Мейотическое розподіл, як один із способів розмноження клітин 1
1.Як епітеліальна тканина має найбільшу швидкість оновлення?
2.Де знаходиться цей епітелій?
3. Які типи клітин в ньому є?
Завдання №1. Мейотическое розподіл як один із способів розмноження клітин.
Терміном «мейоз» позначають два наступних один за одним поділу, в результаті яких з диплоїдних клітин утворюються гаплоїдні статеві клітини - гамети. Якби запліднення відбувалося диплоїдними гаметамі, то плоїдність нащадків в кожному наступному поколінні повинна була б зростати в геометричній прогресії. У той же час завдяки мейозу зрілі гамети завжди гаплоїдний, що дозволяє зберігати диплоидное соматичних клітин виду. Можливість існування подібного мейозу розподілу при дозріванні гамет тварин і рослин була передбачена А. Вейсманом ще в 1887 р Мейотіческіе розподілу не еквівалентні мітозу. Обом мейотичного поділу передує тільки одна фаза синтезу ДНК. Тривалість її, як і профази I ділення мейозу, у багато разів перевершує відповідні показники мітотичного циклу будь-яких соматичних клітин даного виду.
I I. Перше поділ мейозу.
Головні події мейозу розгортаються в профазі I поділу. Вона складається з п'яти стадій.
Першій стадії - лептотене, наступного безпосередньо за закінченням предмейотіческого синтезу ДНК, виявляються тонкі довгі хромосоми. Вони відрізняються в профазі мітозу двома особливостями: по-перше, в них не виявляється подвійність, тобто не видно сестринських хроматид, по-друге, лептотене хромосоми мають виражену хромомерное будова. Хромомери - вузлики. Ділянки щільною компактизації ДНК, розміри і розташування яких суворо видоспецифічність. Хромомери зустрічаються як в мейотіческіх, так і в мітотичних хромосомах, проте в останніх без специфічної обробки вони не видно.
У другій стадії профази I ділення - зиготене - відбувається тісне зближення по всій довжині (кон'югація) гомологічних хромосом. Гомологічними називаються хромосоми, що мають однакову форму і розмір, але одна з них отримана від матері, інша - від батька. Гаплоїдний набір дорівнює числу пар гомологів. Кон'югація гомологічних хромосом відбувається за принципом дії застібки-блискавки. Після закінчення кон'югації число хромосом як би зменшується вдвічі. Кожен елемент, що складається з двох гомологів, називають бівалентом або тетрадой. Останній термін підкреслює, що бивалент містить чотири хроматиди, що утворюються в ході предмейотіческого синтезу ДНК.
Третя стадія профази I ділення - Пахітена - у більшості видів найтриваліша. Під світловим мікроскопом видно кон'юговані хромосоми з більш-менш чітко вираженим хромомерним будовою. Приблизно в середині пахітени між хроматидами гомологічниххромосом з'являється поздовжня щілину, яка ясно показує, що бивалент - це, по суті, четверная хромосомная структура. У пахітене відбувається важливе генетичне подія - кросинговер, або перехрещення хроматид гомологічних хромосом. В результаті цього в кожному гомологи змішуються батьківський і материнський спадковий матеріал.
Результати Кросинговер стають помітними лише в четвертій і п'ятій стадіях профази I ділення - діплотене і діакінезе. Диплотена починається з моменту розбіжності гомологічних хромосом. В цей час в точках кроссинговера видно перехрещені хроматиди. Область перехрещення хроматид називають хиазмой. Число хіазм в цілому відповідає кількості актів кросинговеру в біваленте і пропорційно довжині гомологічних хромосом, його складових. Для діплотени і діакінеза характерно прогресуюче укорочення хромосом в результаті компактизації; тому Хіазм поступово терміналізуются, тобто наближаються до кінців бивалента і спадають з нього. Таким чином, у міру наближення до метафазі першого поділу число хіазм зменшується.
У метафазеI поділу мейозу район Центромера кожної хромосоми з'єднаний (на відміну від метафази мітозу) ниткою веретена тільки з одним полюсом клітини, причому центромери розійшлися гомологів завжди пов'язані з протилежними полюсами.
