СРС на тему: «Гаметогенез. Оогенез. Сперматогенез. Мейоз, нарушения в процессе мейотического деления.» Выполнил: студент Кожаханов А. Факультет: ОМФ Группа 117 Проверила: к.м.н., доцент Акишпаева О.Т. Государственный медицинский университет г.Семей Кафедра молекулярной биологии и микробиологии. Зав.кафедрой: д.б.н., профессор, Мынжанов М.Р. Семей-2014

План I.Введение II.Гаметогенез a)Оогенез (Овогенез) b)Сперматогенез c)Мейоз, нарушения в процессе мейотического деления III.Заключение IV.Список использованной литературы

Введение Гаметогенез закономерно присутствует в жизненном цикле ряда простейших, водорослей, грибов, споровых и голосеменных растений, а также многоклеточных животных. В некоторых группах гаметы вторично редуцированы (сумчатые и базидиевые грибы, цветковые растения). Наиболее подробно процессы гаметогенеза изучены у многоклеточных животных.

Гаметогенез Гаметогенез процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) подразделяется на ряд стадий. Гаметогенез это последовательный процесс, которых складывается из нескольких стадий размножения, роста, созревания клеток. В процесс сперматогенеза включается также стадия формирования, которой нет при овогенезе.

Гаметы – половые клетки Яйцеклетка Сперматозоид

Виды и строение гамет Рис.1. Сперматозоиды: 1 – кролика, 2 – крысы, 3 – морской свинки, 4 – человека, 5 – рака, 6 – паука, 7 – жука, 8 – хвоща, 9 – мха, 1О – папоротника. Рис.2. Яйцеклетка млекопитающих: 1 – оболочка, 2 - ядро, 3 – цитоплазма, 4 – фолликулярные клетки. Термины сперматозоид и яйцеклетка ввел Карл Бэр в 1827 г.

Стадии гаметогенеза 1. Стадия размножения В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Размножение новогодний приурочено главным образом к периоду эмбриогенеза. У человека в женском организме этот процесс наиболее интенсивно протекает в яичниках между 2-м и 5-м месяцами внутриутробного развития. К 7-му месяцу большая часть овоцитов входит в профазу I мейоза.

Стадии гаметогенеза 2. Стадия роста На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты I порядка, причем последние достигают больших размеров, чем первые. Одна часть накапливаемых веществ представляет собой питательный материал (желток в овоцитах), другая связана с последующими делениями. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Последние приобретают двунитчатую структуру, а генетическая формула сперматоцитов и овоцитов I порядка приобретает вид 2n4 с.

Стадии гаметогенеза 3. Стадия созревания Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка, а после второго сперматиды и зрелая яйцеклетка. В результате делений на стадии созревания каждый сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, тогда как каждый овоцит I порядка одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, которые в размножении не участвуют. Благодаря этому в женской гамете концентрируется максимальное количество питательного материала желтка.

Стадии гаметогенеза 4. Стадия формирования Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосом, которые становятся функционально инертными. Пластинчатый комплекс перемещается к одному из полюсов ядра, образуя акросомный аппарат, играющий большую роль в оплодотворении. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра, причем от одной из них отрастает жгутик, у основания которого в виде спирального чехлика концентрируются митохондрии. На этой стадии почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, так что головка зрелого сперматозоида практически ее лишена.

Даже если от обоих родителей потомки получают идентичные гены, действие этих генов может быть различным, т.к. гены несут родительский «отпечаток», различный у самцов и самок, который влияет на нормальное развитие организма, а также играет роль в возникновении заболеваний. Явление, когда при образовании гамет у потомка прежний хромосомный «отпечаток», полученный от родителей стирается и его гены маркируются в соответствии с полом данной особи, называется геномный импринтинг.

ООГЕНЕЗ – это формирование яйцеклетки в яичниках в яичниках в завязи пестика

Оогенез Процесс развития женских половых клеток яйцеклеток из зачаткового эпителия (огненной ткани). Оогенез проходит в яичниках в три фазы: размножение, рост и созревание.

Фазы оогенеза I фаза размножение клетки диплоидной ткани зачаткового эпителия многократно делятся путем митоза, образуя диплоид­ ные же клетки ооциты I порядка (2n2 с). II фаза роста, ооциты I порядка проходят интерфазу, в ходе которой осуществляется самоудвоение молекулы ДНК и построение второй хроматиды у хромосом, а также рост клетки, в результате чего формируются ооциты I порядка (2n4 с). III фаза созревание, ооциты I порядка делятся путем мейоза.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ – это формирование сперматозоидов В семенниках В пыльнике тычинки

Cперматогенез Сперматогенез- процесс развития мужских половых клеток сперматозоидов из клеток зачаткового эпителия (сперматогенной ткани). Сперматогенез осуществляется в семенниках и подразделяется на четыре фазы: 1)размножения, 2) роста, 3) созревания, 4) формирования.

Фазы сперматогенеза I фаза размножение клетки диплоидной ткани зачаткового эпителия (2n4 с) много­кратно делятся путем митоза, образуя диплоидные сперматоциты I порядка с однохроматидными хромосомами (2n2 с). II фаза рост сперматоцитов I порядка в процессе прохождения ими ин­ терфазы, в результате чего происходит самоудвоение молекулы ДНК и построение второй хроматиды у хромосом, рост клеток (2n4 с). III фаза созревание сперматоциты I порядка делятся путем мейоза.

