинки тетрад, называемые диадами, расходятся к полюсам. Затем, в результате телофазы, из сперматоцита 1-го порядка образуются 2 новые клетки, называемые сперматоцитами 2-го порядка. В каждом сперматоците 2-го порядка будет по 23 диады (2n) или 46 монад. Сперматоциты 2-го порядка, минуя период S, период G2 и профазу, сразу вступают в метафазу 2-го деления созревания. В материнской звезде сперматоцита 2-го порядка будет 23 диады, которые выстраиваются в плоскости экватора таким образом, что одна половинка диады обращена к одному полюсу, вторая — к другому. Эти половинки называются монадами. Во время анафазы дочерние звезды, состоящие из монад, расходятся к полюсам. Во время телофазы 2-го деления созревания образуются 2 новые клетки, называемые сперматидами. В сперматидах будет гаплоидный набор хромосом (1n).

Строение митотических хромосом. Митотические хромосомы появляются в период митоза. Они особенно хорошо видны во время метафазы и анафазы. Во время метафазы видно, что каждая материнская хромосома состоит из двух сестринских хромосом, или хроматид. Каждая хромосома состоит из одной молекулы ДНК, которая уложена особым образом и приобретает характерную форму. В каждой хромосоме есть первичная перетяжка, или центромер. Участки хромосомы, отходящие от первичной перетяжки, называются плечами хромосомы. Если плечи хромосомы имеют одинаковую или примерно одинаковую длину, то такая хромосома называется метоцентрической; если плечи хромосомы явно неодинаковой длины, то такая хромосома называется субметоцентрической; если одно плечо хромосомы явно многократно длиннее другого, то такая хромосома называется акроцентрической. Концы плеч хромосомы называются теломерами. Кроме первичной перетяжки, в некоторых хромосомах есть вторичные перетяжки. Вторичная перетяжка — это ядрышковый организатор. Участок плеча хромосомы между вторичной перетяжкой и теломером называется спутником (сателлитом). Набор хромосом в ядре человека составляет кариотип. Чем он характеризуется? Кариотип характеризуется количеством, размерами и особенностями строения хромосом.

Все хромосомы ядра человека разделяются на 7 групп, которые обозначаются буквами латинского алфавита от А до G. В каждой группе хромосомы морфологически похожи друг на друга, но хромосомы разных групп отличаются. Чтобы различить хромосомы друг от друга в одной группе, применяется метод дифференцированного окрашивания. При дифференцированном окрашивании на плечах хромосом появляются светлые и темные полосы. Причем рисунок, образованный этими полосами, для каждой хромосомы так же индивидуален, как отпечатки пальцев человека. Поэтому благодаря дифференцированному окрашиванию можно отличить хромосомы друг от друта.

Дополнительные материалы:

Цитология. Ядро клетки.


Похожие статьи: