Цитологиялық негіздері. Мейоз. Мейоздың генетикалық мәні
жүктеу/скачать 140,7 Kb.
|
| Митоз. Бөлінуге кіріскен кез-келген клетка бірқатар өзгерістерге ұшырайды, сол өзгерістерден клеткалық цикл құралады. Клеткалық цикл төрт кезеңнен тұрады: синтезге дейінгі (G), ДНҚ синтезі (S), синтезден кейінгі (G) және митоз (М).
Көпшілік организмдер үшін клеткалық циклдің ұзақтығы 10-нан 50 сағатқа дейін болады. Митоздың дәл өзі клеткалық циклдің 1/7 – 1/10 бөлігінен аспайтын уақытта өтеді. Мысалы, сүтқоректілерде М-1,0 – 1,5 сағатқа, G – 8-12 сағатқа, G – 2 – 5 сағатқа, S – 6-10 сағатқа созылады. Көп клеткалы организмдердің бәрінде де митоздық бөліну жүреді. Митоз ядроның өзінің бөлінуі – кариокинезден және цитоплазманың бөлінуі – цитокинезден тұрады. Клетка бөлінулерінің арасындағы кезең интерфаза деп аталады. Интерфаза мен митоз клеткалық циклді құрайды. Митоз барысында клетқа бірқатар өзгерістерге ұшырайды, ол өзгерістер бірнеше фазаларға бөлінеді: профаза, метафаза, анафаза және телофаза. Клетка бөлінбей тұрған кезде, яғни интерфазада, метоболиттік процестер интенсивті түрде жүреді. Соның негізінде клетканың өсуі мен оның келесі бөлінуіне қажетті әр түрлі заттар синтезделеді. Интерфазаның G – кезеңінде клетка тіршілігі үшін аса қажетті заттар – нуклеотидтер, аминқышқылдары, ферменттер т.б. синтезделеді. Бұл ең ұзақ кезең, сонан соң ДНҚ синтезі жүретін - S - кезеңі келеді. Клеткадағы ДНҚ мөлшері екі есе артады. Осы уақыт ішінде басқа да заттар- РНҚ және белоктар синтезделеді. Синтезден кейінгі G – кезеңінде РНҚ және басқа да заттар синтезделе береді. Бұл кезеңде клетка келесі митозға қажетті энергия жинақтайды. Осы кезеңде ДНҚ-ның жаңадан түзілген тізбектерінің негізінде, клеткада әр хромосоманың екі еселенуі басталады. Интерфаза негізінде хромосомалар активті түрде қызмет жасайды, және микроскоппен қарағанда олар көрінбейді. Митоздың профазасында хромосомалар ширатылады, қысқарады және жуандайды. Сондықтан олар осы кезеңде бір центромера арқылы біріккен екі хроматидтен тұратын құрылым ретінде көрінеді. Хроматидтер интерфазадағы хромосомалардың екі еселену процесінде пайда болады. Профазаның соңына қарай ядрошықтар жойылады, ядролық мембрана ериді, сөйтіп хромосомалар цитоплазмада жатқандай болып шығады. Клеткада бөлінудің арнайы механизмі болады. Профазаның басында хромосомалар бүкіл ядро бойынша біркелкі таралады, ал профазаның соңында ядролық мембранаға жақындайды. Жіпшелердің күшті ширатылуына байланысты хромосомардың ұзындығы недәуір қысқарады. Ядролық мембрана еріген соң хромосомалар экватор бағытына қарай жылжиды. Митоздың бұл стадиясы прометафаза деп аталады. Хромосомалардың жылжуы центромера учаскелеріне бекіген ахроматин жіпшелері (ұршық тәрізді) арқылы жүзеге асады. Барлық хромосомалардың центромералары экватор жазықтығына жеткен кезде, клетка метафаза стадиясына көшеді деп айтуға болады. Егер осы стадиядағы клетканы микроскоппен қараса , онда барлық хромосомалардың бір жазықтықта орналасқандығын және экваторлық немесе метафазалық пластинка деп аталатын құрылым түзілетінін жақсы көруге болады. Осы стадиядағы хромосомалрдың санын есептеу, олардың құрылымын зерттеу және мөлшерін анықтау жұмыстары оңай жүргізіледі. Метафазада байқалатын хромосомардың саны мен