เครื่องหมายของพยาธิสภาพของโครโมโซม โครงสร้างทางสัณฐานวิทยาของโครโมโซม
คำว่าโครโมโซมถูกเสนอครั้งแรกโดย V. เป็นการยากมากที่จะระบุร่างกายของโครโมโซมในนิวเคลียสของเซลล์ระหว่างเฟสโดยใช้วิธีการทางสัณฐานวิทยา โครโมโซมเองที่มีลักษณะชัดเจน หนาแน่น และมองเห็นได้ชัดเจนในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ถูกเปิดเผยก่อนการแบ่งเซลล์ไม่นาน
แชร์งานบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก
หากงานนี้ไม่เหมาะกับคุณ มีรายการผลงานที่คล้ายกันที่ด้านล่างของหน้า คุณยังสามารถใช้ปุ่มค้นหา
บรรยาย #6
โครโมโซม
โครโมโซมเป็นโครงสร้างการสืบพันธุ์อัตโนมัติที่ทำงานหลักของนิวเคลียสซึ่ง DNA มีความเข้มข้นและสัมพันธ์กับหน้าที่ของนิวเคลียส คำว่า "โครโมโซม" ถูกเสนอครั้งแรกโดย W. Waldeyer ในปี 1888
เป็นการยากมากที่จะระบุโครโมโซมในนิวเคลียสของเซลล์ระหว่างเฟสโดยใช้วิธีการทางสัณฐานวิทยา โครโมโซมที่เหมาะสม เช่น วัตถุที่ชัดเจน หนาแน่น และมองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ถูกเปิดเผยก่อนการแบ่งเซลล์ไม่นาน ในเฟสของตัวมันเอง โครโมโซมจะไม่ถูกมองว่าเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่น เนื่องจากพวกมันอยู่ในสถานะคลายตัวและไม่ควบแน่น
จำนวนและสัณฐานวิทยาของโครโมโซม
จำนวนโครโมโซมจะคงที่สำหรับทุกเซลล์ของสัตว์หรือพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง แต่มีความแตกต่างกันอย่างมากในวัตถุที่แตกต่างกัน ไม่เกี่ยวข้องกับระดับการจัดระเบียบของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์อาจมีโครโมโซมจำนวนมาก ในขณะที่สิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระเบียบสูงอาจมีโครโมโซมน้อยกว่ามาก ตัวอย่างเช่น ในเรดิโอลาเรียนบางตัว จำนวนโครโมโซมถึง 1,000-1600 เจ้าของสถิติในหมู่พืชในแง่ของจำนวนโครโมโซม (ประมาณ 500) คือเฟิร์นหญ้า 308 โครโมโซมในต้นหม่อน ให้เรายกตัวอย่างเนื้อหาเชิงปริมาณของโครโมโซมในสิ่งมีชีวิตบางชนิด: กั้ง - 196, มนุษย์ - 46, ชิมแปนซี - 48, ข้าวสาลีอ่อน - 42, มันฝรั่ง - 18, แมลงหวี่ - 8, แมลงวัน - 12. จำนวนโครโมโซมที่น้อยที่สุด (2 ) พบได้ในกลุ่มพยาธิตัวกลมชนิดหนึ่ง พืชผสม haplopapus มีโครโมโซมเพียง 4 ตัวเท่านั้น
ขนาดของโครโมโซมในสิ่งมีชีวิตต่างๆ แตกต่างกันอย่างมาก ดังนั้นความยาวของโครโมโซมอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 0.2 ถึง 50 ไมครอน โครโมโซมที่เล็กที่สุดพบได้ในโปรโตซัว เชื้อรา สาหร่าย โครโมโซมขนาดเล็กมากในลินินและกกทะเล มีขนาดเล็กมากจนแทบมองไม่เห็นในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง โครโมโซมที่ยาวที่สุดพบได้ในแมลงออร์ทอปเทอรันบางชนิด ในสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและในดอกลิลลี่ ความยาวของโครโมโซมของมนุษย์อยู่ในช่วง 1.5-10 ไมครอน ความหนาของโครโมโซมอยู่ในช่วง 0.2 ถึง 2 ไมครอน
สัณฐานวิทยาของโครโมโซมควรศึกษาในช่วงเวลาที่มีการควบแน่นมากที่สุด ในเมตาเฟสและตอนเริ่มต้นของแอนนาเฟส โครโมโซมของสัตว์และพืชในสถานะนี้เป็นโครงสร้างรูปแท่งที่มีความยาวต่างกันและมีความหนาค่อนข้างคงที่ โครโมโซมส่วนใหญ่สามารถหาโซนได้ง่ายการหดตัวเบื้องต้นที่แบ่งโครโมโซมออกเป็นสองส่วนไหล่ . ในพื้นที่ของการหดตัวหลักตั้งอยู่ centromere หรือ kinetochore . มีลักษณะเป็นแผ่นคล้ายจาน มันเชื่อมต่อกันด้วยเส้นใยบาง ๆ กับร่างกายของโครโมโซมในบริเวณที่มีการหดตัว kinetochore เข้าใจได้ไม่ดีทั้งในด้านโครงสร้างและการทำงาน ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นหนึ่งในศูนย์กลางของการเกิดพอลิเมอร์ของทูบูลิน การรวมกลุ่มของไมโครทูบูลของแกนไมโทติคจะงอกออกมาจากมัน มุ่งสู่เซนทริโอล กลุ่มไมโครทูบูลเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโครโมโซมไปยังขั้วของเซลล์ระหว่างการแบ่งเซลล์ โครโมโซมบางตัวมีการหดตัวรอง. หลังมักจะอยู่ใกล้กับส่วนปลายของโครโมโซมและแยกพื้นที่ขนาดเล็ก -ดาวเทียม . ขนาดและรูปร่างของดาวเทียมจะคงที่สำหรับโครโมโซมแต่ละตัว ขนาดและความยาวของข้อต่อรองก็ค่อนข้างคงที่เช่นกัน ข้อ จำกัด รองบางส่วนเป็นส่วนเฉพาะของโครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของนิวเคลียส (ตัวจัดระเบียบนิวเคลียส) ส่วนที่เหลือไม่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของนิวเคลียสและไม่เข้าใจบทบาทหน้าที่ของพวกมันอย่างสมบูรณ์ แขนของโครโมโซมสิ้นสุดในส่วนปลาย -เทโลเมียร์ ปลายเทโลเมอร์ของโครโมโซมไม่สามารถเชื่อมต่อกับโครโมโซมอื่นหรือชิ้นส่วนของโครโมโซมได้ ตรงกันข้ามกับปลายของโครโมโซมที่ไม่มีบริเวณเทโลเมอร์ (อันเป็นผลมาจากการแตกหัก) ซึ่งสามารถเชื่อมกับปลายที่แตกของโครโมโซมอื่นได้
ตามที่ตั้งของการหดตัวหลัก (centromere) มีความแตกต่างดังต่อไปนี้ประเภทของโครโมโซม:
1. metacentric- centromere ตั้งอยู่ตรงกลางแขนมีความยาวเท่ากันหรือเกือบเท่ากันใน metaphase จะได้รับรูปตัววี;
2. submetacentric- การหดตัวเบื้องต้นเลื่อนไปที่เสาข้างหนึ่งเล็กน้อย ไหล่ข้างหนึ่งยาวกว่าอีกข้างเล็กน้อย ในเมตาเฟสจะมีรูปตัว L;
3. acrocentric- เซนโทรเมียร์เลื่อนไปที่ขั้วหนึ่งอย่างแรง แขนข้างหนึ่งยาวกว่าอีกข้างมาก ไม่โค้งงอในเมตาเฟสและมีรูปร่างเป็นแท่ง
4. telocentric- centromere ตั้งอยู่ที่ส่วนท้ายของโครโมโซม แต่ไม่พบโครโมโซมดังกล่าวในธรรมชาติ
โดยปกติโครโมโซมแต่ละโครโมโซมจะมีเซนโตรเมียร์เพียงอันเดียว (โครโมโซมแบบโมโนเซนทริค) แต่โครโมโซมอาจเกิดขึ้นได้ dicentric (มีเซนโตรเมียร์ 2 ตัว) และpolycentric(มีเซนโตรเมียร์หลายตัว)
มีสปีชีส์ (เช่น sedges) ซึ่งโครโมโซมไม่มีบริเวณ centromeric ที่มองเห็นได้ (โครโมโซมที่มี centromeres กระจายอยู่) เรียกว่าศูนย์กลาง และไม่สามารถเคลื่อนไหวตามคำสั่งระหว่างการแบ่งเซลล์ได้
องค์ประกอบทางเคมีของโครโมโซม
องค์ประกอบหลักของโครโมโซมคือ DNA และโปรตีนพื้นฐาน (ฮิสโตน) ดีเอ็นเอคอมเพล็กซ์ที่มีฮิสโตนดีออกซีไรโบนิวคลีโอโปรตีน(DNP) - คิดเป็นประมาณ 90% ของมวลของโครโมโซมทั้งสองที่แยกได้จากนิวเคลียสระหว่างเฟสและโครโมโซมของเซลล์ที่แบ่ง เนื้อหาของ DNP เป็นค่าคงที่สำหรับโครโมโซมแต่ละชนิดของสิ่งมีชีวิตที่กำหนด
จาก ส่วนประกอบแร่แคลเซียมและแมกนีเซียมไอออน ซึ่งทำให้โครโมโซมเป็นพลาสติก มีความสำคัญมากที่สุด และการกำจัดออกทำให้โครโมโซมเปราะบางมาก
โครงสร้างพื้นฐาน
โครโมโซมไมโทติคแต่ละโครโมโซมปกคลุมอยู่ด้านบนเม็ด . ข้างในคือเมทริกซ์ ซึ่งมีเกลียว DNP อยู่หนา 4-10 นาโนเมตร
เส้นใยเบื้องต้นของ DNP เป็นหลัก ส่วนประกอบซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างของโครโมโซมไมโทติคและไมโอติก ดังนั้น เพื่อให้เข้าใจโครงสร้างของโครโมโซมดังกล่าว จึงจำเป็นต้องรู้ว่าหน่วยเหล่านี้จัดอยู่ในโครโมโซมที่มีขนาดกะทัดรัดอย่างไร การศึกษาโครงสร้างพื้นฐานของโครโมโซมอย่างเข้มข้นเริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1950 ซึ่งเกี่ยวข้องกับการนำกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเข้าสู่เซลล์วิทยา มี 2 สมมติฐานสำหรับการจัดโครโมโซม
หนึ่ง). Uninemnaya สมมติฐานระบุว่ามีโมเลกุล DNP แบบสองสายเพียงตัวเดียวในโครโมโซม สมมติฐานนี้มีการยืนยันทางสัณฐานวิทยา autoradiographic ชีวเคมีและพันธุกรรมซึ่งทำให้มุมมองนี้เป็นที่นิยมมากที่สุดในปัจจุบันเนื่องจากได้รับการพิสูจน์อย่างน้อยสำหรับวัตถุจำนวนหนึ่ง (แมลงหวี่, เชื้อรายีสต์)
2). Polynemic สมมติฐานคือโมเลกุล DNP ที่มีเกลียวคู่หลายตัวรวมกันเป็นมัด -ความอ่อนแอ และในทางกลับกันโครโมโซม 2-4 อันบิดเป็นโครโมโซม การสังเกตโครโมโซมพหุโครโมโซมเกือบทั้งหมดทำโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงกับวัตถุทางพฤกษศาสตร์ที่มีโครโมโซมขนาดใหญ่ (ดอกลิลลี่ หัวหอมต่างๆ ถั่ว การค้าขาย ดอกโบตั๋น) เป็นไปได้ว่าปรากฏการณ์ของพหุนีมีที่สังเกตพบในเซลล์ของพืชชั้นสูงนั้นเป็นลักษณะเฉพาะของวัตถุเหล่านี้เท่านั้น
ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้หลายอย่าง หลักการต่างกัน โครงสร้างองค์กรโครโมโซมของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต
ในเซลล์ระหว่างเฟส โครโมโซมหลายส่วนจะถูกขับออกจากกันซึ่งสัมพันธ์กับการทำงานของพวกมัน เรียกว่ายูโครมาติน เป็นที่เชื่อกันว่าบริเวณยูโครมาติกของโครโมโซมมีการใช้งานและมียีนที่ซับซ้อนทั้งหมดของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิต ยูโครมาตินพบได้ในรูปของเม็ดละเอียดหรือไม่สามารถแยกแยะได้เลยในนิวเคลียสของเซลล์ระหว่างเฟส
