Profase de la primera división de la meiosis. Mitosis. Características de la primera y segunda división de la meiosis. Importancia biológica de la meiosis. Diferencias entre meiosis y mitosis En la anafase se producen 2 divisiones de la meiosis

La segunda división de la meiosis según el mecanismo es la mitosis típica. Sucede rápidamente:

Profase II en todos los organismos es corto.

Si han tenido lugar la telofase I y la interfase II, los nucléolos y las membranas nucleares se destruyen y las cromátidas se acortan y engrosan. Los centríolos, si están presentes, se mueven hacia los polos opuestos de la célula. En todos los casos, al final de la profase II aparecen nuevos filamentos del huso. Están ubicados en ángulo recto con respecto al huso meiótico I.

Metafase II. Como en la mitosis, los cromosomas se alinean individualmente en el ecuador del huso.

Anafase II. Similar al mitótico: los centrómeros se dividen (destrucción de cohesinas) y los hilos del huso tiran de las cromátidas hacia los polos opuestos.

Telofase II. Ocurre de la misma forma que la telofase de la mitosis con la única diferencia de que se forman cuatro células hijas haploides. Los cromosomas se relajan, se alargan y se vuelven difíciles de distinguir. Los hilos del husillo desaparecen. Se vuelve a formar una envoltura nuclear alrededor de cada núcleo, pero el núcleo ahora contiene la mitad del número de cromosomas de la célula original. Durante la citocinesis posterior, una sola célula madre produce cuatro células hijas.

Resultados preliminares:

Durante la meiosis, como resultado de dos divisiones celulares sucesivas que siguen a un ciclo de replicación del ADN, se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide.

La meiosis está dominada por la profase I, que puede ocupar el 90% del tiempo total. Durante este período, cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas muy adyacentes.

El cruce (cruce) entre cromosomas ocurre en la etapa de paquiteno en la profase I, con una estrecha conjugación de cada par de cromosomas homólogos, lo que conduce a la formación de quiasmas que mantienen la unidad de los bivalentes hasta la anafase I.

Como resultado de la primera división de la meiosis, cada célula hija recibe un cromosoma de cada par de homólogos, que en este momento consisten en cromátidas hermanas conectadas.

Luego, sin replicación del ADN, rápidamente se produce una segunda división, en la que cada cromátida hermana termina en una célula haploide separada.

Comparación de mitosis y meiosis I(La meiosis II es casi idéntica a la mitosis)

Escenario	Mitosis	Meiosis I
Profase	Los cromosomas homólogos están separados.	Los quiasmas no se forman.
El cruce no ocurre	Los cromosomas homólogos están conjugados.	Se forman quiasmas.
Se produce un cruce	metafase	Los cromosomas, cada una de dos cromátidas, se encuentran en el ecuador del huso.
Los bivalentes formados por pares de cromosomas homólogos se encuentran en el ecuador del huso.	Anafase	Los centrómeros se dividen.
Las cromátidas se separan.	Las cromátidas divergentes son idénticas.	Los centrómeros no se dividen.

Los cromosomas enteros (de dos cromátidas cada uno) divergen. Los cromosomas divergentes y sus cromátidas pueden no ser idénticos como resultado del entrecruzamiento.

Telofase La ploidía de las células hijas es igual a la ploidía de las células madre.

En los diploides, las células hijas contienen ambos cromosomas homólogos. La ploidía de las células hijas es la mitad de la ploidía de las células madre.

Las células hijas contienen sólo uno de cada par de cromosomas homólogos.

Distribución independiente significa que en la anafase I los cromosomas que componen un bivalente determinado se distribuyen independientemente de los cromosomas de otros bivalentes. Este proceso se explica mejor con el diagrama que se muestra a la derecha (las franjas blancas y negras corresponden a los cromosomas maternos y paternos).

En la metafase I, los bivalentes se ubican aleatoriamente en el ecuador del huso. El diagrama muestra una situación simple en la que solo están involucrados dos bivalentes y, por lo tanto, la disposición solo es posible de dos maneras (en una de ellas, los cromosomas blancos están orientados en una dirección y en la otra, en lados diferentes). Cuanto mayor es el número de bivalentes, mayor es el número de combinaciones posibles y, en consecuencia, mayor la variabilidad. El número de variantes de las células haploides resultantes es 2 x. La distribución independiente subyace a una de las leyes de la genética clásica: la segunda ley de Mendel.

B) Cruzar.

Como resultado de la formación de quiasmas entre las cromátidas de cromosomas homólogos en la profase I, se produce un entrecruzamiento que conduce a la formación de nuevas combinaciones de genes en los cromosomas de los gametos.

Esto se muestra en el diagrama cruzado.