АнафазеI поділу мейозу не передує розщеплення центромери, як при мітозі, і тому до полюсів відходять НЕ хроматиди, а цілі хромосоми, що складаються з двох хроматид. Однак, оскільки гомологічні хромосоми розходяться до різних полюсів, перше мейотическое розподіл призводить до редукції числа хромосом. Іншими словами, за кількістю хромосом продукти I поділу мейозу стають гаплоїдний. Однак у зв'язку з тим, що хромосоми в них зберігають подвійність, тобто містять дві хроматиди, кількість ДНК зменшується лише до 2с.
III. Друге поділ мейозу
Головна відмінність мейозу від мітозу - кон'югація гомологічних хромосом з наступним розбіжністю їх в різні гамети. Точність розбіжності обумовлена точністю кон'югації, а остання - ідентичністю молекулярної структури ДНК гомологів.
На закінчення відзначимо, що цитологами доведено незалежне розбіжність хромосом в профазі I поділу мейозу. Це означає, що будь-яка батьківська хромосома може потрапити в гамету з будь-, в крайньому варіанті - з усіма материнськими негомологічної хромосоми. Однак якщо мова йде про дочірніх хромосомах (в II поділі мейозу), що утворилися з перехрещених, тобто зазнали кросинговер, або кроссоверних хроматид, то їх, строго кажучи, не можна розглядати ні як чисто батьківські, ні як чисто материнські.
Завдання №2. Схема формування нервової трубки.
Нервова система людського ембріона, що формується з дорсального потовщення ектодерми, представлена двома структурами: первинної смужкою і нотохордом. Первинна смужка є потовщенням ектодерми ембріона, що представляє до кінця третього тижня овальний диск близько 1,5 см в довжину. Рострально її знаходиться інше потовщення ектодерми - первинний (гензеновскій) вузлик. Вузлик, втягуючись, утворює бластопор. У ростральними напрямку між ектодерми і ентодерми з первинного вузлика мігрує тяж клітин, який утворює нотохорд. При подальшому втягуванні бластопора, що переходить в нотохорд, утворюється нотохордальний канал. Ектодерма, що покриває нотохорд, потовщується, формуючи нервову пластинку.
Надалі нервова пластинка прогинається з утворенням спочатку нервової борозенки. а в кінці - довгою порожнистої трубки, що лежить безпосередньо під поверхнею ектодерми, від якої вона відділяється. Першою замикається та частина нервової трубки, яка утворює задній мозок. При замиканні борозенки в каудальному напрямку формується частина нервової трубки, яка з'єднується зі спинним мозком. Замикання нервової борозенки в ростральними напрямку відбувається одночасно з формуванням сегментів спинного мозку. Воно спочатку веде до утворення середнього, а потім переднього мозку. Останнім замикається невеликий отвір на мозковому кінці, зване переднім нейропори. У міру замикання нервової трубки ектодермальние клітини бічних країв нервової борозенки виштовхуються в сторону, утворюючи довгастий тяж клітин по обидва боки трубки - нервовий гребінь. Процес формування нервової трубки називається Нейруляція.
По завершенні нейруляции клітини нервового гребеня мігрують назовні і дають початок спінальних гангліїв, периферичних гангліонарних нейронів симпатичної нервової системи, шваннівською клітини, клітинам спінальних гангліїв, а також клітинам, що створює внутрішні листки оболонок мозку. Сформувавшись, довга порожниста нервова трубка піддається подальшим змінам. На ранній стадії вона поділяється на довгу каудальную трубку, що утворить спинний мозок, і більш широкі ростральні сегменти, які перетворюються в головний мозок.
Мал. 1. Схема освіти нервової трубки і нервового гребеня:
I - утворення нервової борозенки, її занурення, II - утворення нервової трубки, нервового гребеня, Ш - міграція клітин нервового гребеня;
1 - нервова борозенка, 2 - нервовий гребінь, 3 - нервова трубка, 4 - ектодерма
Завдання № 3 .Як епітеліальна тканина має найбільшу швидкість відновлення. Де знаходиться цей епітелій? Які типи клітин в ньому є?