ระหว่างการเปลี่ยนเซลล์จากไมโทซิสไปเป็นเฟส โครโมโซมบางโซนหรือแม้แต่โครโมโซมทั้งหมดยังคงมีขนาดกะทัดรัด บิดเป็นเกลียว และเปื้อนได้ดี โซนเหล่านี้เรียกว่าเฮเทอโรโครมาติ . มีอยู่ในเซลล์ในรูปของเมล็ดพืชขนาดใหญ่, ก้อน, สะเก็ด. ภูมิภาคเฮเทอโรโครมาติกมักจะอยู่ในบริเวณเทโลเมอร์, เซนโทรเมอริก และปรินิวคลีโอลาร์ของโครโมโซม แต่อาจเป็นส่วนหนึ่งของพวกมันด้วย ชิ้นส่วนภายใน. การสูญเสียส่วนสำคัญของโครโมโซมส่วนต่าง ๆ ที่มีนัยสำคัญไม่ได้นำไปสู่การตายของเซลล์ เนื่องจากพวกมันไม่ทำงานและยีนของพวกมันไม่ทำงานชั่วคราวหรือถาวร
เมทริกซ์เป็นส่วนประกอบของโครโมโซมไมโทติคของพืชและสัตว์ซึ่งปล่อยออกมาในระหว่างการกำจัดโครโมโซมและประกอบด้วยโครงสร้างไฟบริลลาร์และเม็ดละเอียดของธรรมชาติไรโบนิวคลีโอโปรตีน เป็นไปได้ว่าบทบาทของเมทริกซ์ประกอบด้วยการถ่ายโอนวัสดุที่ประกอบด้วย RNA โดยโครโมโซมซึ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของนิวคลีโอลีและเพื่อการฟื้นฟูคาริโอพลาสซึมที่เหมาะสมในเซลล์ลูกสาว
ชุดโครโมโซม คาริโอไทป์
ความคงตัวของคุณลักษณะต่างๆ เช่น ขนาด ตำแหน่งของการหดตัวหลักและรอง การมีอยู่และรูปร่างของดาวเทียม เป็นตัวกำหนดลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโครโมโซม เนื่องจากลักษณะเฉพาะทางสัณฐานวิทยานี้ ในสัตว์และพืชหลายชนิด จึงเป็นไปได้ที่จะจดจำโครโมโซมของชุดในเซลล์ที่แบ่งตัวใดๆ
ผลรวมของจำนวน ขนาด และสัณฐานวิทยาของโครโมโซมเรียกว่าคาริโอไทป์ ประเภทนี้ คาริโอไทป์เป็นเหมือนใบหน้าของสปีชีส์ แม้แต่ในสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด ชุดโครโมโซมก็มีความแตกต่างกันในจำนวนโครโมโซม หรือในขนาดของโครโมโซมอย่างน้อยหนึ่งโครโมโซม หรือในรูปของโครโมโซมและในโครงสร้างของโครโมโซม ดังนั้นโครงสร้างของคาริโอไทป์จึงเป็นลักษณะการจัดหมวดหมู่ (อย่างเป็นระบบ) ที่ใช้กันมากขึ้นในอนุกรมวิธานของสัตว์และพืช
ภาพกราฟิกคาริโอไทป์เรียกว่าสำนวน
จำนวนโครโมโซมในเซลล์สืบพันธุ์ที่เจริญเต็มที่เรียกว่าเดี่ยว (แสดงโดย n ). เซลล์โซมาติกมีจำนวนโครโมโซมเป็นสองเท่า -ชุดดิพลอยด์ (2 n ). เซลล์ที่มีโครโมโซมมากกว่า 2 ชุดเรียกว่าโพลีพลอยด์ (3n, 4n, 8n, ฯลฯ )
ชุดดิพลอยด์ประกอบด้วยโครโมโซมคู่ที่มีรูปร่าง โครงสร้าง และขนาดเหมือนกัน แต่มี ต้นกำเนิดที่แตกต่างกัน(หนึ่งมารดา หนึ่งบิดา). เรียกว่าคล้ายคลึงกัน
ในสัตว์ดิพลอยด์ที่สูงกว่าจำนวนมาก มีโครโมโซมที่ไม่คู่กันหนึ่งหรือสองตัวในชุดดิพลอยด์ ซึ่งต่างกันในเพศชายและเพศหญิง - นี่อวัยวะเพศ โครโมโซม โครโมโซมที่เหลือเรียกว่า autosomes . มีการอธิบายกรณีต่างๆ เมื่อเพศชายมีโครโมโซมเพศเพียงอันเดียว และเพศหญิงมีโครโมโซมสองตัว
ในปลาหลายชนิด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (รวมทั้งมนุษย์) สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำบางชนิด (กบในสกุลรานา ), แมลง (ด้วง, Diptera, Orthoptera) โครโมโซมขนาดใหญ่แสดงด้วยตัวอักษร X และโครโมโซมขนาดเล็กแสดงด้วยตัวอักษร U ในสัตว์เหล่านี้ในคาริโอไทป์ของเพศหญิงคู่สุดท้ายจะแสดงด้วยโครโมโซม XX สองตัว และในเพศชายโดยโครโมโซม XY
นกสัตว์เลื้อยคลาน บางชนิดปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำบางชนิด (หาง) ผีเสื้อ เพศผู้มีโครโมโซมเพศเดียวกัน ( WW -โครโมโซม) และเพศหญิง - ต่างกัน (โครโมโซม WZ)
ในสัตว์และมนุษย์จำนวนมาก ในเซลล์ของเพศหญิง โครโมโซมเพศหนึ่งในสองโครโมโซมไม่ทำงานและดังนั้นจึงยังคงอยู่ในสถานะเป็นเกลียว (เฮเทอโรโครมาติน) พบในนิวเคลียสระหว่างเฟสในรูปของก้อนโครมาตินเพศที่เยื่อหุ้มนิวเคลียสชั้นใน โครโมโซมเพศในร่างกายผู้ชายทำงานได้ทั้งชีวิต หากพบโครมาตินเพศในนิวเคลียสของเซลล์ของร่างกายผู้ชาย แสดงว่าเขามีโครโมโซม X เกินมา (XXY - โรคของไคลน์เฟลเตอร์) สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการสร้างสเปิร์มหรือการสร้างไข่ที่บกพร่อง การศึกษาเนื้อหาของโครมาตินเพศในนิวเคลียสระหว่างเฟสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์เพื่อวินิจฉัยโรคโครโมโซมของมนุษย์ที่เกิดจากความไม่สมดุลของโครโมโซมเพศ
การเปลี่ยนแปลงคาริโอไทป์
การเปลี่ยนแปลงในคาริโอไทป์อาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมหรือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง
การเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณในคาริโอไทป์: 1) โพลีพลอยดี; 2) แอนนูพลอยดี
polyploidy - นี่เป็นจำนวนโครโมโซมที่เพิ่มขึ้นหลายเท่าเมื่อเทียบกับเดี่ยว เป็นผลให้แทนที่จะเป็นเซลล์ดิพลอยด์ธรรมดา (2น ) ถูกสร้างขึ้น ตัวอย่างเช่น triploid (3น ), เททราพลอยด์ (4น ), แปดเหลี่ยม (8น ) เซลล์. ดังนั้น ในหัวหอม เซลล์ดิพลอยด์ซึ่งมีโครโมโซม 16 ตัว เซลล์ทริปลอยด์มีโครโมโซม 24 ตัว และเซลล์เตตราพลอยด์มีโครโมโซม 32 ตัว เซลล์โพลีพลอยด์มีความแตกต่างกัน ขนาดใหญ่และเพิ่มความยืดหยุ่น
Polyploidy แพร่หลายในธรรมชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหมู่พืชซึ่งหลายชนิดเกิดขึ้นจากการเพิ่มจำนวนโครโมโซมหลายเท่าตัว ข้างมาก พืชที่ปลูกเช่น ข้าวสาลีอ่อน ข้าวบาร์เลย์หลายแถว มันฝรั่ง ฝ้าย ผลไม้ส่วนใหญ่และไม้ประดับ เป็นโพลีพลอยด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
จากการทดลอง เซลล์โพลีพลอยด์ได้มาจากการกระทำของอัลคาลอยด์อย่างง่ายดายที่สุดโคลชิซิน หรือสารอื่นๆ ที่ขัดขวางไมโทซิส โคลชิซีนทำลายแกนของการแบ่งตัว เนื่องจากโครโมโซมที่เพิ่มเป็นสองเท่าแล้วยังคงอยู่ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรและไม่เบี่ยงเบนไปทางขั้ว หลังจากสิ้นสุดการกระทำของโคลชิซีน โครโมโซมจะก่อตัวเป็นนิวเคลียสทั่วไป แต่มีขนาดใหญ่กว่าแล้ว (โพลิพลอยด์) ในระหว่างการดิวิชั่นที่ตามมา โครโมโซมจะเพิ่มเป็นสองเท่าและแยกออกไปทางขั้วอีกครั้ง แต่จะมีจำนวนสองเท่าของโครโมโซม โพลีพลอยด์ที่ได้จากการประดิษฐ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับปรุงพันธุ์พืช มีการสร้างพันธุ์ของหัวบีทน้ำตาลทริปลอยด์ ข้าวไรย์ บัควีท และพืชผลอื่นๆ
ในสัตว์ polyploidy ที่สมบูรณ์นั้นหายากมาก ตัวอย่างเช่น กบสายพันธุ์หนึ่งอาศัยอยู่ในภูเขาของทิเบต ประชากรในบริเวณที่ราบมีชุดโครโมโซมแบบดิพลอยด์ และประชากรบนภูเขาสูงมีทริปพลอยด์ หรือแม้แต่เททราพลอยด์
ในมนุษย์ polyploidy นำไปสู่ผลเสียอย่างรวดเร็ว การเกิดของเด็กที่มี polyploidy นั้นหายากมาก โดยปกติการตายของสิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้นในระยะการพัฒนาของตัวอ่อน (ประมาณ 22.6% ของการทำแท้งที่เกิดขึ้นเองทั้งหมดเกิดจาก polyploidy) ควรสังเกตว่า triploidy เกิดขึ้นบ่อยกว่า tetraploidy ถึง 3 เท่า หากเด็กที่มีอาการ triploidy ยังคงเกิด แสดงว่าพวกเขามีความผิดปกติในการพัฒนาภายนอกและ อวัยวะภายในเป็นไปไม่ได้จริงและตายในวันแรกหลังคลอด
โซมาติกโพลีพลอยดีนั้นพบได้บ่อยกว่า ดังนั้นในเซลล์ตับของมนุษย์เมื่ออายุมากขึ้น การแบ่งเซลล์จะน้อยลงเรื่อยๆ แต่จำนวนเซลล์ที่มีนิวเคลียสขนาดใหญ่หรือนิวเคลียสสองนิวเคลียสเพิ่มขึ้น การกำหนดปริมาณ DNA ในเซลล์ดังกล่าวแสดงให้เห็นชัดเจนว่าพวกมันกลายเป็นโพลีพลอยด์
Aneuploidy - เป็นการเพิ่มหรือลดจำนวนโครโมโซม ไม่ใช่จำนวนทวีคูณของเดี่ยว สิ่งมีชีวิตที่แอนนูพลอยด์ กล่าวคือ สิ่งมีชีวิตที่เซลล์ทั้งหมดมีชุดโครโมโซมแอนนูพลอยด์ มักจะเป็นหมันหรือไม่มีชีวิต ตัวอย่างของ aneuploidy ให้พิจารณาโรคโครโมโซมของมนุษย์บางโรค โรคไคลน์เฟลเตอร์: ในเซลล์ของร่างกายผู้ชายมีโครโมโซม X พิเศษ ซึ่งนำไปสู่ความล้าหลังของร่างกายโดยทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบสืบพันธุ์และความผิดปกติทางจิต ดาวน์ซินโดรม: โครโมโซมเสริมมี 21 คู่ซึ่งนำไปสู่ปัญญาอ่อนความผิดปกติของอวัยวะภายใน โรคนี้มาพร้อมกับสัญญาณภายนอกของภาวะสมองเสื่อมเกิดขึ้นในผู้ชายและผู้หญิง เทิร์นเนอร์ซินโดรมเกิดจากการขาดโครโมโซม X หนึ่งอันในเซลล์ของร่างกายผู้หญิง ปรากฏในความล้าหลังของระบบสืบพันธุ์, ภาวะมีบุตรยาก, สัญญาณภายนอกของภาวะสมองเสื่อม ด้วยการขาดโครโมโซม X หนึ่งตัวในเซลล์ของร่างกายผู้ชาย จะพบผลลัพธ์ที่ร้ายแรงในระยะตัวอ่อน
เซลล์ Aneuploid เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อันเป็นผลมาจากการละเมิดการแบ่งเซลล์ตามปกติ ตามกฎแล้วเซลล์ดังกล่าวจะตายอย่างรวดเร็วอย่างไรก็ตามภายใต้เงื่อนไขทางพยาธิวิทยาบางอย่างของร่างกายพวกมันสามารถทวีคูณได้สำเร็จ เปอร์เซ็นต์ที่สูงของเซลล์แอนนูพลอยด์มีลักษณะเฉพาะ ตัวอย่างเช่น ของเนื้องอกร้ายหลายชนิดในมนุษย์และสัตว์