Entonces, brevemente sobre lo principal:

Mitosis- se trata de una división del núcleo celular en la que se forman dos núcleos hijos que contienen conjuntos de cromosomas idénticos a los de la célula madre. Normalmente, inmediatamente después de la división nuclear, toda la célula se divide para formar dos células hijas. La mitosis seguida de la división celular conduce a un aumento del número de células, asegurando los procesos de crecimiento, regeneración y sustitución celular en los eucariotas. En los eucariotas unicelulares, la mitosis sirve como mecanismo de reproducción asexual, lo que conduce a un aumento del tamaño de la población.

Mitosis Es el proceso de división del núcleo celular para formar núcleos hijos, cada uno de los cuales contiene la mitad de cromosomas que el núcleo original. La meiosis también se llama división reductora, ya que en este caso el número de cromosomas en la célula disminuye de diploide (2n) a haploide (n). La importancia de la meiosis es que en especies con reproducción sexual asegura la preservación de un número constante de cromosomas durante varias generaciones. La meiosis ocurre durante la formación de gametos en animales y esporas en plantas. Como resultado de la fusión de gametos haploides durante la fertilización, se restablece el número diploide de cromosomas.

Otras variantes de la división celular.

División de células procarióticas.

Considerando los mecanismos de la mitosis y la meiosis como los principales mecanismos de división celular, no debemos olvidar que sólo son posibles en los representantes del imperio eucariota, de lo contrario, el enorme imperio procariótico quedará fuera del alcance de nuestra atención.

La ausencia de un núcleo formado y orgánulos tubulares (y por tanto de un huso) hace evidente que los mecanismos de división procariótica deben ser fundamentalmente diferentes de los eucariotas.

En las células procarióticas, una molécula circular de ADN está unida al plasmalema en la región de uno de los mesosomas (pliegues de la membrana plasmática). Está unido por la región donde comienza la replicación bidireccional (llamada origen de la replicación del ADN). Inmediatamente después del inicio de la replicación, comienza el crecimiento activo del plasmalema y se produce la incorporación de nuevo material de membrana en el espacio limitado de la membrana plasmática, entre los puntos de unión de dos moléculas de ADN parcialmente replicadas.

A medida que la membrana crece, las moléculas de ADN replicadas se alejan gradualmente unas de otras, el mesosoma se profundiza y, frente a él, se forma otro mesosoma. Cuando las moléculas de ADN replicadas finalmente se separan unas de otras, los mesosomas se unen y la célula madre se divide en dos células hijas.

Los procariotas no tienen reproducción sexual, por lo que no existen variantes de división con reducción de la ploidía, y toda la variedad de métodos de división se reduce a las peculiaridades de la citocinesis:

Con una división igual, la citocinesis es uniforme y las células hijas resultantes tienen tamaños similares; este es el modo más común de citocinesis en procariotas;

Al brotar, una de las células hereda b oh la mayor parte del citoplasma de la célula madre, y el segundo parece un pequeño brote en la superficie de uno grande (hasta que se separa). Esta citocinesis dio nombre a toda la familia de procariotas: bacterias en ciernes, aunque no son los únicos capaces de brotar.

Opciones especiales División de células eucariotas.

Mitosis- el principal método de división de las células eucariotas, en el que primero se produce la duplicación y luego el material hereditario se distribuye uniformemente entre las células hijas.

La mitosis es un proceso continuo con cuatro fases: profase, metafase, anafase y telofase. Antes de la mitosis, la célula se prepara para la división o interfase. El período de preparación celular para la mitosis y la mitosis misma constituyen juntos ciclo mitótico. A continuación se muestra breve descripción fases del ciclo.

Interfase Consta de tres períodos: presintético o posmitótico, - G 1, sintético - S, postsintético o premitótico, - G 2.

Período presintético (2norte 2do, Dónde norte- número de cromosomas, Con- número de moléculas de ADN) - crecimiento celular, activación de procesos de síntesis biológica, preparación para el próximo período.

Periodo sintético (2norte 4do) - replicación del ADN.

Período postsintético (2norte 4do) - preparación de la célula para la mitosis, síntesis y acumulación de proteínas y energía para la próxima división, aumento del número de orgánulos, duplicación de centriolos.

Profase (2norte 4do) - desmantelamiento de las membranas nucleares, divergencia de los centriolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso, "desaparición" de los nucléolos, condensación de los cromosomas biromátidos.

metafase (2norte 4do) - alineación de cromosomas bicromátidos máximamente condensados ​​​​en el plano ecuatorial de la célula (placa metafásica), unión de los filamentos del huso en un extremo a los centriolos y el otro a los centrómeros de los cromosomas.

Anafase (4norte 4do) - división de cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y divergencia de estas cromátidas hermanas hacia polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes).