пішіні түрдің кариотипін сипаттайды. Митоздың келесі фазасы – анафаза бұл центромера учаскесінің бөлінуімен сипатталады. Осы бөлінудің нәтижесінде хромотидтер хромосомаларға айналады. Екі полюстерден келетін ұршық тәріздес жіпшелер хромомсомаларды қарама-қарсы полюстерге тарта бастайды. Клетканың профазасында қанша хромосома болса, анафазаның соңында әр полюстерде сонша хромосомадан болады. Телофаза –митоздың ақырғы стадиясы бұл хромосомалардың полюстерге толық ажырауымен бітеді. Профазада болатын барлық процестер телофазада да қайталанады, бірақ олар керісінше жүреді, яғни ядролық мембрана түзіледі, ядрошықтар пайда болады, хромосомалар тарқатылады (деспирализация) және олар жіңішкеріп ұзара түседі. Микроскоппен қарағанда қайтадан тек тор құрылым көрінеді. Осымен ядроның бөлінуі – кариокинез аяқталады. Осы уақытта цитоплазманың бөлінуі – цитокинез де қоса жүреді. Жануарлар клеткаларында, олардың ортасында, шетінен орталығына қарай тартылу пайда болады да, біртіндеп клетканы екіге бөледі. Өсімдіктер клеткаларында керісінше, клетка қабығы фрагмопласт элементтері есебінен пайда болады да орталықтан шетке қарай жүреді. Митоздың нәтижесінде бір клеткадан ұсақ хромосомалары бар екі клетка пайда болады. Мейоз.Клеткалар мейоздық жолмен бөлінгенде хромосомалардың тұрақты саны сақталады. Онда да , бастапқы және жаңа екі клеткалардағы хромосомалар жинақтары өзара ұқсас болады. Егер жыныс клеткаларының түзілуі де осындай жолмен жүрсе онда ұрықтанғаннан кейін хромосомалар саны әруақытта еселеніп артып отырған болар еді. Мейоз нәтижесінде гаметалар – жұмыртқа клеткалары мен сперматазоидтар яғни жыныс клеткалары пайда болады. Гаметалар түзілуі кезінде редукциялану, яғни гаметалар санының екі есе азаю процесі жүреді. Редукциялық бөліну жануарларда гаметалар түзілуі кезінде (генетикалық редукция), өсімдіктерде споралар (споралық редукция) түзілуі кезінде байқалады. Мейоз нәтижесінде пайда болған гаметаларда хромосомалардың бір ғана, яғни гаплоидты жиынтығы (п) болады. Мейоз барлық организмдерде ұқса жолмен жүреді. Мейоздың екі бөлінуі шартты түрде бірінші мейоз (мейоз І, редукциялық) және екінші мейоз (мейоз ІІ, эквациялық) деп аталынады. Митоз сияқты мейоздық бөліну де профаза, метафаза, анафаза, телофаза стадияларынан тұрады. Мейоздың алдвнда интерфаза процесі, ал онда хромосомалар редупликациясы – ДНҚ-ның синтезі жүреді. Редкуциялық бөліну І-ші профазадан басталады және ол митоздың профазасынан принципті түрде өзгеше болады. І-профаза күрделі стадия. Ол бес кезеңге бөлінеді: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена және диакинез. Лептотена (нәзік жіпшелер стадиясы) – митоздың алғашқы профазасын еске түсіреді. Хромосомалар әлсіз, өте нәзік әрі ұзын (метофазадағыдан 2-5 рет ұзынырақ) жіпшелер түрінде көрінеді. Электронды микроскоппен бұл кезде хромосомалардың центромера арқылы қосылған екі хромотидтен тұратындығынкөруге болады. Ал бұл жағдай, мейоздың алдындағы интерфазада хромосомалардың екі еселенуі болып кеткенін байқатады. Зиготена (қосарлы жіптер) – көлемі бірдей хромосомалар коньюгацияланып қосылады. Ең басындажекелеген гомологты хромосомалар коньюгациялары жүреді. Бұл гомологты хромосомалардың қосылуын синапсис деп атайды. Зиготенаның соңына қарай