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในคาริโอไทป์การจัดเรียงใหม่ของโครโมโซมหรือความผิดปกติของโครโมโซมเป็นผลมาจากการแตกของโครโมโซมหรือโครมาทิดเพียงครั้งเดียวหรือหลายครั้ง ชิ้นส่วนของโครโมโซมที่จุดแตกหักสามารถเชื่อมต่อกันหรือกับชิ้นส่วนของโครโมโซมอื่นของชุดได้ ความผิดปกติของโครโมโซมเป็นประเภทต่อไปนี้การลบ คือการสูญเสียส่วนตรงกลางของโครโมโซม Difishencia คือ การหลุดของส่วนปลายของโครโมโซมผกผัน - การแยกส่วนของโครโมโซมออก 180 0 และยึดติดกับโครโมโซมเดียวกัน สิ่งนี้ขัดขวางลำดับของนิวคลีโอไทด์การทำสำเนา การแยกส่วนของโครโมโซมและการยึดติดกับโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันการโยกย้าย การแยกส่วนของโครโมโซมและการยึดติดกับโครโมโซมที่ไม่คล้ายคลึงกัน
อันเป็นผลมาจากการจัดเรียงใหม่ดังกล่าว โครโมโซมแบบไดเซนตริกและแอกเซนตริกสามารถเกิดขึ้นได้ การลบออก การแบ่งส่วน และการโยกย้ายครั้งใหญ่ทำให้ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโครโมโซมเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก และมองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ การลบและการโยกย้ายเล็กน้อยรวมถึงการผกผันจะถูกตรวจพบโดยการเปลี่ยนแปลงในการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของยีนที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในภูมิภาคของโครโมโซมที่ได้รับผลกระทบจากการจัดเรียงใหม่และโดยการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของโครโมโซมระหว่างการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์
การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในคาริโอไทป์มักนำไปสู่ผลด้านลบเสมอ ตัวอย่างเช่น อาการ "แมวร้องไห้" เกิดจากการกลายพันธุ์ของโครโมโซม (ขาด) ในโครโมโซมคู่ที่ 5 ในมนุษย์ แสดงออกในพัฒนาการที่ผิดปกติของกล่องเสียงซึ่งสร้างเสียง "เหมียว" แทนเสียงร้องปกติ ปฐมวัยล้าหลังในการพัฒนาทางร่างกายและจิตใจ
การทำซ้ำของโครโมโซม
การเสแสร้ง (การทำซ้ำ) ของโครโมโซมขึ้นอยู่กับกระบวนการทำซ้ำของดีเอ็นเอเช่น กระบวนการสืบพันธุ์ด้วยตนเองของโมเลกุลขนาดใหญ่ กรดนิวคลีอิกซึ่งรับรองการคัดลอกข้อมูลทางพันธุกรรมและการถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น การสังเคราะห์ดีเอ็นเอเริ่มต้นด้วยการแยกเส้นใย ซึ่งแต่ละเส้นทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์เส้นใยของลูกสาว ผลิตภัณฑ์ของการทำซ้ำคือโมเลกุลดีเอ็นเอของลูกสาวสองคน ซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยสายหลักหนึ่งสายและสายลูกหนึ่งสาย สถานที่สำคัญในเอ็นไซม์การทำซ้ำนั้นถูกครอบครองโดย DNA polymerase ซึ่งนำไปสู่การสังเคราะห์ในอัตราประมาณ 1,000 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที (ในแบคทีเรีย) การจำลองซ้ำของ DNA เป็นแบบกึ่งอนุรักษ์นิยม กล่าวคือ ในระหว่างการสังเคราะห์โมเลกุลดีเอ็นเอลูกสาวสองคน แต่ละโมเลกุลมีสาย "เก่า" และ "ใหม่" หนึ่งเส้น (วิธีการทำซ้ำนี้ได้รับการพิสูจน์โดยวัตสันและคริกในปี 2496) ชิ้นส่วนที่สังเคราะห์ขึ้นในระหว่างการทำซ้ำบนสายเดียวกันจะถูก "เชื่อมขวาง" โดยเอนไซม์ DNA ligase
การทำซ้ำเกี่ยวข้องกับโปรตีนที่คลายเกลียวคู่ของ DNA ทำให้ส่วนที่ไม่บิดเบี้ยวมีเสถียรภาพ และป้องกันการพัวพันของโมเลกุล
การจำลองซ้ำของดีเอ็นเอในยูคาริโอตเกิดขึ้นช้ากว่า (ประมาณ 100 นิวคลีโอไทด์ต่อวินาที) แต่พร้อมกันในหลายจุดในโมเลกุลดีเอ็นเอหนึ่งโมเลกุล
เนื่องจากการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นพร้อมๆ กันกับการจำลองดีเอ็นเอ เราจึงสามารถพูดถึงการทำซ้ำของโครโมโซมได้ การศึกษาที่ดำเนินการในปี 1950 แสดงให้เห็นว่าไม่ว่าโครโมโซมของสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์ต่างๆ จะมี DNA ตามยาวกี่เส้นก็ตาม ในระหว่างการแบ่งเซลล์ โครโมโซมจะมีพฤติกรรมราวกับว่าประกอบด้วยสองหน่วยย่อยที่จำลองแบบพร้อมกัน หลังจากการทำซ้ำที่เกิดขึ้นในช่วงระหว่างเฟส โครโมโซมแต่ละตัวจะเพิ่มเป็นสองเท่า และแม้กระทั่งก่อนที่จะเริ่มการแบ่งตัวในเซลล์ ทุกอย่างก็พร้อมสำหรับการกระจายโครโมโซมที่เท่าเทียมกันระหว่างเซลล์ลูกสาว หากไม่เกิดการแบ่งตัวหลังจากการทำซ้ำ เซลล์จะกลายเป็นโพลีพลอยด์ ระหว่างการก่อตัวของโครโมโซมโพลิทีน โครโมโซมจะถูกจำลองแบบแต่ไม่แยกจากกัน ซึ่งส่งผลให้โครโมโซมยักษ์มีโครโมโซมจำนวนมาก
อื่น ผลงานที่คล้ายกันที่อาจสนใจ you.wshm> |
|||
| 8825. | ไมโทติค โพดิล คลิติน. โครโมโซมบูโดว่า | 380.96KB | |
| Budova Chromosomes Laboratory ครั้งที่ 5 เกี่ยวกับไมโทซิสของความสำคัญทางชีวภาพของโยคะ การสร้างจิตใจให้รู้ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์แสงของคลิตินในระยะล่างของไมโทซีสเพื่อใส่ลงในไมโครโฟโตกราฟีเพื่อติดตั้ง ... | |||
| 16379. | ในเวลาเดียวกัน ความท้าทายที่ไม่มีการเอาชนะซึ่งประเทศของเราไม่สามารถเข้าสู่อันดับของคนสมัยใหม่ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น | 14.53KB | |
| ในเวลาเดียวกัน การดำรงอยู่อย่างถาวรในธรรมชาติต่อรากเหง้าทางประวัติศาสตร์ของรัสเซีย ทำให้ผลกระทบของวิกฤติรุนแรงขึ้นต่อสถานการณ์ทั่วไปในรัสเซีย และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความเป็นไปได้ในการเอาชนะปรากฏการณ์วิกฤต เนื่องจากชนชั้นกลางที่มีเสถียรภาพในรูปแบบเดิมหายไปในรัสเซียเป็นเวลานาน ความผันผวนของกำลังซื้อของประชากรส่วนใหญ่ในปัจจุบันจึงขึ้นอยู่กับความพร้อมของ การทำงานที่มั่นคงและอื่น ๆ ตามกฎแล้วรายได้ต่ำในรูปแบบของรายได้เสริมและผลประโยชน์ทางสังคม ผู้ที่มีสถานะเป็นทางการในรัสเซีย ... | |||
| 20033. | พลาสโมเดียมมาเลเรีย สัณฐานวิทยา วัฏจักรการพัฒนา ภูมิคุ้มกันในโรคมาลาเรีย ยาเคมีบำบัด | 2.35MB | |
| พลาสโมเดียมมาลาเรียผ่านวงจรชีวิตที่ซับซ้อนของการพัฒนาที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์ (วัฏจักรทางเพศหรือโรคจิตเภท) และในยุง (วัฏจักรทางเพศหรือสปอโรโกนี) การพัฒนาสาเหตุของโรคมาลาเรียในร่างกายมนุษย์ - โรคจิตเภท - แสดงโดยสองรอบ: ครั้งแรกเกิดขึ้นในเซลล์ตับ (เนื้อเยื่อหรือเซลล์เม็ดเลือดแดงพิเศษ, โรคจิตเภท) และครั้งที่สอง - ในเซลล์เม็ดเลือดแดง (เม็ดเลือดแดงโรคจิตเภท). | |||
| 6233. | โครงสร้างและหน้าที่ของนิวเคลียส สัณฐานวิทยาและองค์ประกอบทางเคมีของนิวเคลียส | 10.22KB | |
| นิวเคลียสมักจะแยกออกจากไซโตพลาสซึมด้วยขอบเขตที่ชัดเจน แบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินไม่มีนิวเคลียสที่ก่อตัวขึ้น: นิวเคลียสของพวกมันไม่มีนิวเคลียสและไม่ถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึมด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่แตกต่างกันและเรียกว่านิวเคลียส รูปร่างแกน | |||
หนึ่งใน ประเด็นสำคัญที่ทำให้คนเป็นห่วงตลอดเวลา - กำเนิดของมนุษยชาติเป็นสายพันธุ์ทางชีววิทยา
ด้วยการพัฒนาของศาสตร์ต่างๆ เช่น มานุษยวิทยา ซากดึกดำบรรพ์ โบราณคดี พันธุศาสตร์ ข้อมูลใหม่จึงเริ่มปรากฏให้เห็น นำห่างและไกลจากทฤษฎีเดิมมากขึ้นเรื่อยๆ
เป็นพาหะแห่งกรรมพันธุ์ภายในร่างกายของเรา
การประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้สามารถก้าวขึ้นสู่ระดับวิทยาศาสตร์ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้ ผู้ค้นพบโครงสร้างภายในเซลล์คือในปี 1963 อาจารย์ของมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์ม Margit และ Sylvain Nass
ปรากฎว่า เซลล์ที่มีชีวิตตัวเธอเองคือ สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงรูปแบบต่างๆ ที่ทำหน้าที่ต่างๆ ปรากฎว่าองค์ประกอบเซลล์ของไมโตคอนเดรียที่มีโครโมโซมซึ่งมีโมเลกุลดีเอ็นเอมีหน้าที่ในการส่งข้อมูลทางพันธุกรรม นี่เป็นผลมาจากการกลายพันธุ์ในสมัยโบราณ: การดักจับแบคทีเรียอิสระโดยเซลล์ที่แอคทีฟและการเกิด symbiosis ที่ตามมา แบคทีเรียนี้ไม่สามารถอยู่ได้ด้วยตัวเองอีกต่อไป แต่ความสามารถของมันทำให้สามารถพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดและความซับซ้อนที่ไม่สมส่วนได้ มันอยู่ในไมโตคอนเดรียที่มีโครโมโซม - ผู้ให้บริการข้อมูลทางพันธุกรรมที่รับผิดชอบในการถ่ายทอดลักษณะสู่รุ่นต่อ ๆ ไป
แบบแผนของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
ผู้ให้บริการข้อมูลเพศคือโครโมโซม โครโมโซม X - เพศหญิง, Y - เพศชาย
เซลล์เพศชาย - อสุจิสามารถเป็นพาหะของโครโมโซมหนึ่งในสองประเภท: X และ Y เพศหญิง เซ็กซ์เซลล์- เซลล์ไข่มีโครโมโซมเพียงชนิดเดียวเท่านั้น: X.
