эмбриогенез

Размножение

Мейоз гаметогенез и эмбриогенез.

У эмбриона возникает диплоидный набор хромосом и в связи с этим появляется проблема уменьшения числа хромосом с диплоидного до гаплоидного в особых половых клетках, в противном случае в каждом поколении число хромосом удваивалось бы. Возникает особый способ деления половых клеток -мейоз, процесс образования гаплоидных клеток с половинным набором хромосом. При этом в мейозе происходит ещё процесс рекомбинации генетического материала то есть отцовские и материнские хромосомы обмениваются своими участками

Два следующих друг за другом деления, первое назвали редукционное, то есть уменьшительное, а второе-уравнительное реквационное. каждая из них имеет четыре стадии профазу метафазу анафазу и телофазу. при редукционном делении клетки поступающие в первую профазу редакционного деления имеют диплоидный набор двухроматидных хромосом следовательно генетическая формула 2n+4с . первая стадия профазы -лептонема, здесь впервые мы видим отчётливо нити хромосом и на их поверхности хромомеры утолщения -узелки, видно что каждая хромосома состоит из двух ниток хроматид, нити свернуты а клубок а свободные концы нити направлены к клеточному центру, следующая стадия называется -зигонема, здесь гаплоидные хромосомы начинают подходить друг к другу и объединятся ,объединяемые участки называются синапсы. При этом объединение начинается с центромерной области хромосом и постепенно переходит к концам теломера, следующая стадия пархинема, наиболее длительная, здесь хромосомы конденсируются, утолщаются и объединение происходит полностью, две объединившийся хромосомы называют бивалентом, каждая из неких имеет даже хроматиды, всего четыре, называют-тетрада.

След стадия Диплонема ещё нет стадии пархинемы между хроматидами начинаются переплетения, их стали называть хиасмы и в диплонеме начинается процесс отталкивания хромосом и в местах хиасм эти хромосомы обмениваются участками-кроссинговер или рекомбинация генетического материала. последняя стадия профазы-диакенез, отталкивание продолжается и они удерживаются друг у другу своими теломерами и выглядят кольцевыми структурами начинаются их путешествия к экватору клетки и переходят на стадию метафазы 1,в этот период в центриоре клеточного центра разошлись к разным полюсам и от них к каждой хромосоме протягивается по одной нити состоящей из тубулиновых молекул. Прикрепление нити идёт в области кинетохора центромеры хромосом. Причём двухроматидная хромосома прикрепляется только родная нить полюса. После чего наступает стадия анафаза 1 , резко изменяется вязкость цитоплазмы, идёт укорочение хромосомных нитей, с помощью моторных двух белков динеина и кинезина хромосомы начинают отходить к разным полюсам.когда хромосомы достигнут полюса наступает стадия телофаза 1 они начинают формировать ядро иногда образуется перегородка но не всегда,то есть происходит цитогенез и клетки вступают в короткое покоящееся состояние, его назвали-интеркинез. Клетки вступают во второе эквационное деление. оно очень напоминает митоз, исчезает ядерная оболочка хромосомы уплотняются, ядрышко растворяется, вновь образуется аппарат деления,после профазы 2 наступает метафаза 2 нити двигавшиеся с разных полюсов толкают хромосомы на экватор но сейчас каждой хромосоме подходят две нити с разных полюсов и прикрепляются кинетохоры. Анафаза 2 центромера расщепляется в продольном неравномерные половинки хромосом хроматид начинают путешествие к разным полюсам. Телофаза два формируются две клетки. На выходе этом клетки имеют гаплоидный набор хромосом n, но по числу нитей ДНК 2с.

Таким образом существуют следующие отличия мейоза от митоза

1. В мейозе два следующих друг за другом деления

2. В профазе 1 осуществляется конъюгация хромосом

3. Профаза 1 происходит рекомбинация ген материала кроссинговер между гомологичными хромосоме

4. В телофазе 1 хромосомы двухроматидные но их число н +4 с и в телофазе 2. н+2с

Гаметогенез

Процесс образования гамет половых клеток. Сперматогенез-мужских клеток, овогенез-образование женских.

Сперматогенез. первичные так называемые промеридианные половые клетки образуются уже у двухмесячного эмбриона это -сперматогонии, они размножаются митотически. Образование зрелых половых клеток начинается только в период созревания около 16 лет. Сперматогонии в семенниках начинают резко увеличиваться в размерах, здесь накапливаются компоненты ДНК , белков, питательных веществ и в этот период роста клетки переходят в стадию сперматоцит 1 порядка, эти клетки диплоидны. Именно они вступают в редукционное мейотическое деление, так называемыми период созревания. После первого мейотического деления образуются два сперматоцита 2 порядка. Оба гаплоидны с двухроматидными хромосомами. Далее наступает эквационное деление мейоза и образуются две сперматиды имеющая гаплоидный набор двухроматидных хромосом. После чего наступает период формирования сперматиды начинают превращаться в сперматозоиды. клетки резко удлиняются ядро клетки, здесь происходит замена белков- гистонов на протамины, ядро кристаллизуется, аппарат Гольджи мигрирует в переднюю часть сперматозоида, в его головку, в акросоме сосредотачиваются ферменты - сперматолизины, это гирал уреридазы и трипсин. выброс этих ферментов растворяет оболочка яйцеклетки и позволяет сперматозоиду проникнуть внутрь яйцеклетки. Митохондрии сосредотачиваются в шейки сперматозоида они дают энергию ему. Нити клеточного центра формируют двигательную часть-хвостовую, сперматозоида.