Telofase (2norte 2do en cada célula hija): descondensación de los cromosomas, formación de membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas, desintegración de los hilos del huso, aparición de un nucléolo, división del citoplasma (citotomía). La citotomía en células animales se produce debido a un surco de escisión, en células vegetales, debido a la placa celular.

1 - profase; 2 - metafase; 3 - anafase; 4 - telofase.

Importancia biológica de la mitosis. Las células hijas formadas como resultado de este método de división son genéticamente idénticas a la madre. La mitosis asegura la constancia del conjunto de cromosomas a lo largo de varias generaciones de células. Subyace a procesos como el crecimiento, la regeneración, la reproducción asexual, etc.

es un método especial para dividir células eucariotas, como resultado de lo cual las células pasan de un estado diploide a un estado haploide. La meiosis consta de dos divisiones sucesivas precedidas de una única replicación del ADN.

Primera división meiótica (meiosis 1) se llama reducción, ya que es durante esta división que el número de cromosomas se reduce a la mitad: de una célula diploide (2 norte 4do) dos haploides (1 norte 2do).

Interfase 1(al principio - 2 norte 2do, al final - 2 norte 4do) - síntesis y acumulación de sustancias y energía necesarias para ambas divisiones, aumento del tamaño celular y del número de orgánulos, duplicación de centriolos, replicación del ADN, que finaliza en la profase 1.

Profase 1 (2norte 4do) - desmantelamiento de membranas nucleares, divergencia de centriolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso, "desaparición" de nucléolos, condensación de cromosomas bicromátidos, conjugación de cromosomas homólogos y entrecruzamiento. Conjugación- el proceso de juntar y entrelazar cromosomas homólogos. Un par de cromosomas homólogos conjugados se llama bivalente. El entrecruzamiento es el proceso de intercambio de regiones homólogas entre cromosomas homólogos.

La profase 1 se divide en etapas: leptoteno(finalización de la replicación del ADN), cigoteno(conjugación de cromosomas homólogos, formación de bivalentes), paquiteno(entrecruzamiento, recombinación de genes), diploteno(detección de quiasmas, 1 bloque de ovogénesis en humanos), diacinesis(terminalización de quiasmas).

1 - leptoteno; 2 - cigoteno; 3 - paquiteno; 4 - diploteno; 5 - diacinesis; 6 — metafase 1; 7 - anafase 1; 8 — telofase 1;
9 — profase 2; 10 — metafase 2; 11 - anafase 2; 12 - telofase 2.

Metafase 1 (2norte 4do) - alineación de bivalentes en el plano ecuatorial de la célula, unión de los filamentos del huso en un extremo a los centriolos y el otro a los centrómeros de los cromosomas.

Anafase 1 (2norte 4do) - divergencia aleatoria independiente de cromosomas de dos cromátidas hacia polos opuestos de la célula (de cada par de cromosomas homólogos, un cromosoma va a un polo y el otro al otro), recombinación de cromosomas.

Telofase 1 (1norte 2do en cada célula): la formación de membranas nucleares alrededor de grupos de cromosomas dicromátidos, división del citoplasma. En muchas plantas, la célula pasa inmediatamente de la anafase 1 a la profase 2.

Segunda división meiótica (meiosis 2) llamado ecuacional.

Interfase 2, o intercinesis (1n 2c), es una breve pausa entre la primera y la segunda división meiótica durante la cual no se produce la replicación del ADN. Característica de las células animales.

Profase 2 (1norte 2do) - desmantelamiento de membranas nucleares, divergencia de centríolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso.

Metafase 2 (1norte 2do) - alineación de los cromosomas bicromátidos en el plano ecuatorial de la célula (placa metafásica), unión de los filamentos del huso en un extremo a los centriolos y el otro a los centrómeros de los cromosomas; 2 bloque de oogénesis en humanos.

Anafase 2 (2norte 2Con) - división de cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y divergencia de estas cromátidas hermanas hacia polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes), recombinación de cromosomas.

Telofase 2 (1norte 1do en cada célula): descondensación de los cromosomas, formación de membranas nucleares alrededor de cada grupo de cromosomas, desintegración de los filamentos del huso, aparición del nucléolo, división del citoplasma (citotomía) con la consiguiente formación de cuatro células haploides.

Importancia biológica de la meiosis. La meiosis es el evento central de la gametogénesis en animales y de la esporogénesis en plantas. Al ser la base de la variabilidad combinativa, la meiosis proporciona diversidad genética de gametos.