นั่นคือเมื่อเซลล์สืบพันธุ์เพศชายและเพศหญิงรวมกันจะได้รับชุดโครโมโซม XX - ในกรณีนี้จะได้เด็กผู้หญิงหรือ XY จากนั้นจะได้เด็กผู้ชาย เด็กผู้ชายได้รับโครโมโซม Y จากพ่อเพราะแม่ไม่มี
ลักษณะสำคัญของโครงสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของมนุษย์
Mitochondria ถูกส่งผ่านเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงเท่านั้น! ที่ เซลล์เพศชาย- สเปิร์มของมนุษย์มีไมโตคอนเดรียเพียงตัวเดียว และจะถูกทำลายหลังจากการปฏิสนธิ ดังนั้นสารพันธุกรรมที่มีอยู่ในโครงสร้างนี้แต่ละรุ่นต่อไปจะได้รับจากแม่เท่านั้น ดังนั้น หากเราจินตนาการถึงผลลัพธ์ของปิรามิด ต้นกำเนิดของทุกสิ่ง มนุษยชาติสมัยใหม่เป็นผู้หญิงคนหนึ่งที่อาศัยอยู่ในสมัยโบราณในแอฟริกา นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งชื่อรหัสว่า "Mitochondrial Eve" แก่เธอ
ผู้ให้บริการรายแรกของโครโมโซม Y คือบรรพบุรุษคนหนึ่ง: อดัมและทุกคนได้รับโครโมโซมนี้จากเขา ไม่มีผู้ชายคนไหนที่ไม่มีโครโมโซม Y แต่ถ้าเป็น บุคคลนี้ไม่สามารถเป็นผู้หญิงได้ ฮอร์โมนเป็นเพียงพื้นฐานของข้อเท็จจริงนี้
หลังจากการค้นพบนี้ ซึ่งลดจุดกำเนิดของมนุษยชาติให้เหลือแค่อาดัมและเอวา คริสตจักรเริ่มแข็งขัน โดยอ้างว่าวิทยาศาสตร์ได้พบการยืนยันการตีความตามตัวอักษรของพระคัมภีร์ไบเบิล ความแตกต่างก็คือว่าด้วยความคิดที่บริสุทธิ์ เด็กจะไม่มีที่ไหนเลยที่จะรับโครโมโซม Y และไม่มีทางเลือกอื่น เด็กก็จะเป็นเด็กผู้หญิง
ความน่าจะเป็นของการสร้างปิรามิดทางพันธุกรรม
คำถาม: บรรพบุรุษพันธุกรรมรากของเรามีชีวิตอยู่เมื่อใด ตามเนื้อหาของไมโตคอนเดรียในไข่ ผู้หญิงสมัยใหม่นักวิทยาศาสตร์วางอีฟเมื่อประมาณ 150,000 ปีก่อน ผลการศึกษาเซลล์สืบพันธุ์เพศชายให้เหตุผลในการ "ชำระ" อดัมเมื่อ 50,000 ปีก่อนเท่านั้น สาเหตุของความคลาดเคลื่อนนี้อาจเป็นการมีภรรยาหลายคน เนื่องจากหัวหน้ากลุ่มกำจัดคู่แข่งที่เป็นไปได้ ดังนั้นจำนวนชายสายตรงจึงลดลง
ในขณะเดียวกัน ผู้หญิงก็ประสบความสำเร็จในการถ่ายทอดพันธุกรรมให้ลูกสาว
การพัฒนาเหล่านี้ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียที่มีชื่อเสียง ศาสตราจารย์ K.V. Severinov นักพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล [เอส-บล็อค]
สมมติว่าเรามีประชากรอยู่ข้างหน้าเราประกอบด้วยบุคคลจำนวนหนึ่งด้วย ตัวเลือกต่างๆ ดีเอ็นเอของไมโตคอนเดรีย. ไม่เหลือลูกหลานทั้งหมด มีคนตายก่อนที่พวกเขาจะทำได้ ในตัวแทนคนอื่นลูกหลานไม่รอด และมีคนโชคดีและลูกหลานของเขาเริ่มมีประชากรเป็นเปอร์เซ็นต์ที่ใหญ่ที่สุด ดังนั้นจึงเป็นชุดของยีนนี้ที่จะรับพาหะในจำนวนที่เพียงพอเพื่อดำเนินการต่อไปในรุ่นต่อ ๆ ไป
ไม่เป็นที่แน่ชัดว่าบุคคลที่เหมาะสมที่สุดจะรอดชีวิต มีโอกาสสำคัญเสมอ ประชากรบางส่วนเสียชีวิตอย่างสมบูรณ์อันเป็นผลมาจากโรคระบาดและภัยธรรมชาติ อันเป็นผลมาจากปัจจัยเหล่านี้ ความแปรปรวนหายไป: มีสายพันธุกรรมพื้นฐานเพียงเส้นเดียว แต่บนพื้นฐานนี้ ลักษณะใหม่ปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไป การกลายพันธุ์เกิดขึ้นซึ่งจะเปลี่ยนรูปลักษณ์และพฤติกรรม
การศึกษาฐานทางพันธุกรรมทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสเข้าใจว่าลึกซึ้งเพียงใดและในสิ่งใด พื้นที่ทางภูมิศาสตร์รากเหง้าของคนบางคนไป กลุ่มชาติพันธุ์แอฟริกันของ Bushmen และ Pygmies ถือว่าใกล้เคียงที่สุดกับสายพันธุ์ดั้งเดิม
ผลของการกลายพันธุ์
ช่อง BBC TV ทำการทดลอง: นำชาวอเมริกันผิวดำมาที่แอฟริกา คนเหล่านี้ดูมีความสุขมาก จูบพื้น กอดผู้คนที่ผ่านไปมา ตามที่ศาสตราจารย์ K.V. Severinov นี่มันไม่มีอะไรมากไปกว่าเรื่องตลก แม้จะสัมผัสได้ทั้งหมด มนุษยชาติมียีน 30,000 ยีน และในไมโตคอนเดรียโดยเฉพาะนั้นมีเพียง 25 ยีน ในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศแต่ละครั้ง เซ็ตจะเปลี่ยนไป และไม่เพียงเป็นผลมาจากการปรับตัวเท่านั้น หนึ่งและครึ่งถึงสองโหลที่อาศัยอยู่บนโลกด้วยสภาพอากาศและวิถีชีวิตที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงส่งผลกระทบต่อโลกทัศน์ของลูกหลานของพวกเขาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้แม้จะรอดตาย สัญญาณภายนอก. [เอส-บล็อค]
ดังนั้น “ไมโทคอนเดรียอีฟ” จึงเป็นชุดของลักษณะทางพันธุกรรมแบบมีเงื่อนไข ซึ่งเมื่อถึงจุดหนึ่งของการพัฒนากลับกลายเป็นว่าประสบความสำเร็จมากกว่าตัวแปรร่วมสมัยอื่นๆ ต้องขอบคุณชุดนี้ มนุษยชาติสมัยใหม่ทั้งหมดได้ก่อตัวขึ้น
Mitotic supercompactization ของ chromatin ทำให้สามารถศึกษาลักษณะที่ปรากฏของโครโมโซมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ในช่วงครึ่งแรกของไมโทซีส ประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวที่เชื่อมต่อกันในบริเวณที่มีการหดตัวหลัก ( centromeresหรือ kinetochore) ส่วนที่มีการจัดระเบียบเป็นพิเศษของโครโมโซมที่พบได้ทั่วไปในโครมาทิดน้องสาวทั้งสอง ในช่วงครึ่งหลังของไมโทซิส โครมาทิดแยกจากกัน พวกมันก่อตัวเป็นเส้นเดียว โครโมโซมลูกสาว, กระจายไปตามเซลล์ลูกสาว
รูปร่างของโครโมโซม (ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซนโทรเมียร์และความยาวของแขนทั้งสองข้าง):
1) อาวุธเท่าเทียมหรือ metacentric(มีเซนโทรเมียร์อยู่ตรงกลาง);
2) ไหล่ไม่เท่ากันหรือ submetacentric(โดยเลื่อนเซนโทรเมียร์ไปที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง);
3) รูปแท่ง, หรือ acrocentric(โดยมีเซนโทรเมียร์อยู่เกือบสุดปลายโครโมโซม);
4) telocentric (จุด)- เล็กมากรูปร่างที่ยากต่อการกำหนด
ด้วยวิธีการย้อมสีโครโมโซมเป็นประจำ ทำให้มีรูปร่างและขนาดสัมพัทธ์แตกต่างกัน เมื่อใช้เทคนิคการย้อมแบบดิฟเฟอเรนเชียล จะตรวจพบการเรืองแสงหรือการกระจายของสีย้อมที่ไม่เท่ากันตามความยาวของโครโมโซม ซึ่งมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับโครโมโซมแต่ละอันและโฮโมลอกของโครโมโซม
ดังนั้นโครโมโซมแต่ละโครโมโซมจึงเป็นเอกเทศไม่เพียงแต่ในแง่ของชุดของยีนที่มีอยู่ในโครโมโซมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในแง่ของสัณฐานวิทยาและลักษณะของการย้อมสีดิฟเฟอเรนเชียลด้วย
รูปร่างโครโมโซม:
ฉัน- เทโลเซนทริค II- อะโครเซนทริค สาม-ย่อยเมตาเซนตริก, IV- metacentric;
1 - เซนโทรเมียร์ 2 - ดาวเทียม, 3 - ไหล่สั้น 4 - ไหล่ยาว, 5 - โครมาทิด
โดย การจำแนกโครโมโซมของเดนเวอร์พวกมันจะถูกจัดเรียงเป็นคู่เมื่อขนาดลดลง โดยคำนึงถึงตำแหน่งของเซนโทรเมียร์ การมีอยู่ของการหดตัวรองและดาวเทียม การฝึกวิเคราะห์โครโมโซมอย่างกว้างขวางรวมถึงวิธีการย้อมสีดิฟเฟอเรนเชียลของโครโมโซม เมื่อทำการประมวลผลโครโมโซมด้วยสีย้อมพิเศษในกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์จะมองเห็นเส้นแบ่งตามความยาวของโครโมโซม (เป็นครั้งแรกที่ Kaspersson ดำเนินการในปี 2511 ประมวลผลด้วย โครโมโซมแต่ละคู่มีลักษณะเป็นแถบแยก (เช่นเดียวกับลายนิ้วมือ) การระบุโครโมโซมช่วยให้คุณสร้างเอกลักษณ์ของคาริโอไทป์ได้
ตามเกณฑ์จำนวนหนึ่ง โครโมโซมมนุษย์ 22 คู่ถูกจัดประเภท โครโมโซมเพศของคู่ที่ 23 แยกจากกัน (International Denver Classification, 1960) สำหรับการระบุตัวตนจะใช้วิธีการทางสัณฐานวิทยาและดัชนีศูนย์กลาง การจำแนกและการตั้งชื่อโครโมโซมมนุษย์ที่มีสีสม่ำเสมอได้รับการพัฒนาในการประชุมนานาชาติที่จัดขึ้นที่เดนเวอร์ (1960), ลอนดอน (1963) และชิคาโก (1966) ตามคำแนะนำของการประชุมเหล่านี้ โครโมโซมจะถูกจัดเรียงตามความยาวที่ลดลง โครโมโซมทั้งหมดถูกแบ่งออกเป็นเจ็ดกลุ่มซึ่งถูกกำหนดโดยตัวอักษรของตัวอักษรภาษาอังกฤษจาก A ถึง G มันถูกเสนอให้นับโครโมโซมทุกคู่ด้วยเลขอารบิก กลุ่ม A (1-3) - โครโมโซมที่ใหญ่ที่สุด โครโมโซม 1 และ 3 เป็นเมตาเซนตริก 2 เป็นเมตาเซนตริก
กลุ่ม B (4-5) - โครโมโซม submetacentric ขนาดใหญ่สองคู่
กลุ่ม C (6-12) - โครโมโซม submetacentric ขนาดกลาง โครโมโซม X มีขนาดและรูปร่างคล้ายกับโครโมโซม 6 และ 7
กลุ่ม D (13-15) - โครโมโซม acrocentric ขนาดกลาง
กลุ่ม E (16-18) - โครโมโซมกลาง (16, 17 - metacentric, 18 - acrocentric)
กลุ่ม F (19-20) - metacentrics ขนาดเล็กแยกไม่ออกจากกันในทางปฏิบัติ
กลุ่ม G (21-22) - โครโมโซม acrocentric ที่เล็กที่สุดสองคู่ โครโมโซม Y มีความโดดเด่นในฐานะที่เป็นโครโมโซมอิสระ แต่ในแง่ของสัณฐานวิทยาและขนาด โครโมโซมอยู่ในกลุ่ม G
ในเวลาเดียวกัน โครโมโซมของกลุ่มต่าง ๆ มีความโดดเด่นจากกัน ในขณะที่ภายในกลุ่มนั้นไม่สามารถแยกแยะได้ ยกเว้นกลุ่ม A โครโมโซมของมนุษย์แต่ละโครโมโซมมีเพียงลำดับของแถบเท่านั้น ซึ่งทำให้สามารถระบุได้อย่างแม่นยำ ระบุโครโมโซมแต่ละตัวและอื่น ๆ ความแม่นยำสูงกำหนดว่าการปรับโครงสร้างเกิดขึ้นในส่วนใด การไขว้กันของโครโมโซมเป็นผลมาจากการรวมตัวที่ไม่สม่ำเสมอของเฮเทอโร (ดีเอ็นเอที่มีขดลวดสูง) และยูโครมาติน (ดีเอ็นเอที่คลายตัว) ตลอดความยาวทั้งหมดของโครโมโซม ซึ่งสะท้อนถึงลำดับของยีนในโมเลกุลดีเอ็นเอ
คาริโอไทป์ของมนุษย์ในภาวะปกติและมีการเบี่ยงเบนถูกระบุดังนี้:
46,XY - คาริโอไทป์เพศชายปกติ
46, XX - คาริโอไทป์เพศหญิงปกติ
47, XX+G - คาริโอไทป์ของผู้หญิงที่มีโครโมโซมเสริมจากกลุ่ม G
ปัจจุบันมีเครื่องหมายดีเอ็นเอ (หรือโพรบ) สำหรับโครโมโซมเกือบทุกคู่ที่เล็กกว่าหลายคู่ ด้วยความช่วยเหลือของโพรบดีเอ็นเอดังกล่าว ทำให้สามารถประเมินการมีอยู่หรือไม่มีของโครโมโซมเฉพาะเจาะจงได้อย่างแม่นยำ แม้จะมีขนาดเล็กมาก
