BIO_-_vsyo

Профаза II. Не отличается существенно от профазы митоза. Хромосомы видны в световой микроскоп в виде тонких нитей.

Метафаза II. В каждой из дочерних клеток формируется веретено деления. Хромосомы располагаются в экваториальных плоскостях гаплоидных клеток независимо друг от друга. Эти экваториальные плоскости могут лежать в одной плоскости, могут быть параллельны друг другу или взаимно перпендикулярны.

Анафаза II. Хромосомы разделяются на хроматиды (как при митозе). Получившиеся однохроматидные хромосомы в составе анафазных групп перемещаются к полюсам клеток.

Телофаза II. Однохроматидные хромосомы полностью переместились к полюсам клетки, формируются ядра. Содержание ДНК в каждой из клеток становится минимальным и составляет 1с.

67. Гаметогенез и его этапы. Сравнение овогенеза и сперматогенеза.

Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Протекает он в половых железах (в яичниках у самок и в семенниках у самцов). Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза. У особей мужского пола возникают мужские половые клетки (сперматозоиды), процесс образования которых называется сперматогенезом.

Стадии гаметогенеза 1. Стадия размножения.

Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и овогониями соответственно.

Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c.

На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает.

Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме. Размножение овогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде.

2. Стадия роста.

Kлетки увеличиваются в размерах(за счет увеличения объема цитоплазмы) и превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка (последние достигают особенно

больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул).

Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза.

Важное событие этого периода — репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания.

Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз.

После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — сперматиды и зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют.

Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре сперматиды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца.

4. Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе).

В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые

становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

Отмеченные выше различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации). Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

Центральное событие в процессе гаметогенеза — редукция диплоидного набора хромосом (в ходе мейоза) и формирование гаплоидных гамет.

68. Закономерности сперматогенеза у млекопитающих и человека.(схема

67)

Последовательные стадии развития сперматозоидов получили название сперматогенеза.

1. Стадия размножения.

Клетки, из которых в последующем образуются мужские гаметы, называются сперматогониями. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c.

На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает.

Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме.

2. Стадия роста.

Kлетки увеличиваются в размерах (за счет увеличения объема цитоплазмы) и превращаются в сперматоциты I порядка Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза.

Важное событие этого периода — репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания.

Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз.

После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — сперматиды (с формулой nc) . Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре сперматиды (с формулой nc),

4. Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе).

Конечный этап в сперматогенезе связан с дифференциацией, которая заканчивается тем, что каждый из сравнительно больших, сферических неподвижных сперматидов превращается в небольшой вытянутый подвижный сперматозоид (с формулой nc). Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

Каждый сперматозоид человека состоит из трех отделов — головки, средней части и хвоста. В головке сперматозоида располагается ядро. В нем содержится гаплоидный набор хромосом. Головка снабжена акросомой, которая содержит литические ферменты, необходимые сперматозоиду для вступления в яйцеклетку. В головке локализуется также две центриоли — проксимальная, которая побуждает деление оплодотворенной сперматозоидом яйцеклетки, и дистальная, которая дает начало аксимальному стержню хвоста. В средней части сперматозоида располагаются базальное тельце хвоста и митохондрии. Хвост (отросток) сперматозоида образован внутренним аксимальным стержнем и внешним футляром, имеющим цитоплазматическое происхождение. Сперматозоиды человека характеризуются значительной подвижностью.

Различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации). Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

69. Закономерности овогенеза у млекопитающих и человека. (Схема.67)

Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза. Он протекает он в половых железах (в яичниках у самок). Его функциями являются обеспечение гаплоидного набора хромосом в ядре яйцеклетки и обеспечение питательных потребностей зиготы

Стадии овогенеза

1.Стадия размножения.

Первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Размножение оогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде.

2. Стадия роста.

количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

70. Оплодотворение, его формы и биологическая функция. Моно- и полиспермия.

Оплодотворение-это процесс объединения мужской и женской гамет, который приводит к формированию зиготы и последующему развитию нового организма. В процессе оплодотворения происходит установление диплоидного набора хромосом в зиготе, что определяет выдающееся биологическое значение этого процесса.

Взависимости от видовой принадлежности организмов у животных, размножающихся половым путем, различают наружное и внутреннее оплодотворение.

Наружное оплодотворение происходит в окружающей среде, в которую поступают мужские и женские половые клетки. Например, наружным является оплодотворение у рыб. Выделяемые ими мужские (молока) и женские (икра) половые клетки поступают в воду, где и происходит их «встреча» и объединение.