Amitosis

Amitosis- división directa del núcleo en interfase por constricción sin formación de cromosomas, fuera del ciclo mitótico. Descrito para células envejecidas, patológicamente alteradas y condenadas. Después de la amitosis, la célula no puede volver al ciclo mitótico normal.

ciclo celular

ciclo celular- la vida de una célula desde el momento de su aparición hasta su división o muerte. Componente requerido ciclo celular Es el ciclo mitótico, que incluye el período de preparación para la división y la propia mitosis. Además, en el ciclo vital existen periodos de descanso, durante los cuales la célula realiza sus funciones inherentes y elige su destino futuro: la muerte o el regreso al ciclo mitótico.

Ir a conferencias número 12"Fotosíntesis. Quimiosíntesis"

Ir a conferencias número 14"Reproducción de Organismos"

La meiosis es la división de una célula eucariota con la reducción a la mitad del número de cromosomas y la formación de gametos. Ocurre en dos etapas (etapas de reducción y ecuacionales de meiosis).

Significado.

La importancia biológica de la meiosis es mantener un número constante de cromosomas en presencia del proceso sexual. Además, como resultado del cruce, se produce la recombinación: la aparición de nuevas combinaciones de inclinaciones hereditarias en los cromosomas. La meiosis también proporciona variabilidad combinativa: la aparición de nuevas combinaciones de inclinaciones hereditarias durante una fertilización adicional.

Fases de la meiosis.

La meiosis consta de 2 divisiones consecutivas con una breve interfase entre ellas.

Profase I: la profase de la primera división es muy compleja y consta de 5 etapas:

Leptoteno o leptonema: empaquetamiento de cromosomas, condensación del ADN para formar cromosomas en forma de hilos delgados (los cromosomas se acortan).

Cigoteno o cigonema - se produce la conjugación - la unión de cromosomas homólogos con la formación de estructuras que constan de dos cromosomas conectados, llamados tétradas o bivalentes y su mayor compactación.

Paquiteno o paquinema (la etapa más larga): en algunos lugares, los cromosomas homólogos están estrechamente conectados y forman quiasmas. En ellos se produce el cruce: el intercambio de secciones entre cromosomas homólogos.

Diploteno o diplonema: se produce una descondensación parcial de los cromosomas, mientras que parte del genoma puede funcionar, se producen los procesos de transcripción (formación de ARN), traducción (síntesis de proteínas); Los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí. En algunos animales, los cromosomas de los ovocitos en esta etapa de la profase meiótica adquieren la característica forma cromosómica en cepillo de lámpara.

Diacinesis: el ADN se condensa nuevamente al máximo, los procesos sintéticos se detienen, la membrana nuclear se disuelve; Los centríolos divergen hacia los polos; Los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí. Al final de la Profase I, los centríolos migran a los polos celulares, se forman los filamentos del huso y se destruyen la membrana nuclear y los nucléolos.

Metafase I: los cromosomas bivalentes se alinean a lo largo del ecuador de la célula, se produce una pausa.

Anafase I: los microtúbulos se contraen, los bivalentes se dividen y los cromosomas se mueven hacia los polos. Es importante señalar que, debido a la conjugación de los cromosomas en el cigoteno, los cromosomas completos, que constan de dos cromátidas cada uno, divergen hacia los polos, y no las cromátidas individuales, como en la mitosis.

Telofase I: los cromosomas se espiralizan y aparece una envoltura nuclear.

La segunda división de la meiosis sigue inmediatamente después de la primera, sin una interfase pronunciada: no hay período S, ya que la replicación del ADN no ocurre antes de la segunda división.

Profase II: se produce la condensación de los cromosomas, el centro celular se divide y los productos de su división divergen hacia los polos del núcleo, la membrana nuclear se destruye y se forma un huso de fisión, perpendicular al primer huso.

Metafase II: los cromosomas univalentes (que constan de dos cromátidas cada uno) se encuentran en el "ecuador" (a igual distancia de los "polos" del núcleo) en el mismo plano, formando la llamada placa de metafase.

Anafase II: los univalentes se dividen y las cromátidas se mueven hacia los polos.

Telofase II: los cromosomas se espiralizan y aparece una envoltura nuclear.

Como resultado, se forman cuatro células haploides a partir de una célula diploide. En los casos en que la meiosis está asociada con la gametogénesis (por ejemplo, en animales multicelulares), durante el desarrollo de los óvulos, la primera y segunda división de la meiosis son muy desiguales. Como resultado, se forman un óvulo haploide y tres de los llamados cuerpos reductores.

Dinámica de los cromosomas (n) y del ADN (c).

Profase 1:

Leptoteno Aparición de finas hebras de cromosomas (los cromosomas están duplicados)

Conjugación del cromosoma cigoteno

Cromosomas conjugados con paquiteno visibles

Diploteno El comienzo de la repulsión de los homólogos: se ve una figura similar a la griega. incógnita

Metafase 1: Destrucción de la membrana nuclear. Los cromosomas se alinean en la placa metafásica.