ความสามารถในการระบุโครโมโซมทำให้สามารถตรวจจับความผิดปกติของโครโมโซมได้ ทั้งในระดับเซลล์โซมาติกและเซลล์สืบพันธุ์ปฐมภูมิ ความผิดปกติเหล่านี้เกิดขึ้นในสามกรณีต่อการตั้งครรภ์ 100 ครั้ง ความผิดปกติในโครโมโซมขนาดใหญ่เข้ากันไม่ได้กับชีวิตและทำให้เกิดการแท้งโดยธรรมชาติในเวลาที่ต่างกัน โรคดาวน์เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย เมื่อมีโครโมโซมที่ 21 เกินมาในโครโมโซม: 2n + 1 (+21) อัตราการเกิดของเด็กที่มีไทรโซมีบนโครโมโซมที่ 21 สูงคือ 1:500 และยังคงเติบโตต่อไปเนื่องจากสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาที่ไม่เอื้ออำนวย นำไปสู่การไม่แยกโครโมโซม 21 คู่
สัณฐานวิทยาของโครโมโซม
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ในช่วงครึ่งแรกของไมโทซีส ประกอบด้วยโครมาทิดสองตัวที่เชื่อมต่อกันในบริเวณที่มีการหดตัวหลัก ( centromeresหรือ kinetochore) ส่วนที่มีการจัดระเบียบเป็นพิเศษของโครโมโซมที่พบได้ทั่วไปในโครมาทิดน้องสาวทั้งสอง ในช่วงครึ่งหลังของไมโทซิส โครมาทิดแยกจากกัน พวกมันก่อตัวเป็นเส้นเดียว โครโมโซมลูกสาว,กระจายไปตามเซลล์ลูกสาว
ด้านเท่ากันหมด หรือ metacentric (มีเซนโทรเมียร์อยู่ตรงกลาง)
ไม่เท่ากันหรือ submetacentric (โดยมี centromere เลื่อนไปที่ปลายด้านใดด้านหนึ่ง)
รูปแท่งหรือ acrocentric (มีเซนโตรเมียร์อยู่เกือบสุดปลายโครโมโซม)
จุด - เล็กมากรูปร่างที่ยากต่อการกำหนด
ผลรวมของคุณสมบัติเชิงโครงสร้างและเชิงปริมาณทั้งหมดของโครโมโซมครบชุด ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตบางประเภท เรียกว่าคาริโอไทป์
คาริโอไทป์ของสิ่งมีชีวิตในอนาคตเกิดขึ้นในกระบวนการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์ (สเปิร์มและไข่) ในเวลาเดียวกัน ชุดโครโมโซมของพวกมันถูกรวมเข้าด้วยกัน นิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์ที่เจริญเต็มที่ประกอบด้วยโครโมโซมครึ่งหนึ่ง (สำหรับมนุษย์ - 23) โครโมโซมชุดเดียวที่คล้ายกันซึ่งคล้ายกับในเซลล์สืบพันธุ์เรียกว่าแฮพลอยด์และแสดงแทน - n เมื่อไข่ได้รับการปฏิสนธิโดยสเปิร์มในสิ่งมีชีวิตใหม่ จะมีการสร้างคาริโอไทป์เฉพาะสำหรับสายพันธุ์นี้ขึ้นใหม่ ซึ่งรวมถึงโครโมโซม 46 ตัวในมนุษย์ องค์ประกอบทั้งหมดของโครโมโซมของเซลล์โซมาติกปกติคือดิพลอยด์ (2n) ในชุดดิพลอยด์ โครโมโซมแต่ละตัวจะมีโครโมโซมคู่กันอีกตัวซึ่งมีขนาดและตำแหน่งของเซนโทรเมียร์ใกล้เคียงกัน โครโมโซมดังกล่าวเรียกว่าคล้ายคลึงกัน โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันไม่เพียง แต่คล้ายคลึงกันเท่านั้น แต่ยังมียีนที่มีลักษณะเหมือนกัน
คาริโอไทป์ของผู้หญิงโดยปกติประกอบด้วยโครโมโซม X สองตัว และสามารถเขียนได้ - 46, XX คาริโอไทป์ของผู้ชายประกอบด้วยโครโมโซม X และ Y (46, XY) โครโมโซมอีก 22 คู่เรียกว่าออโตโซม
กลุ่มอัตโนมัติ:
กลุ่ม A ประกอบด้วยโครโมโซมที่ยาวที่สุด 3 คู่ (1, 2, 3);
กลุ่ม B รวมโครโมโซมย่อยขนาดใหญ่ 2 คู่ (4 และ 5)
กลุ่ม C ซึ่งรวมถึงออโตโซมย่อยขนาดกลาง 7 คู่ (ตั้งแต่วันที่ 6 ถึง 12) ตามลักษณะทางสัณฐานวิทยา โครโมโซม X นั้นแยกแยะได้ยากจากกลุ่มนี้
โครโมโซม acrocentric ตรงกลางของคู่ที่ 13, 14 และ 15 อยู่ในกลุ่ม D
โครโมโซม submetacentric ขนาดเล็กสามคู่ประกอบกันเป็นกลุ่ม E (16, 17 และ 18)
โครโมโซม metacentric ที่เล็กที่สุด (19 และ 20) รวมกันเป็นกลุ่ม F
โครโมโซมสั้น acrocentric คู่ที่ 21 และ 22 รวมอยู่ในกลุ่ม G โครโมโซม Y มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาคล้ายกับออโตโซมของกลุ่มนี้มาก
23. ทฤษฎีโครโมโซมของที. มอร์แกน.
ทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม- ทฤษฎีตามที่การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมในหลายชั่วอายุคนมีความเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนโครโมโซมซึ่งยีนอยู่ในลำดับที่แน่นอนและเป็นเส้นตรง.
- สารพาหะของกรรมพันธุ์ - ยีนนั้นอยู่ในโครโมโซมซึ่งอยู่ในพวกมันเป็นเส้นตรงในระยะห่างจากกัน
- ยีนที่อยู่บนโครโมโซมเดียวกันอยู่ในกลุ่มเชื่อมโยงเดียวกัน จำนวนกลุ่มเชื่อมโยงสอดคล้องกับจำนวนโครโมโซมเดี่ยว
- ลักษณะที่มียีนอยู่บนโครโมโซมเดียวกันนั้นได้รับการถ่ายทอดแบบเชื่อมโยงกัน
- ในลูกหลานของพ่อแม่ที่ต่างกัน ยีนใหม่ที่อยู่บนโครโมโซมคู่เดียวกันอาจเกิดขึ้นได้จากการข้ามผ่านระหว่างไมโอซิส
- ความถี่ของการข้ามซึ่งกำหนดโดยเปอร์เซ็นต์ของบุคคลครอสโอเวอร์นั้นขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างยีน
- ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเชิงเส้นของยีนบนโครโมโซมและความถี่ของการข้ามผ่านเป็นตัวบ่งชี้ระยะห่างระหว่างยีน สามารถสร้างแผนที่ของโครโมโซมได้
ผลงานของ T. Morgan และผู้ร่วมงานของเขาไม่เพียงแต่ยืนยันถึงความสำคัญเท่านั้น
โครโมโซมเป็นพาหะหลักของสารพันธุกรรมที่แสดงโดยยีนแต่ละตัว แต่ยังสร้างความเป็นเส้นตรงของตำแหน่งตามความยาวของโครโมโซม
การพิสูจน์การเชื่อมต่อของพื้นผิววัสดุของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและความแปรปรวนกับโครโมโซมคือในอีกด้านหนึ่งการโต้ตอบอย่างเข้มงวดของรูปแบบการสืบทอดของลักษณะที่ G. Mendel ค้นพบกับพฤติกรรมของโครโมโซมระหว่างไมโทซิสระหว่างไมโอซิสและการปฏิสนธิ ในทางกลับกัน พบห้องปฏิบัติการของ T. Morgan แบบพิเศษการถ่ายทอดลักษณะซึ่งอธิบายได้ดีจากความสัมพันธ์ของยีนที่สอดคล้องกับโครโมโซม X เรากำลังพูดถึงการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของสีตาในแมลงหวี่
แนวคิดของโครโมโซมในฐานะพาหะของยีนเชิงซ้อนถูกแสดงออกมาบนพื้นฐานของการสังเกตการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เชื่อมโยงกันของลักษณะผู้ปกครองจำนวนหนึ่งระหว่างการส่งผ่านในหลายชั่วอายุคน การเชื่อมโยงของลักษณะที่ไม่ใช่ทางเลือกดังกล่าวอธิบายได้จากการจัดวางยีนที่สอดคล้องกันในโครโมโซมเดียว ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ค่อนข้างเสถียรซึ่งคงไว้ซึ่งองค์ประกอบของยีนในเซลล์และสิ่งมีชีวิตหลายชั่วอายุคน
ตามทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ชุดของยีน
ที่อยู่ในโครโมโซมเดียวกัน อยู่ในรูป กลุ่มคลัตช์โครโมโซมแต่ละตัวมีลักษณะเฉพาะในชุดยีนที่มีอยู่ จำนวนกลุ่มเชื่อมโยงในสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตในสปีชีส์ที่กำหนดจึงถูกกำหนดโดยจำนวนโครโมโซมในชุดเดี่ยวของเซลล์สืบพันธุ์ของพวกมัน ในระหว่างการปฏิสนธิจะมีการสร้างชุดซ้ำซึ่งแต่ละกลุ่มเชื่อมโยงจะแสดงด้วยสองตัวแปร - โครโมโซมของบิดาและมารดาซึ่งมีชุดอัลลีลดั้งเดิมของยีนที่ซับซ้อนที่สอดคล้องกัน
แนวความคิดเกี่ยวกับความเป็นเส้นตรงของตำแหน่งของยีนในแต่ละโครโมโซม เกิดขึ้นจากการสังเกตการเกิดขึ้นบ่อยครั้ง การรวมตัวกันใหม่(การแลกเปลี่ยน) ระหว่างคอมเพล็กซ์ของมารดาและบิดาของยีนที่อยู่ในโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน พบว่าความถี่
การรวมตัวใหม่มีลักษณะเฉพาะโดยความคงตัวที่แน่นอนสำหรับยีนแต่ละคู่ในกลุ่มการเชื่อมโยงที่กำหนดและแตกต่างกันไปสำหรับคู่ที่ต่างกัน การสังเกตนี้ทำให้สามารถแนะนำความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ของการรวมตัวใหม่กับลำดับของยีนในโครโมโซมและกระบวนการข้ามผ่านที่เกิดขึ้นระหว่างโฮโมล็อกส์ในการพยากรณ์ I ของไมโอซิส (ดูหัวข้อ 3.6.2.3)
แนวคิดของการกระจายตัวเชิงเส้นของยีนอธิบายได้ดีถึงการพึ่งพาความถี่ของการรวมตัวใหม่ในระยะห่างระหว่างพวกมันในโครโมโซม
การค้นพบมรดกที่เชื่อมโยงกันของลักษณะที่ไม่ใช่ทางเลือกเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาวิธีการสำหรับการสร้าง แผนที่ทางพันธุกรรมโครโมโซมโดยใช้วิธีไฮบริดโลจีของการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม
ดังนั้นในตอนต้นของศตวรรษที่ XX บทบาทของโครโมโซมในฐานะพาหะหลักของสารพันธุกรรมในเซลล์ยูคาริโอตได้รับการพิสูจน์อย่างไม่อาจหักล้างได้ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของโครโมโซม
24. กองโซมาติกเซลล์. ระยะ Har-ka ของไมโทซิส
การแบ่งเซลล์โซมาติกและนิวเคลียส (ไมโทซิส) นั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงหลายเฟสที่ซับซ้อนของโครโมโซม: 1) ในกระบวนการของไมโทซิส โครโมโซมแต่ละตัวจะถูกทำซ้ำบนพื้นฐานของการจำลองแบบเสริมของโมเลกุลดีเอ็นเอด้วยการก่อตัวของเส้นใยสองพี่น้อง สำเนา (chromatids) เชื่อมต่อที่ centromere; 2) ต่อมา ซิสเตอร์โครมาทิดจะถูกแยกและกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วนิวเคลียสของเซลล์ลูกสาว
ส่งผลให้มีการรักษาเอกลักษณ์ในการแบ่งเซลล์ร่างกาย ชุดโครโมโซมและสารพันธุกรรม
ควรพูดแยกกันเกี่ยวกับเซลล์ประสาท - เซลล์ postmitotic ที่มีความแตกต่างอย่างมากซึ่งไม่ได้รับการแบ่งเซลล์ตลอดชีวิต ความสามารถในการชดเชยของเซลล์ประสาทในการตอบสนองต่อการกระทำของปัจจัยที่สร้างความเสียหายถูกจำกัดโดยการสร้างใหม่ภายในเซลล์และการซ่อมแซมดีเอ็นเอในนิวเคลียสที่ไม่แบ่งตัว ซึ่งส่วนใหญ่จะกำหนดความจำเพาะของกระบวนการทางระบบประสาทของลักษณะทางพันธุกรรมและไม่ใช่กรรมพันธุ์
ไมโทซิส- การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญทางชีวภาพซึ่งอยู่ในการกระจายที่เหมือนกันของโครโมโซมลูกสาวพร้อมข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ระหว่างนิวเคลียสของเซลล์ลูกสาวอันเป็นผลมาจากการแบ่งนี้นิวเคลียสของลูกสาว เซลล์มีชุดของโครโมโซมในปริมาณและคุณภาพเหมือนกันกับในเซลล์แม่
โครโมโซม- สารตั้งต้นหลักของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมเป็นโครงสร้างเดียวที่ได้รับการพิสูจน์ความสามารถในการทำซ้ำอย่างอิสระ ออร์แกเนลล์อื่น ๆ ทั้งหมดของเซลล์ที่มีความสามารถในการทำซ้ำจะดำเนินการภายใต้การควบคุมของนิวเคลียส ในเรื่องนี้สิ่งสำคัญคือต้องรักษาจำนวนโครโมโซมให้คงที่และกระจายอย่างสม่ำเสมอในเซลล์ลูกสาวซึ่งทำได้โดยกลไกทั้งหมดของไมโทซิส วิธีการแบ่งเซลล์พืชนี้ถูกค้นพบในปี 1874 โดยนักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซีย I. D. Chistyakov และในเซลล์สัตว์ - ในปี 1878 โดยนักประวัติศาสตร์ชาวรัสเซีย P. I. Peremezhko (1833-1894)
