Среда, 28 Сентября 2022, 23:16

Биология в лицее

 Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ               

                               Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation 









Вы вошли как Гость | Группа "Гости"Приветствую Вас Гость | RSS | Главная | Гаметогенез | Мой профиль | Регистрация | Выход | Вход

Развитие половых клеток (гаметогенез)

В половых железах развиваются половые клетки — гаметы. Мужские — сперматозоиды в семенниках и женские яйцеклетки, или яйца, — в яичниках. В первом случае путь их развития называют сперматогенезом (от греч. sperma — семя и genosis — происхождение), во втором — овогенезом (от лат. ovum — яйцо и генез).
 
 
В процессе образования зрелых половых клеток — как сперматозоидов, так и яйцеклеток — выделяют ряд стадий. Первая стадия — период размножения, в  котором первичные половые клетки делятся путём митоза, в результате чего увеличивается их количество. При сперматогенезе размножение первичных половых клеток сперматогониев очень интенсивное. Оно начинается с наступления половой зрелости и протекает в течение всего репродуктивного периода времени, когда животное может участвовать в половом размножении, — и постепенно затухает лишь к старости. Размножение женских первичных половых клеток овогониев — у низших позвоночных также продолжается почти всю жизнь. У млекопитающих, в том числе и у человека, эти клетки с наибольшей интенсивностью размножаются лишь во внутриутробном периоде развития плода и сохраняются в состоянии покоя до полового созревания. Установлено, что у человека число овогониев достигает максимальных значений у плода к 5-му месяцу, когда их количество увеличивается до 6—7 млн. После этого происходит селекция клеток на возможные хромосомные нарушения. В результате апоптоза большая часть этих клеток погибает, и к моменту рождения их остаётся около 1 млн, а к половому созреванию не более 300 тыс.
Схема гаметогенеза (ядерные оболочки в соматических клетках и клетках-предшественниках гамет не изображены)
 
Вторая стадия — период роста. У незрелых мужских гамет он выражен слабо, их размеры увеличиваются незначительно. Напротив, будущие яйцеклетки — овоциты — увеличиваются в размерах иногда в сотни, а чаще в тысячи и даже сотни тысяч раз. У одних животных овоциты растут очень быстро — в течение нескольких дней или недель, а у других видов их рост продолжается месяцы и даже годы. Рост овоцитов осуществляется за счёт веществ, образуемых другими клетками организма. Например, у рыб, амфибий и в большей степени у рептилий и птиц основную массу яйца составляет желток. Он синтезируется в печени, в особой растворимой форме переносится кровью в яичник, проникает в растущие овоциты и откладывается там в виде желточных гранул, одетых пограничной мембраной. Кроме того, в самой будущей половой клетке синтезируются многочисленные белки и большое количество разнообразных РНК транспортных, рибосомальных и информационных.
 
Не более трети синтезируемых в этот период в клетке иРНК используются в процессе овогенеза. На остальных молекулах процесс трансляции, обеспечивающий образование белковых молекул, начинается лишь после оплодотворения. До этого времени молекулы информационных и других видов РНК сохраняются заблокированными специальными белками. Эти устойчивые рибонуклеопротеидные комплексы получили название информосом.
 
Значение таких образований заключается в осуществлении как минимум двух процессов. Во-первых, иРНК используются для обеспечения процессов биосинтеза на ранних этапах развития зародыша (во время дробления), когда собственная наследственная информация его клеток не используется. Во-вторых, часть информосом содержит регуляторные белки, РНК и рибонуклеопротеиды, определяющие впоследствии направления и пути дифференцировки клеток зародыша. Например, в яйцеклетках многих видов животных, как беспозвоночных, так и хордовых, обнаружены особые гранулы, которые при делении клеток зародыша оказываются только в предшественниках половых клеток гоноцитах. Локальное разрушение макромолекул этих гранул ультрафиолетовым излучением делает организм бесплодным — у него не образуется половых клеток.
 