олардың қосылуы бүкіл ұзындығы бойынша аяқталады. Коньюгацияланушы гомологты хромосомалардың әр жұбы бивалент түзеді. Бұл стадияға синоптемалық комплекстің көрінуі тән. Электрондық микроскоппен қарағанда синоптемалық комплекс коньюгацяланушы хромосомалар арасында орналасқан жіпше түрінде болады. Пахитена (жуан жіпшелер стадиясы) – ширатылу және конденсациялану есебінен хромосомалардың жуандауымен қысқаруы арқылы сипатталады. Биваленттердің саны хромосомалардың гаплоидты санына (п) тең. Бұл стадияда хромосомалардың хромомерлік бейнесі жақсы көрінеді. Пахитенада синоптемалық комплекстің түзілуі аяқталады. Диплотенада биваленттер және олардың әрқайсысын құрайтын төрт хромотидтер анық көрінеді. Бұл стадияда гомологтардың серпіліп жіберілуі басталады және хиазмалар деп аталатын, гректің «хи» әрпіне ұқсас әртүрлі фигуралар пайда болады. Хиазмалар биваленттегі хромосомалардың гомологты учаскелерінің алмасуының дәлелі. Диплотена стадиясында көптеген ядрошықтар пайда болады. Диплотена стадиясында зигонемада жүрген процестерге қарама-қарсы процестер жүреді, яғни тартылудың орнына гомологты хромосомалар сыртқа тебіледі. Диакинезде ширатылу күшейе түседі. Де, хиазмалардың саны азайып, биваленттер ядроның шет жағына орналасады. Ядроның қабығы мен ядрошықтар жойылады және ұршықтың толық түзілуімен І-профаза аяқталады. І-ші метофазада биваленттер метафазалық пластинканы құра отырып, клетканың экватор жазықтығына орналаса бастайды. Хромосомалар толық жуандайды және қысқарады. Организмнің смалық клеткасындағы хромосомалар санынан биваленттер саны екі есе кем, яғни гаплоидты санға тең болады. І-ші анафазада бір центромераға бекіген екі хромотидтен тұратын хромосомалар қарама-қарсы полюстерге тартылады. Митоздың анафазасынан мейоздың І-ші анафазасының басты айырмашылығы осы болып табылады. Әр биваленттің аталық және аналық центромералары қарама-қарсы полюстерге тарайды және олар бір-біріне тәуелсіз қозғалады. Одан әрі қарай центромералардың редукциясы жүреді. І-ші телофазада ядролық мембрананың түзілуімен және ядро құрылымының қалпына келуімен сипатталады. Содан кейін қыста стадия интерфаза немесе интеркинез басталады. Кәдімгі интерфазадан интеркинездің айырмашылығы сол, интеркинезде хромосомалар ек еселенбейді және ДНҚ синтезі дүрмейді. Интеркинездің ізінше мейоздың екінші бөлінуі – эвкациялық бөліну басталады. Ол бөліну митоз типімен жүреді. ІІ-ші профазада хромосомалардың ширатылуы есебімен олар жақсы көріне бастайды. Ядролық қабықша, ядрошық жойылады, ұршық тәрізді жіпшелер түзіледі. ІІ-ші метафазада барлық хромосомалардың центромералары экватор жазықтығына орналасады. Полюстен қараған кезде, клеткалардың хромосомалар саны гаплоидты, ал бірақ әр хромосома екі хромотидтерден тұратындығы анық көрінеді. ІІ-ші анафазада екі еселенген центромералар бір-бірінен ажырайды нәтижесінде жаңа түзілген хромотидтер әр полюстерге тарайды. ІІ-ші телофазада гаплоидты төрт ядролар түзіледі. Содан соң цитокинез жүреді де, нәтижесінде төрт клетка пайда болады. Сонымен, екі бөлінуден (редукциялық және эвкациялық) тұратын мейоз бастапқы клеткаға қарағанда саны екі есе кем болатын төрт клетканың пайда болуын қамтамасыз етеді. жүктеу/скачать 140,7 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|