ในกระบวนการของไมโทซิส (รูปที่ 2.15) มีห้าขั้นตอนต่อเนื่องกัน: การพยากรณ์, โพรเมตาเฟส, เมตาเฟส, แอนาเฟสและเทโลเฟส ขั้นตอนเหล่านี้เชื่อมต่อกันโดยทันทีโดยการเปลี่ยนภาพที่ไม่สามารถมองเห็นได้ แต่ละเงื่อนไขก่อนหน้านี้นำไปสู่เงื่อนไขถัดไป
ในเซลล์ที่เข้าสู่การแบ่งตัว โครโมโซมจะอยู่ในรูปของลูกบอลที่มีเกลียวบางๆ ในเวลานี้โครโมโซมแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโครมาทิดน้องสาวสองคน การก่อตัวของโครมาทิดเกิดขึ้นตามหลักการของเมทริกซ์ในช่วง S ของวัฏจักรไมโทติคอันเป็นผลมาจากการจำลองแบบดีเอ็นเอ
ที่จุดเริ่มต้น คำทำนายและบางครั้งก่อนที่จะเริ่มมีอาการ centriole ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน และแยกออกไปยังขั้วของนิวเคลียส ในเวลาเดียวกันโครโมโซมได้รับกระบวนการบิด (เกลียว) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่โครโมโซมสั้นและหนาขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โครมาทิดเคลื่อนออกจากกันเล็กน้อย เหลือเพียงเซนโตรเมียร์เท่านั้นที่เชื่อมต่อกัน มีช่องว่างระหว่างโครมาทิด เมื่อสิ้นสุดการพยากรณ์ ร่างที่เปล่งประกายจะก่อตัวขึ้นรอบๆ เซนทริโอลในเซลล์สัตว์ เซลล์พืชส่วนใหญ่ไม่มีเซนทริโอล
เมื่อสิ้นสุดการพยากรณ์ นิวคลีโอลีจะหายไป เปลือกนิวเคลียร์จะละลายจากไลโซโซมภายใต้การกระทำของเอนไซม์ และโครโมโซมจะแช่อยู่ในไซโตพลาสซึม ในเวลาเดียวกันรูปร่างที่ไม่มีสีปรากฏขึ้นซึ่งประกอบด้วยเกลียวที่ยื่นออกมาจากเสาของเซลล์ (ถ้ามี centrioles แล้วจากพวกมัน) ฟิลาเมนต์ที่ไม่มีสีติดอยู่กับเซนโทรเมียร์ของโครโมโซม มีรูปร่างลักษณะคล้ายแกนหมุน การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าเกลียวของสปินเดิลคือทูบูลทูบูล
ในโพรเมตาเฟสในใจกลางของเซลล์คือไซโตพลาสซึมซึ่งมีความหนืดเล็กน้อย โครโมโซมที่แช่อยู่ในนั้นจะถูกส่งไปยังเส้นศูนย์สูตรของเซลล์
ที่ metaphaseโครโมโซมอยู่ในสถานะสั่งการที่เส้นศูนย์สูตร โครโมโซมทั้งหมดสามารถมองเห็นได้ชัดเจนเนื่องจากการศึกษาคาริโอไทป์ (การนับจำนวนการศึกษารูปร่างของโครโมโซม) ได้อย่างแม่นยำในขั้นตอนนี้ ในเวลานี้โครโมโซมแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยสองโครมาทิดซึ่งส่วนปลายแยกออกจากกัน ดังนั้นบนแผ่นเมตาเฟส (และสำนวนจากโครโมโซมเมตาเฟส) โครโมโซมจึงมีรูปร่าง A การศึกษาโครโมโซมดำเนินการอย่างแม่นยำในขั้นตอนนี้
ที่ แอนนาเฟสโครโมโซมแต่ละอันแยกออกตามยาวตลอดความยาว รวมทั้งในบริเวณเซนโทรเมียร์อย่างแม่นยำมากขึ้น มีความแตกต่างของโครมาทิด ซึ่งต่อมากลายเป็นโครโมโซมน้องสาวหรือลูกสาว พวกมันมีรูปร่างเป็นแท่งโค้งในบริเวณที่มีการหดตัวหลัก เกลียวของสปินเดิลสั้นลง เคลื่อนไปทางเสา และด้านหลังโครโมโซมของลูกสาวเริ่มแยกออกไปทางเสา ความแตกต่างของพวกเขาจะดำเนินการอย่างรวดเร็วและในเวลาเดียวกันเป็น "ตามคำสั่ง" นี้แสดงให้เห็นอย่างดีโดยกรอบฟิล์มของเซลล์แบ่ง กระบวนการที่รุนแรงยังเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมซึ่งคล้ายกับของเหลวเดือดบนแผ่นฟิล์ม
ที่ telophaseโครโมโซมของลูกสาวไปถึงขั้ว หลังจากนั้นโครโมโซมจะสลายตัว สูญเสียโครงร่างที่ชัดเจน และก่อตัวขึ้นรอบๆ เยื่อหุ้มนิวเคลียส. นิวเคลียสได้โครงสร้างที่คล้ายกับเฟสระหว่างเซลล์แม่ นิวเคลียสได้รับการฟื้นฟู
25. เซลล์สืบพันธุ์ของมนุษย์โครงสร้าง ประเภทของโครงสร้างของไข่
เพื่อมีส่วนร่วมในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในสิ่งมีชีวิตของผู้ปกครอง gametes -เซลล์ที่เชี่ยวชาญในการสร้างฟังก์ชันการกำเนิด
การรวมกันของ gametes ของมารดาและบิดาส่งผลให้
ภาวะฉุกเฉิน ไซโกต -เซลล์ ซึ่งเป็นบุตรสาวในระยะแรก ระยะแรกของการพัฒนาบุคคล
ในสิ่งมีชีวิตบางชนิด ไซโกตเกิดขึ้นจากการรวมตัวของ gametes ที่แยกไม่ออกจากโครงสร้าง ในกรณีเช่นนี้ ใครๆ ก็พูดถึง isogamy
ในสปีชีส์ส่วนใหญ่ ตามลักษณะโครงสร้างและการทำงาน เซลล์สืบพันธุ์แบ่งออกเป็น มารดา(ไข่) และ บิดา(อสุจิ). ปกติจะมีการผลิตไข่และสเปิร์มขึ้น สิ่งมีชีวิตต่างๆ- หญิง (หญิง) และชาย (ชาย) ในการแบ่งเซลล์สืบพันธุ์เป็นไข่และตัวอสุจิและบุคคลเป็นเพศหญิงและเพศชายปรากฏการณ์ พฟิสซึ่มทางเพศ(รูปที่ 5.1; 5.2) การปรากฏตัวของมันในธรรมชาติสะท้อนให้เห็นถึงความแตกต่างในงานที่แก้ไขในกระบวนการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศโดยเซลล์สืบพันธุ์เพศชายหรือเพศหญิงเพศชายหรือเพศหญิง
เซลล์สืบพันธุ์เพศชาย - อสุจิหรือตัวอสุจิที่มีความยาวประมาณ 70 ไมครอน มีหัว คอ และหาง
ตัวอสุจิถูกปกคลุมด้วย cytolemma ซึ่งในส่วนหน้ามีตัวรับที่ให้การรับรู้ของตัวรับไข่
หัวของตัวอสุจิประกอบด้วยนิวเคลียสหนาแน่นขนาดเล็กที่มีชุดโครโมโซมเดี่ยว ครึ่งหน้าของนิวเคลียสถูกปกคลุมด้วยถุงแบนที่สร้างฝาครอบของตัวอสุจิ อะโครโซมตั้งอยู่ในนั้น (จากภาษากรีก asgo - บน, โสม - ร่างกาย),
ประกอบด้วยคอมเพล็กซ์ Golgi ที่ดัดแปลง อะโครโซมประกอบด้วยชุดของเอนไซม์ ในนิวเคลียสของอสุจิของมนุษย์ที่ครอบครอง
ส่วนใหญ่ของศีรษะมี 23 โครโมโซมซึ่งหนึ่งในนั้นเป็นเพศ (X หรือ Y) ส่วนที่เหลือเป็นออโตโซม ส่วนหางของสเปิร์มประกอบด้วยส่วนตรงกลาง ส่วนหลัก และส่วนปลาย
เมื่อตรวจสอบตัวอสุจิด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบว่าโปรโตพลาสซึมของหัวไม่มีคอลลอยด์ แต่มีสถานะผลึกเหลว สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานของตัวอสุจิต่ออิทธิพลที่ไม่พึงประสงค์ สภาพแวดล้อมภายนอก. ตัวอย่างเช่น พวกมันได้รับความเสียหายน้อยกว่าจากการแผ่รังสีไอออไนซ์เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์สืบพันธุ์ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ
ตัวอสุจิทั้งหมดมีชื่อเดียวกัน (เชิงลบ) ค่าไฟฟ้าซึ่งทำให้ไม่เกาะติดกัน
คนปล่อยตัวอสุจิประมาณ 200 ล้านตัว
โอโอไซต์หรือโอโอไซต์(จาก lat. ovum - ไข่) ทำให้สุกในปริมาณที่น้อยกว่าอสุจิ ในผู้หญิงที่มีวงจรทางเพศ 24-28 วัน) ตามกฎแล้วไข่หนึ่งฟองจะโตเต็มที่ ดังนั้นในช่วงคลอดบุตรจะมีไข่สุกประมาณ 400 ฟอง
การหลั่งของไข่จากรังไข่เรียกว่า การตกไข่. ไข่ที่ออกมาจากรังไข่นั้นล้อมรอบด้วยมงกุฎของเซลล์ฟอลลิคูลาร์ซึ่งมีจำนวนถึง 3-4 พัน มันถูกหยิบขึ้นมาโดยขอบของท่อนำไข่ (ท่อนำไข่) และเคลื่อนไปตามนั้น ที่นี่การเจริญเติบโตของเซลล์สืบพันธุ์สิ้นสุดลง ไข่ มีรูปร่างเป็นทรงกลมใหญ่กว่าตัวอสุจิซึ่งมีปริมาตรของไซโตพลาสซึมไม่มีความสามารถในการเคลื่อนที่อย่างอิสระ
โครงสร้าง.ไข่มนุษย์มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 130 ไมครอน ติดกับ cytolemma เป็นโซนที่มีความมันวาวหรือโปร่งใส จากนั้นเป็นชั้นของเซลล์ฟอลลิคูลาร์ นิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงมีชุดโครโมโซมเดี่ยวที่มีโครโมโซมเพศ X ซึ่งเป็นนิวเคลียสที่กำหนดไว้อย่างดี และมีรูพรุนจำนวนมากในคาริโอเลมมา ในช่วงระยะเวลาของการเจริญเติบโตของไข่ กระบวนการอย่างเข้มข้นของการสังเคราะห์ mRNA และ rRNA เกิดขึ้นในนิวเคลียส
ในไซโตพลาสซึม มีการพัฒนาเครื่องมือสังเคราะห์โปรตีน (เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, ไรโบโซม) และอุปกรณ์กอลจิ จำนวนไมโตคอนเดรียอยู่ในระดับปานกลางตั้งอยู่ใกล้นิวเคลียสไข่แดงซึ่งมีการสังเคราะห์ไข่แดงอย่างเข้มข้นไม่มีศูนย์เซลล์ เครื่องมือ Golgi ในระยะแรกของการพัฒนาตั้งอยู่ใกล้นิวเคลียสและในกระบวนการสุกของไข่จะเลื่อนไปที่ขอบของไซโตพลาสซึม
เซลล์ไข่ถูกปกคลุมซึ่งทำหน้าที่ป้องกันให้การเผาผลาญที่จำเป็นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในรกที่พวกเขาทำหน้าที่แนะนำตัวอ่อนเข้าไปในผนังมดลูกและยังทำหน้าที่อื่น ๆ
cytolemma ของไข่มี microvilli อยู่ระหว่างกระบวนการของเซลล์ follicular เซลล์ฟอลลิคูลาร์ทำหน้าที่ด้านโภชนาการและการป้องกัน
โอโอไซต์มีขนาดใหญ่กว่าเซลล์โซมาติกมาก โครงสร้างภายในเซลล์ของไซโตพลาสซึมในพวกมันมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับสัตว์แต่ละชนิด ซึ่งทำให้มั่นใจถึงลักษณะการพัฒนาที่เฉพาะเจาะจง (และมักจะเป็นรายบุคคล) ไข่มีสารหลายอย่างที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาตัวอ่อน ซึ่งรวมถึงสารอาหาร (ไข่แดง)
การจำแนกไข่ขึ้นอยู่กับสัญญาณของการมีอยู่ ปริมาณ และการกระจายของไข่แดง (เลซิโทส) ซึ่งเป็นการรวมโปรตีน-ลิปิดในไซโตพลาสซึมที่ใช้หล่อเลี้ยงตัวอ่อน
มีไข่แดง (alecital), ไข่แดงต่ำ (oligolecital), ไข่แดงปานกลาง (mesolecithal), multiyolk (polylecital)
ในมนุษย์ การปรากฏตัวของไข่แดงจำนวนเล็กน้อยในไข่นั้นเกิดจากการพัฒนาของตัวอ่อนในร่างกายของแม่
ขั้วของโอโอไซต์ด้วยไข่แดงจำนวนเล็กน้อยในไข่ โดยปกติแล้วจะกระจายอย่างสม่ำเสมอในไซโตพลาสซึม และนิวเคลียสจะตั้งอยู่ตรงกลางโดยประมาณ ไข่เหล่านี้เรียกว่า ไอโซเลซิทัล(จากภาษากรีก. ไอซอส -เท่ากัน). สัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มีไข่แดงจำนวนมากและมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในไซโตพลาสซึมของไข่ มัน anisolecithalเซลล์. ไข่แดงจำนวนมากสะสมอยู่ที่ขั้วใดขั้วหนึ่งของเซลล์ - เสาพืชไข่เหล่านี้เรียกว่า เทโลเลซิทัล(จากภาษากรีก. เทลอส -ตอนจบ). ขั้วตรงข้ามซึ่งกระตุ้นไซโตพลาสซึมที่ปราศจากไข่แดงเรียกว่า สัตว์.หากไข่แดงยังคงแช่อยู่ในไซโตพลาสซึมและไม่ถูกแยกออกจากไข่แดงเป็นเศษส่วนแยกกัน เช่น ปลาสเตอร์เจียนและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ไข่จะถูกเรียก เทโลเลซิทัลปานกลางหากไข่แดงแยกออกจากไซโตพลาสซึมอย่างสมบูรณ์เช่นเดียวกับในน้ำคร่ำแล้วสิ่งนี้ เทโลเลซิทัลอย่างรวดเร็วไข่.
26. การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต การจำแนกวิธีการสืบพันธุ์
การสืบพันธุ์หรือการสืบพันธุ์เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักที่กำหนดลักษณะชีวิต การสืบพันธุ์หมายถึงความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการผลิตของตัวเอง ปรากฏการณ์ของการสืบพันธุ์นั้นเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับหนึ่งในคุณสมบัติที่บ่งบอกถึงชีวิต - ความไม่ต่อเนื่อง อย่างที่คุณทราบ สิ่งมีชีวิตแบบองค์รวมประกอบด้วยหน่วยที่ไม่ต่อเนื่อง - เซลล์ อายุขัยของเซลล์เกือบทั้งหมดสั้นกว่าอายุของบุคคล ดังนั้นการดำรงอยู่ของแต่ละเซลล์จึงคงอยู่โดยการสืบพันธุ์ของเซลล์ สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทก็แยกจากกันนั่นคือประกอบด้วยบุคคลแยกจากกัน แต่ละคนเป็นของตาย การดำรงอยู่ของสายพันธุ์ได้รับการสนับสนุนโดยการสืบพันธุ์ (การสืบพันธุ์) ของบุคคล ดังนั้น การสืบพันธุ์จึงเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสายพันธุ์และความต่อเนื่องของรุ่นต่อๆ มาภายในสายพันธุ์ การจำแนกรูปแบบการสืบพันธุ์ขึ้นอยู่กับประเภทของการแบ่งเซลล์: ไมโทติค (ไม่อาศัยเพศ) และไมโอติก (เพศ) แบบฟอร์มการสืบพันธุ์สามารถแสดงเป็นโครงร่างต่อไปนี้
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ในยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียว นี่คือการแบ่งตัวซึ่งมีพื้นฐานมาจากไมโทซิส ในโปรคาริโอต การแบ่งตัวของนิวเคลียส และในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ การสืบพันธุ์ของพืช (ละติน vegetatio - เติบโต) เช่น ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายหรือกลุ่มของเซลล์ร่างกาย
การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศของสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวในพืชและสัตว์ที่มีเซลล์เดียวมีรูปแบบดังต่อไปนี้ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ: ดิวิชั่น, เอนโดโกนี, ดิวิชั่นหลายตัว (สคิโซโกนี) และแตกหน่อ
แผนก ลักษณะของเซลล์เดียว (อะมีบา, แฟลกเจลลา, ciliates) อย่างแรก การแบ่งไมโทติคของนิวเคลียสเกิดขึ้น และจากนั้นการหดตัวที่ลึกขึ้นเรื่อยๆ ก็เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม ในกรณีนี้ เซลล์ลูกสาวจะได้รับข้อมูลจำนวนเท่ากัน ออร์แกเนลล์มักจะกระจายอย่างสม่ำเสมอ ในหลายกรณี พบว่าการแบ่งนำหน้าด้วยการทวีคูณ หลังจากการแบ่งแยกลูกสาวแต่ละคนจะเติบโตขึ้นและเมื่อถึงขนาดของสิ่งมีชีวิตของมารดาแล้วให้ไปที่แผนกใหม่
เอ็นโดโกนี - การแตกหน่อภายใน ด้วยการก่อตัวของลูกสาวสองคน - endodyogony - แม่ให้ลูกเพียงสองคน (นี่คือวิธีการสืบพันธุ์ของ toxoplasma) แต่อาจมีการแตกหน่อภายในหลายครั้งซึ่งจะนำไปสู่โรคจิตเภท
โรคจิตเภท หรือการหารแบบทวีคูณคือรูปแบบการสืบพันธุ์ที่พัฒนามาจากภาคที่แล้ว นอกจากนี้ยังพบในสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวเช่นในเชื้อมาลาเรีย - พลาสโมเดียมมาเลเรีย ด้วยโรคจิตเภท การแบ่งนิวเคลียสหลายครั้งเกิดขึ้นโดยไม่มีไซโตไคเนซิส จากนั้นไซโตพลาสซึมทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นอนุภาคที่แยกจากกันรอบนิวเคลียส หนึ่งเซลล์สร้างเซลล์ลูกสาวจำนวนมาก การสืบพันธุ์แบบนี้มักจะสลับกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
กำลังแตกหน่อ ประกอบด้วยความจริงที่ว่าตุ่มขนาดเล็กก่อตัวขึ้นในเซลล์แม่ซึ่งมีนิวเคลียสของลูกสาวหรือนิวเคลียส ไตเติบโตถึงขนาดของแม่แล้วแยกออกจากมัน รูปแบบการสืบพันธุ์นี้พบเห็นได้ในแบคทีเรีย เชื้อราจากยีสต์ และจากสัตว์ที่มีเซลล์เดียว - ในการดูด ciliates
การสร้างสปอร์ พบในสัตว์ที่อยู่ในประเภทของโปรโตซัว คลาสของสปอโรซัว สปอร์เป็นหนึ่งในขั้นตอน วงจรชีวิตทำหน้าที่สืบพันธุ์ประกอบด้วยเซลล์ที่หุ้มด้วยเมมเบรนที่ป้องกัน เงื่อนไขที่ไม่พึงประสงค์สภาพแวดล้อมภายนอก แบคทีเรียบางชนิดหลังกระบวนการทางเพศสามารถสร้างสปอร์ได้ สปอร์ของแบคทีเรียไม่ได้มีไว้สำหรับการสืบพันธุ์ แต่สำหรับการประสบกับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยและมีความสำคัญทางชีวภาพแตกต่างกันจากสปอร์ของโปรโตซัวและพืชหลายเซลล์
การขยายพันธุ์พืชต่อมหลายเซลล์ ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยพืชในสัตว์หลายเซลล์ สิ่งมีชีวิตใหม่จะก่อตัวขึ้นจากกลุ่มเซลล์ที่แยกออกจากสิ่งมีชีวิตแม่ การสืบพันธุ์ของพืชเกิดขึ้นเฉพาะในสัตว์หลายเซลล์ดึกดำบรรพ์เท่านั้น: ฟองน้ำ ปลาซีเลนเทอเรตบางชนิด ผิวแบน และผิวคล้ำ
ในฟองน้ำและไฮดรา เนื่องจากการสืบพันธุ์ของกลุ่มเซลล์ในร่างกาย ส่วนที่ยื่นออกมา (ไต)ไตประกอบด้วยเซลล์ ecto- และ endoderm ในไฮดราไตจะค่อยๆเพิ่มขึ้นมีหนวดขึ้นและในที่สุดก็แยกออกจากแม่ เลนส์ปรับเลนส์และ annelids แบ่งตามการหดตัวออกเป็นหลายส่วน อวัยวะที่หายไปจะได้รับการฟื้นฟูในแต่ละอวัยวะ ดังนั้นจึงสามารถสร้างห่วงโซ่ของบุคคลได้ ในโพรงลำไส้บางส่วน การสืบพันธุ์เกิดขึ้นโดย strobilation ซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าสิ่งมีชีวิต polyploid เติบโตค่อนข้างเข้มข้นและเมื่อไปถึง ขนาดที่รู้จักเริ่มแบ่งตามขวางเป็นรายบุคคลลูกสาว ในเวลานี้ โพลิปมีลักษณะคล้ายกับกองจาน บุคคลที่ก่อตัวขึ้น - แมงกะพรุนหลุดออกมาและเริ่มต้น ชีวิตอิสระ. ในหลายสปีชีส์ (เช่น coelenterates) รูปแบบการสืบพันธุ์ของพืชสลับกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
กระบวนการทางเพศ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีลักษณะเป็นกระบวนการทางเพศที่ให้การแลกเปลี่ยน ข้อมูลทางพันธุกรรมและสร้างเงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นของความแปรปรวนทางพันธุกรรม ตามกฎแล้วบุคคลสองคนมีส่วนร่วม - หญิงและชายซึ่งสร้างเซลล์เพศหญิงและชายเดี่ยว - gametes อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิ กล่าวคือ การรวมตัวของ gametes เพศหญิงและเพศชาย ไซโกตซ้ำเกิดขึ้นด้วยการผสมผสานลักษณะทางพันธุกรรมแบบใหม่ซึ่งกลายเป็นบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตใหม่
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศเมื่อเปรียบเทียบกับการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศทำให้มั่นใจได้ว่าลูกหลานจะมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากขึ้น รูปแบบของกระบวนการทางเพศคือการผันและการมีเพศสัมพันธ์
การผันคำกริยา- รูปแบบที่แปลกประหลาดของกระบวนการทางเพศซึ่งการปฏิสนธิเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนนิวเคลียสการโยกย้ายร่วมกันซึ่งเคลื่อนที่จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งตามสะพานไซโตพลาสซึมที่เกิดจากบุคคลสองคน ในระหว่างการคอนจูเกต โดยปกติแล้วจะไม่มีจำนวนบุคคลเพิ่มขึ้น แต่มีการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างเซลล์ ซึ่งทำให้แน่ใจได้ถึงการรวมตัวกันของคุณสมบัติทางพันธุกรรม การผันคำกริยาเป็นเรื่องปกติสำหรับโปรโตซัวปรับเลนส์ (เช่น ซิลิเอต) สาหร่ายบางชนิด (สไปโรไจรา)
การมีเพศสัมพันธ์ (gametogamy)- รูปแบบของกระบวนการทางเพศที่เซลล์สองเซลล์ต่างกัน - gametes - ผสานและสร้างไซโกต ในกรณีนี้ นิวเคลียสของ gamete จะสร้างนิวเคลียสไซโกตหนึ่งอัน
มีรูปแบบหลักของ gametogamy ดังต่อไปนี้: isogamy, anisogamy และ oogamy
ที่ isogamy gametes เคลื่อนที่ที่เหมือนกันทางสัณฐานวิทยานั้นก่อตัวขึ้น แต่ในทางสรีรวิทยาพวกมันต่างกันใน "เพศชาย" และ "เพศหญิง" Isogamy พบได้ในสาหร่ายหลายชนิด
ที่ เพศตรงข้าม (heterogamy)เซลล์สืบพันธุ์ที่แตกต่างกันทางสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาจะเกิดขึ้น ประเภทนี้ ทางเพศกระบวนการนี้เป็นลักษณะของสาหร่ายหลายชนิด
เมื่อไร oogamy gametes นั้นแตกต่างกันมาก ตัวเมียตัวเมียมีขนาดใหญ่เคลื่อนที่ไม่ได้ ไข่,ที่มีสารอาหารมากมาย gametes ชาย - อสุจิ- เซลล์ขนาดเล็กและเคลื่อนที่ได้บ่อยที่สุดซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความช่วยเหลือของแฟลกเจลลาหนึ่งตัวหรือมากกว่า เมล็ดพืชมีเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ อสุจิ- ไม่มีแฟลกเจลลา และส่งไปยังไข่โดยใช้หลอดเรณู Oogamy เป็นลักษณะของสัตว์ พืชชั้นสูง และเชื้อราหลายชนิด
27. การสร้างไข่และการสร้างสเปิร์ม
การสร้างอสุจิอัณฑะประกอบด้วยท่อจำนวนมาก ส่วนตามขวางผ่านท่อแสดงว่ามีเซลล์หลายชั้น พวกเขาเป็นตัวแทนของขั้นตอนต่อเนื่องในการพัฒนาตัวอสุจิ
ชั้นนอก (เขตสืบพันธุ์) คือ อสุจิ- เซลล์กลม พวกมันมีนิวเคลียสที่ค่อนข้างใหญ่และมีไซโตพลาสซึมจำนวนมาก ในช่วงระยะเวลา พัฒนาการของตัวอ่อนและหลังคลอดก่อนวัยแรกรุ่น spermatogonia จะแบ่งตัวด้วยไมโทซีส ซึ่งจะเป็นการเพิ่มจำนวนของเซลล์เหล่านี้และอัณฑะเอง ระยะการแบ่งตัวที่รุนแรงเรียกว่า ช่วงเวลา การผสมพันธุ์
หลังจากเริ่มเข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ อสุจิบางส่วนยังคงแบ่งเซลล์แบบไมโทโทโกเนียและก่อตัวเป็นเซลล์เดียวกัน แต่บางส่วนก็เคลื่อนไปสู่เซลล์ถัดไป เขตการเจริญเติบโตตั้งอยู่ใกล้กับลูเมนของท่อ ที่นี่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขนาดของเซลล์เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณของไซโตพลาสซึม ในขั้นตอนนี้พวกเขาจะเรียกว่า เซลล์อสุจิปฐมภูมิ.