Внутреннее оплодотворение обеспечивается переносом сперматозоидов из мужского организма в женский в результате полового акта. Такое оплодотворение встречается у млекопитающих, причем центральным моментом здесь является исход встречи между половыми клетками. Считают, что в яйцеклетку этих животных проникает ядерное содержимое лишь одного сперматозоида. Что касается цитоплазмы сперматозоида, то у одних животных она поступает в яйцеклетку в небольшом количестве, у других совсем не поступает в яйцеклетку.

У человека оплодотворение происходит в верхней части фаллопиевой трубы, причем в оплодотворении, как и у других млекопитающих, участвует лишь один сперматозоид, ядерное содержимое которого поступает в яйцеклетку. Иногда в фаллопиевой трубе может оказаться не одна, а две или более яйцеклеток, в результате чего возможно рождение двоен, троен и т. д.

Врезультате оплодотворения в оплодотворенной яйцеклетке восстанавливается диплоидный набор хромосом. Яйцеклетки способны к оплодотворению в течение примерно 24 часов после овуляции, тогда как оплодотворяющая способность сперматозоидов сохраняется до 48 часов.

Взависимости от количества особей, принимающих участие в половом размножении, различают: -перекрестное оплодотворение-оплодотворение, в котором принимают участие гаметы, образованные разными организмами -самооплодотворение-оплодотворение, при котором сливаются гаметы, образованные одним и тем же организмом (ленточные черви).

Существует два типа оплодотворения: моно- и полиспермия.

При моноспермии благодаря особым механизмам в яйцеклетку проникает лишь один сперматозоид. Этот вид оплодотворения широко распространен у животных с наружным осеменением, хотя свойствен также и млекопитающим.

При полиспермии в яйцеклетку проникает до нескольких десятков сперматозоидов, однако ядро только одного из них соединяется с женским пронуклеусом, остальные посредством специальных механизмов исключаются из развития. Этот тип оплодотворения присущ животным с внутренним осеменением (членистоногие, моллюски, хордовые). Оболочка яйцеклетки насекомых и многих рыб содержит отверстия, через которые сперматозоиды проникают в яйцеклетку. У млекопитающих такие отверстия отсутствуют, и, чтобы достигнуть ооплазмы, сперматозоиды должны пройти через толщу оболочек. Для этого у сперматозоида имеются специальные органеллы-акросомы, располагающиеся на вершине его головки. Погрузившись в ооплазму, головка сперматозоида ориентируется в глубь яйцеклетки и претерпевает сложные изменения. При этом его ядро постепенно преобразуется в мужской пронуклеус. Эти преобразования идут одновременно с формированием женского пронуклеуса. Мужской и женский пронуклеусы сближаются в центре яйцеклетки и затем сливаются, образуя единое ядро зиготы. На этом

+Вещ-ва для уничтожения прод вне клетки +Сигнальные вещ-ва (цитокинов и тд…)

МОНОЦИТЫ и МАКРОФАГИ – Антигенпредставл кл (АПК) Представляют антигены-презентац антигенов в компл с МНС (главн комп гистосовместим) Т-клетками.

ДЕНДРИТНЫЕ кл-с отростками.

-захват, затем процессинг антигена

-презентац антигенов Т-лимфоцитам (гл АПК)

-костимулирующие сигналы Т-лимф

-др. функц-регуляц созревания Т-лимф в тимусе

БАЗОФИЛЫ(тучн кл) – Синтез и секреция медиаторов воспаления(гистамин, простагландин, гепарин…) Вызыв аллергич реакц, несут на поверхн рецепторы к иммуноглобулинам Е и Fe

ЭОЗИНОФИЛЫ – антителзависимое цитотоксическое вещ-во(действ в отношении личинок гельминтов) Уч в аллергич реакции, несут рецепторы к иммуноглобулинам Е и

Fe

NK-клетки (норм киллеры)-лимфоциты. Уничтожают кл опухолей и инфицированные вирусами. Цитотоксич действие-без апоптоза в отлич от Т и В лимфоцитов. Не имеют антиген спецефич рецепторов. Убивают кл, лишившиеся MHCl. Проявл антителзависимую кл цитотоксичность (связ «хвост» антитела с помощбю Fe рец и убивают кл с кот это антитело взаимодействует).

73. Т-лимфоциты – клеточные факторы приобретенного клеточного иммунитета.

Термин клеточный иммунитет используется для описания такого противоинфекционного или противоопухолевого иммунного ответа, в котором антителам принадлежит не ведущая, а вспомогательная роль.