Овогенез.

образование женских половых клеток. Имеются существенные отличия овогенеза от сперматогенеза. если в мужском организме мейотические деления происходят только во время полового созревания, то в женском они наступают ещё у трехмесячного эмбриона. яичник у трехмесячного женского эмбриона состоит как бы из трёх слоёв -кора и паренхима. В паренхиме начинается мейоз,здесь клетки уже на стадии зигонемы. .У четырехмесячного эмбриона уже на стадии пархинемы и уже перед рождением они находится на стадии диогенеза. У каждой женщины закладывается около 400 клеток они застывают до полового созревания, такая особенность способствуют тому что может появится неверное расхождение хромосом, поэтому считается что наиболее часто аномалии по числу хромосом связано с возрастом женщины. Иная закономерность у мужчин, они начинают продуцировать сперматозоидов до поздней старости. У старых мужчин наблюдаются доминантные мутации.

Первичные клетки называются овогонии. Они делятся митотически, затем они увеличиваются в размерах и превращаются в след стадию ооцит 1 порядка. Он совершает первое редукционное деление и на выходе образуется только один ооцит 2 порядка. туда переходит вся цитоплозма, а строя клетка маленькая-редукционное тельце, содержит только половину ядерного материала, затем происходит второе экваицонное деление и опять процесс повторяется образуется одна овотида где вся цуитоплазма и одно редукуионное тельце. таким образом если из одного сперматогония образуется 4 сперматозоидаюто из одного овогония только одна овотида и три редукционные тельца, которые в дальнейшем дегенерируют. Созревание яйцеклетки связано с запасанием питательных веществ и появлением нескольких оболочек. Прозрачная, образуется за счёт фолликулярных клеток, они покрывают сверху яйцеклетки защищая и питая ещё. У некоторых организмов таких как у стих формируется ещё скорлуповая оболочка.

Эмбриогенез

Развитие эмбриона

Различают следующие типы яйцеклеток у животных

Изолецитальные яйца имеющие мало желтка, к ним относится яйцеклетка человека

Телолецитальные яйца имеют много желтка, например у птиц

Центролецитальные яйца желток находится в центре, например у насекомого

Типы эмбриогенеза:

Личиночный тип у личинки имеются временные провизорные органы,которые во взрослом состоянии исчезают, апример головастик у амфибии

Неличиночный тип, когда много желтка

Внутриутробный, например плацентарный тип у млекопитающих.

Периоды эмбриогенеза:

1 проэмбриональный или прогенез образование половых клеток

Эмбриональный-эмбрион

Постэмбриональный-после рождения относительно человека постнатальный период и даже антенатальный.