Anafase 1: Los cromosomas homólogos, que constan de 2 cromátidas, divergen hacia diferentes polos.

La telofase 1 puede estar ausente o el núcleo puede estar recuperándose

Profase 2, Metafase 2: según el tipo mitótico.

Anafase 2: Segregación de cromátidas de cromosomas duplicados.

Telofase 2: 4 núcleos haploides.

Esquema: 2n2c – 2n4c – 1n2c – 1n1c.

Esquema de violación de discrepancia

cromosomas y formación de cariotipos patológicos.

Los cariotipos humanos normales son 46.XX (femenino) y 46.XY (masculino). Las alteraciones del cariotipo normal en los seres humanos ocurren en las primeras etapas del desarrollo del organismo: si tal alteración ocurre durante la gametogénesis, en la que se producen las células germinales de los padres, también se altera el cariotipo del cigoto formado durante su fusión. Con una mayor división de dicho cigoto, todas las células del embrión y el organismo que se desarrolla a partir de él tienen el mismo cariotipo anormal.

Como regla general, los trastornos del cariotipo en humanos van acompañados de múltiples defectos del desarrollo; la mayoría de estas anomalías son incompatibles con la vida y provocan abortos espontáneos en las primeras etapas del embarazo.

Los trastornos del cariotipo también pueden ocurrir en las primeras etapas de la fragmentación del cigoto; el organismo desarrollado a partir de dicho cigoto contiene varias líneas celulares (clones celulares) con diferentes cariotipos. Esta multiplicidad de cariotipos de todo el organismo o de sus órganos individuales se denomina mosaicismo (quimerismo); ).

Enfermedades causadas por una violación del número de autosomas: síndrome de Down, síndrome de Patau, síndrome de Edwards.

Enfermedades asociadas con una violación de la cantidad de cromosomas sexuales: síndrome de Shereshevsky-Turner, polisomía en el cromosoma X, polisomía en el cromosoma Y, síndrome de Klinefelter.

Las enfermedades causadas por la poliploidía provocan la muerte incluso antes del nacimiento.

Trastornos de la estructura cromosómica:

Las translocaciones son reordenamientos de intercambio entre cromosomas no homólogos.

Las deleciones son la pérdida de una sección de un cromosoma. Por ejemplo, el síndrome del llanto del gato se asocia con una deleción del brazo corto del cromosoma 5. Su signo es el llanto inusual de los niños, que recuerda al maullido o llanto de un gato. Esto se debe a patología de la laringe o de las cuerdas vocales. El más típico, además del "llanto de un gato", es el subdesarrollo físico y mental, la microcefalia (una cabeza anormalmente pequeña).

Las inversiones son rotaciones de una sección de cromosomas de 180 grados.

Las duplicaciones son duplicaciones de una sección cromosómica.

Isocromosomía: cromosomas con material genético repetido en ambos brazos.

La aparición de cromosomas en anillo es la conexión de dos deleciones terminales en ambos brazos de un cromosoma.

Profase 2 (1n2c). En resumen, en la profase 1, la cromatina se condensa, no hay conjugación ni entrecruzamiento, se producen procesos normales para la profase. desintegración de las membranas nucleares en fragmentos, divergencia de centríolos hacia diferentes polos de la célula, formación de filamentos del huso.

Metafase 2 (1n2c). Los cromosomas bicromátidos se alinean en el plano ecuatorial de la célula y se forma la placa metafásica.
Se están creando los requisitos previos para la tercera recombinación del material genético: muchas cromátidas son mosaicos y su ubicación en el ecuador determina a qué polo se trasladarán en el futuro. Los filamentos del huso están unidos a los centrómeros de las cromátidas.

Anafase 2 (2n2с). Se produce la división de los cromosomas de dos cromátidas en cromátidas y la divergencia de estas cromátidas hermanas hacia los polos opuestos de la célula (en este caso, las cromátidas se convierten en cromosomas monocromátidos independientes), se produce una tercera recombinación del material genético.

Telofase 2 (1n1c en cada celda). Los cromosomas se descondensan, se forman membranas nucleares, se destruyen los filamentos del huso, aparecen los nucléolos y el citoplasma se divide (citotomía). dando como resultado la formación de cuatro células haploides.

5. Diferencia entre meiosis I y meiosis II

1. La primera división está precedida por una interfase con reduplicación de cromos; durante la segunda división no hay replicación del material genético, es decir, no hay etapa sintética.

2. La profase de la primera división es larga.

3. En la primera división, se produce la conjugación de cromosomas y
cruzando.

4. En la primera división, los cromosomas homólogos (bivalentes que constan de un par de cromátidas) divergen hacia los polos, y en la segunda división, las cromátidas divergen.