Одношарові (однорядні) епітелії
За формою клітин можуть бути плоскими, кубічними, призматичними.
Одношаровий плоский епітелій представлений в організмі мезотелием і ендотелієм.
Мезотеліом покриває серозні оболонки (листки плеври, очеревини, навколосерцевої сумки). Клітини мезотелію плоскі, мають полігональну форму і нерівні краї. На вільній поверхні клітини є мікроворсинки. Через мезотелий відбуваються виділення і всмоктування серозної рідини. Завдяки його гладкій поверхні легко здійснюється ковзання внутрішніх органів. Мезотеліом перешкоджає утворенню спайок між органами черевної або грудної порожнин, розвиток яких можливо при порушенні його цілісності.
Ендотелій вистилає кровоносні і лімфатичні судини, а також камери серця. Він являє собою пласт плоских клітин - ендотеліоцитів, що лежать в один шар на базальній мембрані. Ендотелій, розташовуючись в судинах на кордоні з лімфою або кров'ю, бере участь в обміні речовин і газів між ними та іншими тканинами. При його пошкодженні можливі зміна кровотоку в судинах і освіту в їх просвіті згустків крові - тромбів.
Одношаровий кубічний епітелій вистилає частина ниркових канальців. Епітелій ниркових канальців виконує функцію зворотного всмоктування (або реабсорбції) ряду речовин з первинної сечі в кров.
Одношаровий призматичний епітелій характерний для середнього відділу травної системи. Він вистилає внутрішню поверхню шлунка, тонкої і товстої кишки, жовчного міхура, ряду протоків печінки і підшлункової залози. Епітеліальні клітини пов'язані між собою за допомогою десмосом, щілинних комунікаційних з'єднань, по типу замка, щільних замикаючих з'єднань. Завдяки останнім в міжклітинні щілини епітелію не може проникнути вміст порожнини шлунка, кишки та інших порожнистих органів.
У шлунку в одношаровому призматичному епітелії всі клітини є залозистими. продукують слиз, яка захищає стінку шлунка від грубого впливу грудок їжі і переварює дії шлункового соку. Менша частина клітин епітелію є камбіальні епітеліоцити, здатні ділитися і диференціюватися в залізисті епітеліоцити. За рахунок цих клітин кожні 5 діб відбувається повне оновлення епітелію шлунка - тобто його фізіологічна регенерація. Т.ч. епітеліальна тканина шлунка має найбільшу швидкість відновлення.
У тонкій кишці епітелій одношаровий призматичний каймистий. активно бере участь в травленні. Він покриває в кишці поверхню ворсинок і, в основному, складається з Каемчатая епітеліоцитів, серед яких розташовуються залізисті келихоподібних клітини. Облямівка епітеліоцитів утвореначисленними микроворсинками. покритими гликокаликсом. У ньому і мембрані мікроворсинок знаходяться ансамблі ферментів, які здійснюють мембранне травлення - розщеплення (гідроліз) речовин їжі до кінцевих продуктів і всмоктування їх (транспорт через мембрану і цитоплазму епітеліоцитів) в кровоносні і лімфатичні капіляри підлягає сполучної тканини.
Завдяки камбіального (бескаемчатим) клітинам каймисті епітеліоцити ворсинок повністю оновлюються протягом 5-6 діб. Келихоподібних клітини виділяють слиз на поверхню епітелію. Слиз захищає його і підлеглі тканини від механічних, хімічних та інфекційних впливів. Ендокринні клітини декількох видів, також входять до складу епітеліального вистилання кишечника, секретують в кров гормони, які здійснюють місцеву регуляцію функції органів травного апарату.
- Гістологія.Под ред.Ю.І.Афанасьева. М. Медицина, 1989р
- Практикум з гістології, цитології та ембріології. Н.А.Юріна.М. Вид УДН, 1989р.
- Гістологія з основами ембріології. Н.А.Манулова. М. Просвітництво 1973р.