Процесс оплодотворения сопровождается восстановлением диплоидной генетической структуры что активирует яйцеклетку к дроблению. Оплодотворённая яйцеклетка называется зигота. Оплодотворение происходит в три стадии. Первая стадия -сближение гамет, вторая -активация яйцеклетки, третья-сингомия –(слияние мужской и женской половой клеток) яйцеклетки и сперсатозоиды вырабатывают особые вещества -гомон, гиногамон-у яйцеклеток и андрогамон-у сперматозоидов. Яйцеклетки выделяют два типа гомон: гиногомон1 активирует движение сперматозоида и гиногамон 2 склеивает сперматозоиды. Сперматозоиды выделяют андрогомон1 который является антагонистом гиногомону1. В акросоме сперматозоида имеются спермализины, с помощью которых сперматозоид проникает в яйцеклетку, сам процесс встречи происходит в фаллопиевых трубах. Здесь сперматозоиды окружают яйцеклетку и наблюдается процесс кручения яйцеклетки. Она начинает выделять вещества активирующие этот процесс и наступает проникновение одного из сперматозоидов внутрь яйцеклетки. После чего сразу наступает кортикальная реакция-образование плотной оболочки, препятствующей проникновению внутрь других сперматозоидов. Ядра яйцеклетки и сперматозоида называют пронуклеусом, наступает сближение пронеуклеусов и их слияние именно это называется зиготой. После чего наступает период дробления. Первая борозда деления проходит от одного полюса к другому, вторая борозда тоже сверху вниз, в результате образуется 4 клетки и третье деление идёт по экватору , образовавшиеся клетки называются бластомеры, так делятся изолицитальные яйца у человека. У яйцеклеток имеющих большой желток деление в основном идёт на верхнем анимальном полюсе, внизу там где яйцеклетка лежит на желтке деления почти нет или они не полные. На стадии ста клеток зародыш называют морула и здесь уже ваидны в человеческом зародыше светлые бластомеры и тёмные бласомеры. Светлые бластомеры образуют трофобласт-эта оболочка питает зародыш, а из тёмной бластомеры-это будущий зародыш. Трофобласт продвигается по фаллопиевым трубам, внедряется в стенку матки и вырастает в неё, далее он расслаивается и образуется полость которая заполняется жидкостью и здесь внутри начинает формироваться зародышу он как бы прикреплён внутри к полости трофобласта. На стадии 128 клеток формируется бластула-представляет собой пузырёк с так называемой бластоцелей куда движутся продукты обмена веществ. Формируется оболочка которая называется -бластодерма. Образование гаструлы здесь этот процесс связан с образованием зародышевых листков из которых в дальнейшем формируется ткани и органы. Сложен процесс перемещения клеток. различные типы яйцеклеток образуют гаструлу различным путём: 1 тип это инвагинация-когда происходит впячивание вовнутрь части оболочки и форсирование двуслойной оболочки экто- и энтодермой. 2 тип-деляминация- бластула и каждая клетка делятся по экватору и образуется два слоя клеток и обрузется экто- и энтодерма. Эпиболия- желток нижние клетки очень крупные а мелкие постоянно делятся и они начинают окружать большие. Кроме того может быть путём иммиграции клеток' некоторые клетки иммигрируют внутрь бластулы и формируют энтодерму. Смешанный тип где есть и процесс инвагинации и эмиграции. След этап образование мезодеров-среднего слоя. Существует 2 способа образования: у беспозвоночных между экто- и энтодермой формируется телобласт,который разрастается и из них формируется третий слой,а у млекопитающих происходит энтероцельно-формируется уши которые отлепляется и этим образования называются целонические мешки-из них образуется целон. Различают два отдела-один около нервной трубки это дорсальнеый отдел,а второй в виде боковой пластинки-центральный отдел. Из эктодермы у человека образуется нервная трубка , эпидермис кожи, потовые сальные железы, эмаль зубов, ногти, волосы ,воспринимающие клетки зрения слуха обоняния. Из энтодермы образуется эпителий ЖКТ дыхательной мочеполовой систем, железы желудка и кишечника, печень ,поджелудочная железа. Из мезодермы образуется мезенхима, соединительная ткань, скопление мезенхимы около нервной трубки в дорсальном отделе даёт три отдела: склеротом-из неё образуется хрящ и кости.2 миотом мышцы скелета. 3 дерматом- образует кожу. В вентральной части мезенхим распадается нём 2 подотдела: нефрогонотом- это органы выделен имя и половые железы.2 спланхнотом-это кровеносная система ,мускулатура кишечника, дыхательная система, частично мочевых путей.

При развитии зародыша образуется временные провизорные органы. У человека зародыш до образования органов называется-эмбрион, а после того как начинают образовываться органы-плодом. Провизорные органы: амнион - окружает зародыш и он плавает в водной среде в этом амнионе, различают два типа организма- амниоты, у которпвх есть амнимя, а вторых анамнии-у них нет амниота, анамнии-их развитие идёт в воде и им не нужная амниотическая водная среда,все те которые вышли на поверхность-это амниоты. Амнион даёт водную среду, защиту, кроме того возможкн обмен веществ,при родах отходят воды амниотической полости. Второй орган это аланторис-мочевой мешок. Он оьразуетсчя из вырочта заднего отдела кишечника,во первых он играет роль пузыря, и частично у НК которых животных через него идёт дыхание. И третий провизорный орган -желточный мешок. У человека желточный мешок-производная спланхнотома и в стенках желточного мешка образуются некоторые ферменты это первмчеый орган кроветворенимя-то есть это орган через которые в зародыш идут питател Еве вещества и снабжение кислородом. У человека желточный мешок вырастает в плаценту, кроме того функцию наружной щародышевой оболочки несёт хорион или ворсинчатая оболочка. она врастает в стенку матки. Место наибольшего развития ворсинок хориона называется плацентой. Плацента сообщается с зародышем пупочным канатиком, где проходят кровеносные сосуды. В плаценте мощная капиллярная система и с кровеносной системой матери через плаценту в кровь плода поступает все что ему нужно, питание и кислород, плацентарное кровообращение. В норме кровь матери плода не смешиваются но при некоторых патология смешивание происходит и в этом случае может наступить иммунологический конфликт, например пи резус несовместимости, когда плод генетически отличается от матери, это приводит к тому что антитела матери начинают уничтожать плода. Как правило рождается ребёнок с дефектами , с нарушением кислородом головного мозга.