Гаметогенез

Процесс образования половых клеток называется гаметогенезом. В гаметогенезе различают 4 стадии: размножения, роста, созревания и формирования.

Сперматогенез — процесс формирования сперматозоидов.

1) Фаза размножения. Диплоидные клетки семенника(сперматогонии) многократно делятся митозом.

2) Фаза роста. Сопровождается увеличением объема цитоплазмы клеток, накоплением ряда веществ для дальнейших делений. При образовании мужских половых клеток рост выражен слабо. В фазе роста клетки получают название спермацитов I порядка.

3) Фаза созревания. В этот период происходит деление клеток путем мейоза. В результате первого деления мейоза из одного сперматоцит а первого порядка происходит образование двух сперматоцитов второго порядка, каждый из которых после второго деления мейоза формирует по две сперматиды. В итоге образуется 4 сперматиды.

4) Фаза формирования. В этот период сперматиды при­обретают черты строения, свойственные сперматозоидам. Мужские половые клетки намного мельче яйцеклеток. У разных животных они разной формы, но большинство из них имеют головку и хвост. Благодаря колебаниям хвоста сперматозоиды активно движутся. Ядро уменьшается и пе­ремещается в головку, большая часть цитоплазмы исчезает. Рядом с ядром располагается комплекс Гольджи, который участвует в растворении оболочки яйцеклетки при оплодо­творении. Митохондрии сосредоточены у основания хвоста и обеспечивают энергией его движения.

Овогенез — образование женских половых клеток, идет по той же схеме, но с некоторыми отличиями.

1) Фаза размножения. Происходит многократное деле­ние клеток стенок яичника и образование диплоидных клеток — овогоний.

2) Фаза роста. Для женских половых клеток этот период продолжительный и хорошо выражен. Размеры клеток в этот период очень сильно увеличиваются. Формируются овоцит ы I порядка, они накапливают большое количество питательных веществ.

3) Фаза созревания. Профаза первого мейотического деления осуществ­ляется еще в эмбриональном периоде, а остальные фазы первого и второго мейотических делений происходит уже после полового созревания организма. Каждый месяц в одном из яичников половозрелой женщины созревает одна яйцеклетка. При этом завершается первое деление мейоза, образуется крупный овоцит II порядка и маленькое первое полярное (редукционное) тельце, которые вступают во второе деление мейоза. На стадии метафазы второго мейотического деления Овоцит второго порядка выходит из яичника в брюшную полость (овулирует), далее попадает в яйцевод. Дальней­шее созревание его возможно после слияния со спермато­зоидом. Если оплодотворения не происходит, то овоцит II порядка погибает и выводится из организма. В случае оплодоворения он завершает второе мейотичекое деление, образуя зрелую яйцеклетку — овотиду и второе полярное тельце. Полярные тельца никакой роли в овогенезе не иг­рают и в конце концов погибают. Таким образом в резуль­тате фазы созревания из каждой диплоидной клетки фор­мируются гаплоидные клетки — одна яйцеклетка и три полярных тельца.

4) Фаза формирования для яйцеклеток не выражена.

Мейоз

Мейоз - форма деления клеток, сопровождающаяся уменьшением числа хромосом с диплоидного до гаплоидного. Мейоз состоит из двух делений по четыре фазы каждое: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Интерфаза 1. Репликация хромосомного материала(2n2c)

Профаза 1. Спирализация хромосом. Гомологичные хромосомы (отцовская и материнская) конъюгируют(соединяются) и между ними происходит обмен участками(кроссинговер). Исчезает ядерная оболочка, центриоли расходятся к разным полюсам клетки и организуют веретено деления.

Метафаза 1. Биваленты– пары гомологичных хромосом выстраиваются по экватору.

Анафаза 1. Из каждой пары гомологичных двухроматидных хромосом одна движется к одному полюсу, другая-к другому. Хромосомы одной пары расходятся независимо от того, как расходятся хромосомы другой. Т.о. у каждого полюса оказывается по одному представителю из каждой пары хромосом.

Телофаза 1. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, достигают полюсов клетки, вокруг них формируется ядерная оболочка. В образовавшихся ядрах клетки содержится одинарный набор хромосом, но каждая хромосома содержит две дочерние хроматиды (N2C). Затем происходит деление клетки на две дочерние.

Интерфаза 2. Короткий период или отсуствует вообще, без репликации ДНК.

Профаза 2. Подобна профазе митоза

Метафаза 2. Подобна метафазе митоза

Анафаза 2. К противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды

Телофаза 2. В телофазе II формируются четыре не генотипичные клетки, содержащие гаплоидный набор однохроматидных хромосом (ЫС)

Биологическое значение митоза: обеспечивает постоянство числа хромосом с идентичной наследственной информацией в клеточных поколениях, лежит в основе роста и регенерации тканей.

Биологическое значение мейоза: сохраняет постоянство числа хромосом в клетках организма, т. к. при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом восстанавливается их диплоидный набор в зиготе; обеспечивает комбинативную изменчивость.