Mitosis: 1 - leptoteno; 2 - cigoteno; 3 - paquiteno; 4 - diploteno; 5 - diacinesis; 6 - metafase 1; 7 - anafase 1; 8 - telofase 1; 9 - profase 2; 10 - metafase 2; 11 - anafase 2; 12 - telofase 2.

6. Diferencias entre meiosis y mitosis

1. En la mitosis hay una división y en la meiosis hay dos (de ahí que se obtengan 4 células).

2. En la profase de la primera división de la meiosis, se produce la conjugación (proximidad de cromosomas homólogos) y el cruce (intercambio de secciones de cromosomas homólogos), lo que conduce a la recombinación (recombinación) de información hereditaria.

3. En la anafase de la primera división de la meiosis, se produce una divergencia independiente de los cromosomas homólogos (los cromosomas bicromátidos divergen hacia los polos de la célula). Esto conduce a la recombinación y la reducción.

4. En la interfaz entre dos divisiones de la meiosis no se produce la duplicación de los cromosomas, ya que ya son dobles.

5. Después de la mitosis se obtienen dos células y después de la meiosis se obtienen cuatro células.

6. Después de la mitosis, se obtienen células somáticas (células del cuerpo), y después de la meiosis, se obtienen células germinales (gametos, espermatozoides y óvulos; en las plantas, después de la meiosis, se obtienen esporas).

7. Después de la mitosis se obtienen células idénticas (copias), y después de la meiosis, se obtienen células diferentes (se produce recombinación de información hereditaria).

8. Después de la mitosis, la cantidad de cromosomas en las células hijas sigue siendo la misma que en la madre, y después de la meiosis disminuye 2 veces (la cantidad de cromosomas se reduce; si no estuviera allí, después de cada fertilización, número de cromosomas se duplicaría; la alternancia, la reducción y la fertilización aseguran la constancia del número de cromosomas).

7. Importancia biológica de la meiosis.

La meiosis es el evento central de la gametogénesis en animales y de la esporogénesis en plantas. Con su ayuda, se mantiene la constancia del conjunto de cromosomas: después de la fusión de los gametos, no se duplica. Gracias a la meiosis se forman células genéticamente diferentes, porque Durante el proceso de meiosis, la recombinación del material genético ocurre tres veces: debido al entrecruzamiento (profase 1), debido a la divergencia aleatoria e independiente de cromosomas homólogos (anafase 1) y debido a la divergencia aleatoria de cromátidas (anafase 2).

8. Métodos de reproducción de organismos.

9. La diferencia entre reproducción sexual y asexual.

10. Las principales formas de reproducción asexual: división en dos (mitosis), división múltiple (esquizogonia), gemación, fragmentación, esporulación, reproducción vegetativa, poliembrionía).

La reproducción asexual es el proceso de aparición de individuos hijos a partir de una o un grupo de células somáticas del cuerpo de la madre. Este método de reproducción es más antiguo. Se basa en la división celular mitótica. La importancia de la reproducción asexual radica en el rápido aumento del número de individuos, que son casi indistinguibles entre sí. Se distinguen las siguientes formas de reproducción asexual:

1. División en dos– conduce al surgimiento de dos organismos hijos de un organismo padre. Es la forma predominante de división en procariotas y protozoos. Los diferentes animales unicelulares se dividen de diferentes maneras. Así, los flagelados se dividen longitudinalmente y los ciliados transversalmente. Esta división también se encuentra en animales multicelulares: celentéreos (división longitudinal en medusas) y gusanos (división transversal en anélidos).

3. En ciernes– aparece un grupo de células en el cuerpo del cuerpo de la madre, que crece y gradualmente adquiere un parecido con el individuo de la madre. Entonces la hija se separa y comienza a llevar una existencia independiente. Esta reproducción es común entre los organismos multicelulares inferiores (esponjas, celentéreos, briozoos, algunos gusanos y tunicados). A veces las hijas no se separan completamente del padre, lo que da lugar a la formación de colonias.

4.Fragmentación– el cuerpo de un organismo multicelular se desintegra en partes, que luego se convierten en individuos independientes (gusanos planos, equinodermos).

5. Disputas– el organismo hijo se desarrolla a partir de una célula de espora especializada.

Hay dos formas principales de reproducción asexual de plantas: propagación vegetativa y esporulación. La propagación vegetativa de plantas unicelulares se lleva a cabo simplemente dividiendo una célula en dos. En los hongos, sus formas son más diversas: esporulación (moho, hongos del sombrero) y gemación (levadura). En las angiospermas, la reproducción vegetativa se produce debido a órganos vegetativos (no sexuales): raíces, tallos y hojas.