ขั้นตอนที่สามในการพัฒนาเซลล์สืบพันธุ์เพศชายเรียกว่า ระยะสุก. ในช่วงเวลานี้ แผนกที่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วสองส่วนเกิดขึ้นทีละส่วน จากเซลล์อสุจิหลักแต่ละตัว สอง เซลล์อสุจิรองแล้วก็สี่ อสุจิมีลักษณะเป็นวงรีและมีขนาดที่เล็กกว่ามาก การแบ่งเซลล์ในช่วงการเจริญเติบโตจะมาพร้อมกับการจัดเรียงใหม่ของอุปกรณ์โครโมโซม (ไมโอซิสเกิดขึ้น ดูด้านล่าง) อสุจิเคลื่อนตัวไปยังบริเวณที่ใกล้กับลูเมนของท่อมากที่สุดซึ่งก่อตัวขึ้น อสุจิ
ในสัตว์ป่าส่วนใหญ่ การสร้างอสุจิจะเกิดขึ้นในบางช่วงเวลาของปีเท่านั้น ในช่วงเวลาระหว่างพวกเขา tubules ของอัณฑะมีเพียงสเปิร์มโตโกเนียเท่านั้น แต่ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงส่วนใหญ่ การสร้างอสุจิเกิดขึ้นตลอดทั้งปี
กำเนิดไข่. ระยะของการสร้างไข่นั้นเทียบได้กับระยะของการสร้างสเปิร์ม กระบวนการนี้ยังมี ฤดูผสมพันธุ์เมื่อแบ่งอย่างเข้มข้น oogonia- เซลล์ขนาดเล็กที่มีนิวเคลียสค่อนข้างใหญ่และไซโตพลาสซึมในปริมาณเล็กน้อย ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ ช่วงเวลานี้สิ้นสุดก่อนเกิด ที่เกิดขึ้นในครั้งนี้ ไข่ปฐมภูมิยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเป็นเวลาหลายปี เมื่อเริ่มเข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ เซลล์ไข่แต่ละเซลล์จะเข้าสู่ช่วงเวลาหนึ่ง การเจริญเติบโตเซลล์เพิ่มขึ้น ไข่แดง ไขมัน เม็ดสีสะสมอยู่ในตัว
ในพลาสซึมของเซลล์ ออร์แกเนลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ การเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและชีวเคมีที่ซับซ้อนเกิดขึ้น โอโอไซต์แต่ละเซลล์ล้อมรอบด้วยเซลล์ฟอลลิคูลาร์ขนาดเล็กที่ให้สารอาหาร
ต่อไปมา ระยะสุก. ในระหว่างที่มีการแบ่งส่วนต่อเนื่องสองส่วนที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุปกรณ์โครโมโซม (ไมโอซิส) นอกจากนี้แผนกเหล่านี้ยังมาพร้อมกับการแบ่งไซโตพลาสซึมระหว่างเซลล์ลูกสาวอย่างไม่สม่ำเสมอ เมื่อไข่ปฐมภูมิแบ่งตัว จะเกิดเซลล์ขนาดใหญ่ขึ้นหนึ่งเซลล์ - ไข่รองซึ่งประกอบด้วยไซโตพลาสซึมเกือบทั้งหมด และเซลล์ขนาดเล็กที่เรียกว่า โปโลไซต์หลัก. ในส่วนที่สองของการเจริญเติบโต ไซโตพลาสซึมจะกระจายอย่างไม่สม่ำเสมออีกครั้ง โอโอไซต์ทุติยภูมิขนาดใหญ่หนึ่งเซลล์และโปโลไซต์ทุติยภูมิเกิดขึ้น ในเวลานี้ โปโลไซต์ปฐมภูมิยังสามารถแบ่งออกเป็นสองเซลล์ ดังนั้น ไข่รองหนึ่งตัวและโพโลไซต์สามตัว (ตัวรีดักชัน) จึงเกิดขึ้นจากโอโอไซต์หลักหนึ่งตัวนอกจากนี้ ไข่จะก่อตัวขึ้นจากโอโอไซต์ทุติยภูมิ และโพโลไซต์จะละลายหรือยังคงอยู่บนพื้นผิวของไข่ แต่ไม่ได้มีส่วนร่วม พัฒนาต่อไป. การกระจายตัวของไซโตพลาสซึมที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เซลล์ไข่มีไซโตพลาสซึมและสารอาหารจำนวนมากที่จำเป็นในอนาคตสำหรับการพัฒนาของตัวอ่อน
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและมนุษย์ ระยะการสืบพันธุ์และการเจริญเติบโตของไข่เกิดขึ้นในรูขุม (รูปที่ 3.5) รูขุมขนที่โตเต็มที่เต็มไปด้วยของเหลว ข้างในเป็นเซลล์ไข่ ในระหว่างการตกไข่ ผนังของรูขุมแตก ไข่เข้าสู่ ช่องท้องและตามกฎแล้วเข้าไปในท่อนำไข่ ระยะเวลาในการสุกของไข่เกิดขึ้นในหลอดและการปฏิสนธิเกิดขึ้นที่นี่
ในสัตว์หลายชนิด การเกิดไข่และการสุกของไข่เกิดขึ้นเฉพาะในบางฤดูกาลของปี ในผู้หญิง ไข่หนึ่งฟองมักจะสุกทุกเดือน และตลอดช่วงวัยแรกรุ่น - ประมาณ 400 ไข่จะสุกและให้เซลล์ไข่ ซึ่งหมายความว่าปัจจัยที่ไม่เอื้ออำนวยต่างๆ ที่ร่างกายของผู้หญิงได้รับในช่วงชีวิตอาจส่งผลต่อการพัฒนาต่อไป สารมีพิษ(รวมถึงนิโคตินและแอลกอฮอล์) ที่เข้าสู่ร่างกายสามารถเจาะเข้าไปในเซลล์ไข่และก่อให้เกิดการรบกวนในการพัฒนาปกติของลูกหลานในอนาคต
28. Mitosis ความสำคัญทางชีวภาพ
องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของวัฏจักรเซลล์คือวงจรไมโทติค (การงอกขยาย) เป็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนและสัมพันธ์กันระหว่างการแบ่งเซลล์ เช่นเดียวกับก่อนและหลัง วงจร Mitotic- นี่คือชุดของกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์จากแผนกหนึ่งไปยังอีกแผนกหนึ่งและจบลงด้วยการก่อตัวของสองเซลล์ในรุ่นต่อไป นอกจากนี้ แนวคิดของวงจรชีวิตยังรวมถึงระยะเวลาของการทำงานโดยเซลล์ของการทำงานและระยะเวลาที่เหลือ ในเวลานี้ ชะตากรรมของเซลล์ต่อไปไม่แน่นอน: เซลล์อาจเริ่มแบ่งตัว (เข้าสู่ไมโทซิส) หรือเริ่มเตรียมที่จะทำหน้าที่เฉพาะ
โครโมโซม(กรีกโบราณ khr^tsa - สีและวุ้น - ร่างกาย) - โครงสร้างนิวคลีโอโปรตีนในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งมองเห็นได้ระหว่างการแบ่งเซลล์ (ไมโทซิสหรือไมโอซิส) การก่อตัวเหล่านี้คือ ระดับสูงการควบแน่นของโครมาติน เมื่อยืดออกความยาวของโครโมโซมอาจสูงถึง 5 ซม.
ในระยะแรกของอินเตอร์เฟส (เฟส G () ในแต่ละโครโมโซมในอนาคตจะมีหนึ่งโมเลกุลดีเอ็นเอ ในระยะการสังเคราะห์ (S) ดีเอ็นเอจะเพิ่มเป็นสองเท่า ในช่วงปลายเฟส (เฟส G-) โครโมโซมแต่ละโครโมโซมประกอบด้วยโมเลกุลดีเอ็นเอที่เหมือนกัน 2 โมเลกุล เชื่อมต่อกันในลำดับศูนย์กลางของพื้นที่
ก่อนการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์จะเริ่มขึ้น โครโมโซมจะเริ่มหมุนเป็นเกลียว หรือเป็นก้อน ก่อตัวเป็นเส้นโครมาตินหนา หรือ โครมาทิด,แต่ละอันประกอบด้วยโมเลกุลดีเอ็นเอที่เหมือนกันหนึ่งตัว ความหนาที่มีนัยสำคัญของโครโมโซมในระยะเมตาเฟสทำให้คุณมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (รูปที่ 3.2)
เพื่อความคุ้นเคยทั่วไปและความเข้าใจที่ดีขึ้นของเนื้อหาต่อไปนี้ในรูปที่ 3.3 แสดงไดอะแกรมของไมโทซิสและไมโอซิส
ข้าว. 3.2.
ข้าว. 3.3.
คาริโอไทป์ของเซลล์- ชุดคุณสมบัติของโครโมโซมครบชุด ที่มีอยู่ในร่างกายจิตใจหรือสายเซลล์ คาริโอแกรมคือการแสดงภาพของโครโมโซมทั้งชุด (รูปที่ 3.4)
การรวบรวมคาริโอไทป์ (รูปที่ 3.4) ดำเนินการดังนี้ สำหรับการแบ่งเซลล์ด้วยโครโมโซม จะได้ภาพ (ภาพถ่าย ฯลฯ) จากนั้นโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันในภาพจะถูกจับคู่และเรียงกันในขนาด
โครโมโซมได้รับการปฏิบัติด้วยสีย้อมพิเศษที่ย้อม eu- และ heterochromatia ต่างกัน (โครมาตินที่หลวมและหนาแน่น) - Giemsa ย้อมบน ไอแบนด์และอื่น ๆ.
มีการจำแนกประเภท autosomes ของมนุษย์สองแบบ (โครโมโซมที่ไม่ใช่เพศ)
การจำแนกประเภทเดนเวอร์(1960, สหรัฐอเมริกา) - หลักการส่วนบุคคลค่าประมาณของออโตโซมตามขนาดและรูปร่าง (กลุ่มจาก A ถึง O; รูปที่ 3.4)
การจำแนกชาวปารีส(1971) - autosomes ถูกระบุโดยภูมิภาค eu- และ heterochromic เฉพาะสำหรับแต่ละคู่ (การย้อมสี; แถบ)
จำนวนโครโมโซมในคาริโอไทป์
ตอนแรกจำกัดตัวเองให้ศึกษาโครโมโซมพืชและแมลงที่มีโครโมโซมใหญ่จำนวนน้อย
ข้าว. 3.4. คาริโอไทป์ของเซลล์มนุษย์ตามการจำแนกประเภทเดนเวอร์
โครโมโซม สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมักจะมีโครโมโซมที่ค่อนข้างเล็กจำนวนมาก
จากปี ค.ศ. 1920 ถึงกลางปี ค.ศ. 1950 เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าบุคคลมีโครโมโซม 48 อัน (ในตอนแรกพบเพียง 37 โครโมโซม)
จนถึงปี ค.ศ. 1950 เชื่อกันว่าคอเคซอยด์ (ตัวแทนของเผ่าพันธุ์ผิวขาว) มีโครโมโซม 48 ตัว และมองโกลอยด์มีชุดของ X0 (ไม่มีโครโมโซม Y ตัวผู้!) และโครโมโซม 47 ตัว (Guttmap B. et al., 2004) อย่างไรก็ตาม ในปี 1956 Tijo และ Levan (J.-H. Tjio, A. Levan) จากสวีเดนได้พิสูจน์ว่าจำนวนโครโมโซมปกติของมนุษย์ที่แท้จริงคือ 46
ในไพรเมต จำนวนโครโมโซมเทียบได้กับจำนวนโครโมโซมในมนุษย์ (ลิงจำพวกลิงมี 42 ตัว ชิมแปนซี กอริลลา และอุรังอุตังมี 48)