Основу клеточного иммунитета составляют лимфоциты, которые для своего созревания переселяются из костного мозга в другой центральный орган лимфоидной системы - тимус (вилочковая железа). Эта ветвь лимфоцитов получила название тимус-зависимые, или Т-лимфоциты.

Т-лимфоциты выполняют следующие функции:

– являются основными эффекторами клеточного иммунитета (эти клетки опосредуют клеточные цитотоксические реакции, а также реакции ГЗТ);

–являются регуляторами воспаления, иммунных реакций и гемопоэза;

–участвуют в процессах репаративной и физиологической регенерации различных тканей. В организме человека Т-лимфоциты многократно покидают лимфоидные органы, попадая сначала в лимфу, затем в кровь, а из крови снова возвращаются в органы. За свою жизнь лимфоцит может проходить более 100 километров. Благодаря интенсивной циркуляции, лимфоциты, когда в них возникает потребность, быстро появляются в "горячих точках".

В тимусе формируются разные виды Т-клеток.

1.некоторые Т-лимфоциты обладают способностью разрушать клетки, содержащие чужеродный антиген, их назвали цитотоксическими или "киллерами".

2.другая разновидность лимфоцитов - Т-хелперы - первыми распознают чужеродные вещества. Т-хелперы не способны вырабатывать антитела и убивать клетки-мишени, но, распознавая чужеродный антиген, они реагируют на него выработкой различных факторов, которые необходимы для размножения и созревания В-клеток и Т-киллеров. Именно Т-хелперы распознают антигены и влияют на деятельность других типов Т- клеток, оказывают помощь В-клеткам в образовании антител. По их командам иммунная система направляет Т-лимфоцитов-киллеров, задача которых убивать зараженные клетки. 3.существуют еще Т-супрессоры, которые подавляют активность иммунного ответа, когда необходимость в нем отпадает. Если иммунные клетки будут продолжать работать, то

будут поражаться собственные здоровые клетки организма, что приведет к развитию различных болезней (их называют аутоиммунными).

74. В-лимфоциты – клеточные факторы приобретенного гуморального иммунитета.

Приобретенный иммунитет:

•Т и В лимфоц

•MHC (у чел HLA)

•Антитела

•Клеточный и Гуморальный иммунный ответ

В-лимфоциты-гуморальный иммун. Распознание нерасщепл антигенов. Наивные В-лимф. Плазматические В-кл памяти-вторичный иммунитет.

Отличия Т- и В-лимфоцитов:

-по месту антигеннезависим дифференц: Т-лимфоциты в тимусе, В-лимфоциты в лимфоидной ткани других органов.

-по выполняемым функциям: Т-лимфоциты обеспечивают преимущественно клеточный иммунитет, В-лимфоциты – гуморальный иммунитет. Функционально Т- и В-клетки делят

на субпопуляции. Среди Т-лимфоцитов выделяют Тх (хелперы) – активируют эффекторные клетки, Тк (киллеры) – эффекторные цитотоксические клетки, Тс (супрессоры) – подавляют иммунный ответ, Т-лимфоциты памяти.

В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, вырабатывающие иммуноглобулины (антитела) и в клетки памяти, несущие информацию о встрече с какимлибо антигеном.

-по содержанию в крови: Т-лимфоцитов – 70-80%, В-лимфоцитов — 10-20%.

Функция лимфоцитов:

1) участие и обеспечение иммунных реакций.

В-лимфоциты проходят предварительную обработку в печени и костном мозге. Существуют два важных различия между В- и Т-лимфоцитами.

- Во-первых, В-лимфоциты активно секретируют реактивные агенты, называемые антителами, в отличие от Т-лимфоцитов, реагирующих с антигеном непосредственно. Антитела — это крупные белковые молекулы, способные соединяться с антигенной субстанцией и разрушать ее.

- Во-вторых, разнообразие В-лимфоцитов выражено больше, чем у Т-лимфоцитов, т.е. формируются миллионы типов В-лимфоцитарных антител с разными специфическими реактивностями.

РАЗДЕЛ 2

1. Уровни организации генетического аппарата клетки (геном, генотип, кариотип).