En algunas especies animales existe poliembrionía- reproducción asexual de un embrión formado mediante reproducción sexual. Por ejemplo, en los armadillos en la etapa de blástula, el material celular de inicialmente un embrión se divide entre 4 a 8 embriones, a partir de los cuales posteriormente se desarrollan individuos de pleno derecho. Como resultado de la poliembrionía, nacen gemelos idénticos en los humanos.

11. Las principales formas de reproducción sexual en organismos unicelulares (conjugación, cópula) y en organismos multicelulares (sin fecundación (partenogénesis) y con fecundación).

La reproducción sexual se observa en los ciclos de vida de todos los grupos principales de organismos. La prevalencia de la reproducción sexual se explica por el hecho de que proporciona una importante diversidad genética y, en consecuencia, una variabilidad fenotípica de la descendencia.

La base de la reproducción sexual es el proceso sexual, cuya esencia se reduce a la combinación en el material hereditario para el desarrollo del descendiente de información genética de dos fuentes diferentes: los padres.

Una de las formas del proceso sexual es conjugación. En este caso, se produce una conexión temporal de dos individuos con el fin de intercambiar (recombinación) material hereditario, por ejemplo, en los ciliados. Como resultado, los individuos aparecen genéticamente diferentes de los organismos progenitores, que posteriormente llevan a cabo la reproducción asexual. El número de ciliados no cambia después de la conjugación, por lo que hablando en literalmente En este caso, la reproducción no es posible.

En los más simples, el proceso sexual también puede tener lugar en la forma cópula – fusión de dos individuos en uno, asociación y recombinación de material hereditario. Este individuo luego se reproduce por división.

Para participar en la reproducción sexual, los organismos padres producen gametos, células especializadas para garantizar la función generativa. La fusión de los gametos maternos y paternos conduce a la aparición de un cigoto, una célula que es un individuo hijo en el primero, el más etapa temprana desarrollo individual.

En algunos organismos, se forma un cigoto como resultado de la unión de gametos que no difieren en estructura, un fenómeno isogamia. En la mayoría de las especies, las células reproductivas se dividen según sus características estructurales y funcionales en maternas (óvulos) y paternas (espermatozoides).

A veces, el desarrollo de un organismo hijo se produce a partir de un óvulo no fertilizado. Este fenómeno se llama desarrollo virgen o partenogénesis. En este caso, la fuente de material hereditario para el desarrollo de la descendencia suele ser el ADN del óvulo, un fenómeno ginogénesis. Observado con menos frecuencia androgénesis– desarrollo de un descendiente a partir de una célula con el citoplasma del ovocito y el núcleo del espermatozoide. En el caso de la androgénesis, el núcleo del gameto femenino muere.

12. Importancia biológica de la reproducción sexual.

En una determinada etapa de la evolución en los organismos multicelulares, el proceso sexual, como forma de intercambio de información genética entre individuos dentro de una especie, resultó estar asociado con la reproducción. Durante la reproducción sexual, los nuevos individuos resultantes normalmente se diferencian de sus padres y entre sí por una combinación de alelos genéticos. Nuevas combinaciones de cromosomas y genes aparecen en descendientes con una nueva combinación de características. El resultado es una amplia variedad de individuos dentro de una sola especie. Así, el significado biológico de la reproducción sexual radica no sólo en la autorreproducción, sino también en asegurar el desarrollo histórico de la especie, es decir, la vida como tal. Esto nos permite considerar la reproducción sexual biológicamente más progresiva que la reproducción asexual.

13. espermatogénesis

El proceso de formación de células germinales masculinas es la espermatogénesis. Como resultado, se forman los espermatozoides.

En la espermatogénesis se distinguen 4 periodos: reproducción, crecimiento, maduración (meiosis) y formación (Fig. 3).

Durante la temporada de reproducción células germinales originales indiferenciadas espermatogonias , o gonia se divide por mitosis normal. Habiendo hecho varias divisiones de este tipo, entran durante el período de crecimiento. En esta etapa se les llama espermatocitos de primer orden (o citos de primer orden)). Asimilan intensamente nutrientes, aumentan de tamaño, sufren una profunda reestructuración física y química, como resultado de lo cual se preparan para la tercera período - maduración o meiosis .

En la meiosis, los espermatocitos I sufren dos procesos de división celular. En la primera división (reducción), el número de cromosomas disminuye (reducción). Como resultado, de una celda I surgen dos celdas del mismo tamaño: espermatocitos de segundo orden, o citos II. Luego viene la segunda división de la maduración. Procede como la mitosis somática ordinaria, pero con un número haploide de cromosomas. Tal división se llama ecuacional ("equatio" - igualdad), ya que se forman dos divisiones idénticas, es decir células completamente equivalentes, que se llaman espermátidas.