Необходимо отметить, что распределение информосом по цитоплазме будущей яйцеклетки процесс закономерный. Особенно отчётливо это проявляется в так называемых мозаичных яйцеклетках у амфибий или дрозофил. В яйцеклетках других групп животных чётких градиентов цитоплазматических детерминант не обнаружено. Такие яйцеклетки получили название регуляционных. Помимо регуляторов цитоплазматического расположения, учёные предполагают и внутримембранные комплексы веществ, определяющих полярность яйцеклетки и обусловливающих неодинаковый электрический заряд разных участков цитоплазматической мембраны.
 
В интерфазе-I, периоде роста, предшествующем первому делению периода созревания — мейоза, происходит редупликация ДНК. Следующая стадия — период созревания, или мейоз.

Надо отметить, что завершение роста, особенно при овогенезе, накладывается на начало процесса созревания - профазу первого мейотического деления. Клетки, вступающие в период созревания, содержат диплоидный набор хромосом и удвоенное количество ДНК (2n4c). В процессе полового размножения у организмов любого вида из поколения в поколение сохраняется свойственное ему число хромосом. Это достигается тем, что перед слиянием половых клеток — оплодотворением — в процессе созревания в них уменьшается (редуцируется) число хромосом, т. е. из диплоидного набора (2n) образуется гаплоидный (1n).

На заключительной стадии гаметогенеза — в периоде формирования происходит приобретение клетками определённой формы и размеров, соответствующих их специфической функции. Женские половые клетки покрываются оболочками и готовы к оплодотворению непосредственно после завершения мейоза, а часто и до полного его окончания.

Схема строения яйцеклетки

Во многих случаях, например у пресмыкающихся и птиц, за счёт деятельности клеток, окружающих яйцеклетку, вокруг неё возникает ряд дополнительных оболочек. Их функция заключается в защите яйцеклетки и развивающегося зародыша от внешних неблагоприятных воздействий. Через наружные оболочки внутрь свободно проникает воздух, но вирусы и бактерии, в особенности через оболочки птичьих яиц, не проходят.

У особей женского пола вследствие неравномерных делений цитоплазмы в процессе мейоза лишь из одной клетки получается жизнеспособное яйцо. Три другие дочерние клетки гораздо мельче, они превращаются в так называемые редукционные, или направительные, тельца, вскоре погибающие.

Биологический смысл образования только одной яйцеклетки и гибели трёх полноценных (с генетической точки зрения) редукционных телец обусловлен необходимостью сохранения в одной клетке всех запасных питательных веществ, которые понадобятся для развития будущего зародыша.

   

В зависимости от количества желтка в яйцеклетке женские гаметы подразделяют на ряд типов. У ланцетника желтка мало, и он практически равномерно распределяется по всей цитоплазме. У амфибий желтка больше, а у рептилий и птиц его очень много, и он сконцентрирован у одного из полюсов клетки - вегетативного (питающего). Другой полюс, где желтка мало, несёт ядро клетки и называется анимальным (от лат. animalis - животное).

У особей мужского пола все четыре гаплоидные клетки, образовавшиеся в результате мейоза, в дальнейшем дают начало гаметам — сперматозоидам.

Функция сперматозоидов состоит в доставке в яйцеклетку генетической информации и стимуляции её развития. В связи с этим после завершения мейоза половая клетка подвергается и глубокой перестройке. Аппарат Гольджи располагается на переднем конце головки, преобразуясь в конце вое тельце — акросому, выделяющую ферменты, растворяющие мембрану яйца. Ферментный набор акросомы видоспецифичен и, как правило, не может обеспечить проникновение сперматозоида в яйцеклетку представителя другого вида. Митохондрии компактно упаковываются вокруг появившегося жгутика, образуя шейку. Сформированный сперматозоид содержит также центриоль.

Период формирования при сперматогенезе

   

Сперматозоиды животных, относящихся к другим классам, могут иметь иные особенности строения в отдельных деталях, однако общий принцип организации у них един. Спермии растительных организмов, как и сперматозоиды у животных, содержат очень мало цитоплазмы.

< Предыдущая страница "Половое размножение"

Следующая страница "Мейоз" >

Меню сайта

Календарь

«  Сентябрь 2022  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Наш опрос

Как часто вы посещаете сайт "Биология в лицее"?
Всего ответов: 11342

Мини-чат



Поиск