У человека сперматогенез начинается в период полового созревания; срок формирования сперматозоида три месяца, т.е. каждые три месяца сперматозоиды обновляются. Сперматогенез происходит непрерывно и синхронно в миллионах клеток.

Строение сперматозоида

Сперматозоид млекопитающих имеет форму длинной нити. Длина сперматозоида человека 50–60 мкм. В строении сперматозоида можно выделить «головку», «шейку», промежуточный отдел и хвостик. В головке находится ядро и акросома. Ядро содержит гаплоидный набор хромосом. Акросома мембранный органоид, содержащий ферменты, используемые для растворения оболочек яйцеклетки. В шейке расположены две центриоли, в промежуточном отделе митохондрии. Хвостик представлен одним, у некоторых видов двумя и более жгутиками. Жгутик является органоидом движения и сходен по строению со жгутиками и ресничками простейших. Для движения жгутиков используется энергия макроэргических связей АТФ, синтез АТФ происходит в митохондриях. Сперматозоид открыт в 1677 году А. Левенгуком. Термин введен Бэром в 1827 году. Сперматозоиды: 1 - кролика; 2 - крысы; 3 - морской свинки: 4 - человека; 5 - десятиногого рака; 6 - паука; 7 - жука; 8 - хвоща; 9 - мха; 10 - папоротника.

Мейоз - способ образования гамет

Мейоз – процесс деления клетки, при котором число хромосом в клетке уменьшается вдвое. В результате такого деления образуются гаплоидные (n) половые клетки (гаметы) и споры. МЕЙОЗ ЗИГОТНЫЙ ГАМЕТНЫЙ СПОРОВЫЙ В зиготе после оплодотворения, что приводит к образованию зооспор у водорослей и мицелия грибов. В половых органах, приводит к образованию гамет У семенных растений приводит к образованию гаплоидного гаметофита

МЕЙОЗ Мейоз состоит из двух последовательных делений – мейоза 1 и мейоза 2. Удвоение ДНК происходит только перед мейозом 1, а между делениями отсутствует интерфаза. При первом делении расходятся гомологичные хромосомы и их число уменьшается вдвое, а во втором – хроматиды и образуются зрелые гаметы. Особенностью первого деления является сложная и длительная по времени профаза.

ПРОФАЗА 1 26 Профаза 1 самая продолжительная Спирализация хроматина в двухроматидные хромосомы; центриоли расходятся к полюсам; сближение (конъюгация) и укорочение гомологичных хромосом с последующим перекрестом и обменом гомологичными участками (кроссинговер); растворение ядерной оболочки.

МЕТАФАЗА 1 27 Гомологичные хромосомы попарно располагаются на экваторе и отталкиваются друг от друга. Образуется веретено деления. Нити веретена прикрепляются к двухроматидным хромосомам.

АНАФАЗА 1 28 К полюсам расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид. Происходит уменьшение (редукция) хромосом у полюсов клетки.

ТЕЛОФАЗА 1 29 В телофазе из каждой пары гомологичных хромосом в дочерних клетках оказывается по одной, а хромосомный набор становится гаплоидным. Однако каждая хромосома состоит из двух хроматид, поэтому клетка сразу же приступает ко второму делению.

30 МЕЙОЗ 2 Второе мейотическое деление идет по типу митоза. В анафазе 2 к полюсам расходятся хроматиды, которые и становятся дочерними хромосомами. Из каждой исходной клетки в результате мейоза образуется четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.

Нарушения в процессе мейотического деления В процессе мейотического деления могут возникать различные нарушения, вызванные патологией тех или иных хромосом и пр. (трисомии по и хромосомам вызывают синдром Патау, увеличение хромосом до 47 или 48 вызывает синдром Клинефельтера, хромосомные аберрации с полисомией вызывают синдром Тернера-Шершевского и т.д.). Не расхождение отцовской или материнской хромосомы в 21-й паре приводит к синдрому Дауна. В результате этого в 21-й паре образуется так называемая трисомная зигота, которая содержит не 2, а 3 хромосомы, поэтому оплодотворенная клетка соответственно содержит не 46, а 47 хромосом.

Нарушения в процессе мейотического деления В процессе последующего деления все клетки будут расти из первой клетки, и все они будут содержать лишнюю хромосому. Таким образом, у людей с синдромом Дауна в 21-й паре присутствует дополнительная (третья) хромосома, вследствие чего, во всех клетках оказывается по 47 хромосом. Поэтому синдром Дауна еще называют трисомия – 21. Данная аномалия получила название по фамилии английского ученого Лангдона Дауна, открывшего эту закономерность в 1860 году.

Синдром Дауна

Синдром Патау

Синдром Клайнфельтера

Синдром Тернера-Шершевского

Заключение Гаметогенез играет исключительно важную роль в создании необходимых предпосылок продолжения жизни Гаметогенез не следует путать с мейозом. Сущность этих процессов совершенно различна: формирование специализированных половых клеток и специфический вариант деления клеток с уменьшением числа хромосом.

Список использованной литературы Биология. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. для медиц. спец. Вузов / В.Н. Ярыгин,В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синелыцикова; Краснодембский Е. Г."Общая биология: Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы" Н. С. Курбатова, Е. А. Козлова "Конспект лекций по общей биологии" Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. М.: Мир, с. А. К. Дондуа. Биология развития( в двух томах). Том I. Санкт-Петербург, 2004