En el cuarto período - formación. – una espermátida redonda toma la forma de una célula reproductora masculina madura: crece un flagelo, el núcleo se vuelve más denso y se forma una cáscara. Como resultado de todo el proceso de espermatogénesis, de cada espermatogonía inicial indiferenciada se obtienen 4 células germinales maduras, cada una de las cuales contiene un conjunto de cromosomas haploides.

En la figura. La Figura 4 muestra un diagrama de los procesos de espermatogénesis y espermiogénesis en humanos. La espermatogénesis ocurre en los túbulos seminíferos contorneados de los testículos. El desarrollo de los espermatozoides comienza durante el período de desarrollo prenatal durante la colocación de los tejidos generativos, luego se reanuda durante el inicio de la pubertad y continúa hasta la vejez.

Las células germinales masculinas no se desarrollan individualmente; crecen en clones y están interconectadas por puentes citoplasmáticos. Existen puentes citoplasmáticos entre espermatogonias, espermatocitos y espermátidas. Al final de la fase de formación, los espermatozoides se liberan de los puentes citoplasmáticos. En los humanos, la productividad máxima diaria de espermatozoides es 108, la duración de la existencia de espermatozoides en la vagina es de hasta 2,5 horas y en el cuello uterino de hasta 48 horas.

14. Oogénesis. Concepto de ciclo menstrual

El proceso de desarrollo de las células germinales femeninas se llama ovogénesis (oogénesis).

Hay 3 períodos en la ovogénesis: reproducción, crecimiento y maduración.

Células germinales femeninas indiferenciadas - Oogonia - se reproducen de la misma forma que las espermatogonias, mediante mitosis normal.

Después de la división se convierten ovocitos de primer orden y entrar en un período de crecimiento. El crecimiento de los ovocitos dura mucho tiempo: semanas, meses e incluso años.

Luego, el ovocito de primer orden entra en el período de maduración o meiosis. Aquí también se producen reducciones y divisiones ecuacionales. Los procesos de división en el núcleo proceden de la misma manera que durante la meiosis de los espermatocitos, pero el destino del citoplasma es completamente diferente. Durante la división reductora, un núcleo transporta consigo la mayor parte del citoplasma., y sólo una pequeña parte queda para la parte del otro. Por lo tanto, solo se forma una célula completa: un ovocito de segundo orden y una segunda pequeña, un cuerpo direccional o reductor, que se puede dividir en dos cuerpos reductores.

Durante la segunda división ecuacional, se repite la distribución asimétrica del citoplasma y nuevamente se forma una célula grande: la ovotida y el tercer cuerpo polar. La ovotida, en cuanto a su composición nuclear y funcionalidad, es una célula germinal completamente madura.

El período de formación, a diferencia de la espermatogénesis, está ausente en la ovogénesis.

Así, en la ovogénesis, sólo un óvulo maduro surge de una oogonia. Los cuerpos polares permanecen subdesarrollados y pronto mueren y son fagocitados por otras células. Los gametos femeninos maduros se denominan óvulos o huevos, y los depositados en el agua se denominan caviar.

El desarrollo de las células germinales femeninas se produce en los ovarios. El período de reproducción comienza en las oogonias cuando aún se encuentra en el embrión y se detiene cuando nace la niña.

El período de crecimiento durante la ovogénesis es más largo, porque Además de la preparación para la meiosis, se acumula un aporte de nutrientes que serán necesarios en el futuro para las primeras divisiones del cigoto. En la fase de crecimiento pequeño, se produce la formación. gran cantidad diferentes tipos ARN.

Durante el período de gran crecimiento, las células foliculares del ovario forman varias capas alrededor del ovocito de primer orden, que promueve la transferencia de nutrientes sintetizados en otros lugares al citoplasma del ovocito.

En los seres humanos, el período de crecimiento de los ovocitos puede ser de 12 a 50 años. Una vez completado el período de crecimiento, el ovocito de primer orden entra en el período de maduración.

Como resultado, durante la ovogénesis se obtienen 4 células, de las cuales solo una se convertirá posteriormente en óvulo, y las 3 restantes (cuerpos polares) se reducen. El significado biológico de esta etapa de la ovogénesis es preservar todas las sustancias acumuladas en el citoplasma alrededor de un núcleo haploide para garantizar la nutrición y el desarrollo normales del óvulo fertilizado.

Durante la ovogénesis en las mujeres, en la etapa de la segunda metafase, se forma un bloque que se elimina durante la fertilización, y la fase de maduración termina solo después de que los espermatozoides penetran en el óvulo.

El proceso de ovogénesis en la mujer es un proceso cíclico que se repite aproximadamente cada 28 días. (a partir del período de crecimiento y terminando solo después de la fertilización). Este ciclo se llama menstrual.

Características distintivas La espermatogénesis y la ovogénesis en humanos se presentan en la Tabla 3.