ГЕНОМ-общ протяж-ть ДНК в гаплоидном наборе хр-м. Термин «геном» был предлож Г. Винклером в 1920 г. для опис-я совокуп-ти генов, заключ-х в гапл-м наборе хр-м орг-в одного биологич-го вида. Первонач смысл этого термина указ на то, что понятие генома в отличие от генотипа явл генетич-й характер-кой вида в целом, а не отдел-й особи. С развем молекул-й генетики знач-е данного термина измен-сь. Генотип — совокупн-ть генов данного орг-ма, к-ая, в отличие от понятий генома и генофонда, характериз особь, а не вид. Вместе с факторами внешн среды генотип определ фенотип орг-ма. Фенотип и генотип различ-ся: 1- по ист-ку инф-ции (генотип определ-ся при изучении ДНК особи, фенотип регистрир-ся при наблюдении внешн вида орг-ма). 2- Генотип не всегда соотв одному и тому же фенотипу.Нек-ые гены проявл-ся в фенотипе только в определ-х усл-ях. Кариотип –совок-ть призн-в (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хр-м, присущая кл-кам данного биологич-го вида (видовой кариотип), данного организма

(индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток.

2. Структура ДНК. Модель Дж. Уотсона и Ф. Крика.

ДНК – дезоксирибонуклеин к-та – биологич макромолекула, носитель генетич-й инф-ции во всех эукариотич-х кл-ках. Трехмерн модель пространств-го строения двухцепочечной ДНК была описана в 1953 г. Дж. Уотсоном и Френсисом Криком. Согласно этой модели мол-ла ДНК сост из двух полинуклеотидных цепей, к-рые образ правую спираль (винтовую линию) относительно одной и той же оси. Направл-е цепей взаимно противоположное. Структура ДНК – полимер, структурной единицей которого является нуклеотид (сост из: азот-го основ-я: пуринового – аденин (А) или гуанин (Г) или пиримидинового – цитозин (Ц) или тимин (Т); углевода дезоксирибозы (пятиуглер-е сахарное кольцо); остатка фосф-ой к-ты(НРО3*). Сахарофосфатный остов располаг по периферии двойной спирали, а азотистые основ-я наход-ся внутри и их плоскости перпендикулярны оси спирали. Между основ-ями образ-ся специфич-е водор связи, в резте чего осуществл-ся так называемое уотсон–криковское спарив-е. Аденин всегда образ водор связи с тимином, а гуанин с цитозином. Такая законом-ть назыв комплементтью (определ последов-ть оснований в противопол-х цепях ДНК. Данная законом-ть очень важна для репликации ДНК.

3. Самовоспроизведение наследственного материала. Репликация ДНК.

Репликация ДНК-самоудв-е мол-л ДНК,к-ое обычно происх перед дел-ем кл-ки. Во время репликацииматер мол-ла раскручив, и комплемент нити её разъедин(образ репликативн вилка) Формир-е репликат вилки происх под дей-ем ферментов геликазы и топоизомеразы. Геликаза разрыв водор связи между комплемент-ными нуклеотидами и разъедин нити, топоизомераза сним напряж-е, возникающее при этом в мол-ле. Одиночн нити матер мол-лы служат матрицами для синтеза дочерних комплемент-х нитей. С одиночн нитями связыв SSB-белки(дестабилизирующие белки),к-ые не дают им соедин в двойн спираль. В рез-те репликации образ две одинак мол-лы ДНК,полностью повторяющие матер мол-лу. При этом кажд нов мол-ла сост из одной нов и одной стар цепи. Комплемент нити мол-лы ДНК антипараллельны. Наращив-е полинуклеотидной цепи всегда происх в направл от 5' конца к 3' концу. Вследствие этого одна нить лидирующ (3' конец в основании репликативной вилки), а другая - запаздывающая (5' конец в основании вилки) и поэтому строится из фрагменьов Оказаки, растущих от 5' к 3' концу. Фрагменты Оказаки – это участки ДНК, которые у эукариот имеют длину 100-200 нуклеотидов, у прокариот – 1000-2000 нуклеотидов.

Синтез цепи ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. Она наращив дочерн цепь, присоединяя к её 3' концу нуклеотиды, комплементарные нуклеотидам материнской цепи. Особ-ть ДНК-полимеразы сост в том, что она не может начать работу на «пустом месте», не имея 3' конца дочерней нити. Поэтому синтез лидирующей нити и синтез каждого фрагмента Оказаки начинает фермент праймаза. Это разновидность РНК-полимеразы. Праймаза способна начать синтез новой полинуклеотидной цепи с соедин-я двух нуклеотидов. Праймаза синтезирует из РНК-нуклеотидов короткие затравки - праймеры. Их длина около 10 нуклеотидов. К 3' концу праймера ДНК полимераза начин присоединять ДНК-нуклеотиды.

Фермент экзонуклеаза удал праймеры. ДНК-полимераза достраивает фрагменты Оказаки, фермент лигаза сшивает их.