Цитологические основы наследственности — презентация онлайн

16. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ МЕЙОЗА

• Развитие клеточной

теории во второй

половине XIX века

создало основную

предпосылку для

признания законов

Менделя.


Независимо от

гибридологического

анализа цитология

обосновала роль

ядра в


наследственности.

• Уже в 1855 г. Р.Вирхов

выдвинул

фундаментальное

положение “Omnis cellula

e cellula” — всякая клетка

от клетки, выразившее в

концентрированной

цитологические основы наследственности урок

форме представление о


самовоспроизведении

клетки

Ру́дольф Людвиг Карл Ви́рхов (1821 — 1902) —

немецкий учёный и политический деятель второй

половины XIX столетия,

врач, патологоанатом, гистолог, физиолог, один из


основоположников клеточной теории в биологии и

медицине, основоположник теории

клеточной патологии в медицине; был известен также

как археолог, антрополог и палеонтолог.

В 1862 г. Французская Академия


удостоила премии мемуар Л.

Пастера «О

воспроизводящихся частицах

в атмосфере».

• Так была обоснована

невозможность

самозарождения жизни в

настоящий геологический

период.


• Так стали утверждаться

представления о том, что

жизнь – это непрерывный ряд

воспроизведения клеток

Луи́ Пасте́р (правильно Пастёр, 1822 — 1895) —французский микробиолог и химик,

член Французской академии (1881). Пастер, показав микробиологическую

сущность брожения и многих болезней человека, стал одним из основоположников

микробиологии и иммунологии. Его работы в области строения кристаллов и


явления поляризации легли в основу стереохимии. Также Пастер поставил точку в

многовековом споре о самозарождении некоторых форм жизни в настоящее время, опытным

путем доказав невозможность этого. Его имя широко известно в ненаучных кругах благодаря

созданной им и названной позже в его честь технологии пастеризации.

Вальтер

Флемминг (1843—

1905)


Генрих

Вильгельм

Вальдейер

(1836—1921)

• Тем самым было положено начало

пристальному изучению процесса клеточного

деления – кариокинеза, или митоза, как его

назвал В. Флемминг, подробно описавший

деление ядра в клетках кожи саламандры.


Этой работой Флемминг привлек внимание

исследователей к поведению хромосом.

Правды, сам термин «хромосома» был введен

несколько позже – в 1883. В. Вальдейером.

Флемминг обнаружил, что при митозе хромосомы

«делятся» вдоль, а Э. ван Бенеден (1883)

обратил внимание на то, что дочерние

хромосомы, распределяющиеся между


дочерними клетками, до мельчайших деталей

повторяют строение материнской хромосомы

Мари Жозеф

Эдуард ван

Бенеден (18461910)

Эдуард Адольф

Страсбургер

(1844—1912)

Гертвиг, Оскар

Значение цитологического метода


(1849 – 1922).

• В 1884 г. Э. Страсбургер выделили такие

стадии митоза, как профаза и метафаза.

Именно в этот период сформировалась

ядерная гипотеза наследственности (В. Ру,


1883; О. Гертвиг, Э. Страсбургер, 1884). В

1896 г. вышло в свет первое издание сводки

Цитологические основы наследственности - презентация онлайн

Э.Вильсона «Клетка в развитии и

наследственности», обособившая

цитогенетику как раздел биологии.

УИЛСОН (Wilson) (Вильсон) Эдмунд

Бичер (1856-1939) — американский

цитолог, один из основоположников

цитогенетики, президент Нью-Йоркской


АН (с 1904). На примере насекомых

выяснил (1905-12)

хромосомный механизм определения

пола. Внес значительный вклад в

изучение строения и физиологии клетки,

предложил (1925) коллоидную теорию

протоплазмы.

Фундаментальная монография по

Цитологические основы наследственности


цитологии (в рус. переводе — «Клетка и

ее роль в развитии и наследственности»,

т. 1-2, 1936-40).

• Цитологический метод широко

используется в генетике для


непосредственного изучения

клеточных структур –

носителей наследственной

информации. Это, прежде

всего, относится к

хромосомам ядра и

самовоспроизводящимся


органеллам цитоплазмы.

Группа японских ученых сконструировала

наномотор, работающий за счет смены

конформации молекулой ДНК — перехода

двойной спирали из правозакрученной (Bформа) в левозакрученную (Z-форма). «Запуск»

мотора осуществляется путем изменения

концентрации ионов в растворе. Закрепив

ПОДРОБНЕЕ:   Цитологическое заключение по папаниколау


мотор в жесткой рамке, которая фиксирует его

на подложке, не мешая при этом вращению

ротора, ученые смогли при помощи атомной

силовой микроскопии проследить за работой

мотора в режиме реального времени. Они

зафиксировали два оборота ротора, что

соответствует одному B-Z-переходу.

Рис. Вверху: схема поворота ротора (показан красным


цветом) ДНК-мотора (то есть перехода из B-формы в Zформу) при увеличении концентрации ионов Mg2 и

обратного перехода при уменьшении концентрации

ионов. Внизу: изображения, полученные при помощи

атомной силовой микроскопии и подтверждающие, что

переход произошел. Рисунок из обсуждаемой статьи

в Journal of American Chemical Society

• Мейо́з (от др.греч. μείωσις —

уменьшение)


или редукционное

деление клетки —

деление

ядра эукариотической

клетки с уменьшением

числа хромосом в два

раза. Происходит в

два этапа


(редукционный и

эквационный этапы

мейоза).

В зависимости от места в

жизненном цикле организма

различают три осн. типа


М.: зиготный, или начальный

(у мн. грибов и водорослей),

происходит в зиготе сразу

после оплодотворения и

Значение цитологического метода

приводит к образованию

гаплоидного мицелия или

таллома, а затем спор и

гамет; гаметный, или

конечный (у всех


многоклеточных животных и

ряда низших растений),

происходит в половых органах

и приводит к образованию

гамет; споровый, или

промежуточный (у высших

растений), происходит перед

цветением и приводит к

образованию гаплоидного


гаметофита, в котором

позднее образуются гаметы. У

простейших встречаются все

три типа.

Общая схема последовательных стадий мейоза: а — лептотена; б — зиготена; в — пахитена; г —

диплотена; д — диакинез; е — метафаза I; ж — анафаза I; з — телофаза I; и — интеркинез; к — метафаза

II; л — анафаза II; м — телофаза II.

Август Вейсман


(1834-1914, Германия)

• Биологическое значение мейоза

впервые оценил А. Вейсман, который

отметил, что редукция числа хромосом

в мейозе и последующее

оплодотворение лежат в основе

поддержания постоянства числа


хромосом вида из поколения

в поколение. Кроме того, мейоз

обеспечивает комбинативную

изменчивость. Поскольку

хромосомы разных бивалентов

расходятся в анафазе I независимо


друг от друга, это приводит

к рекомбинации родительских

наборов хромосом. В мейозе

происходит также рекомбинация

участков гомологичных хромосом,

судя по появлению хиазм на стадии


диплотены — пахитены

наследования. Обнаружение этого параллелизма

дало толчок к созданию хромосомной теории наследственности.

Действительно,

гаплоидные гаметы

содержат по одной


из каждой пары

хромосом

и соответственно

по одному

менделевскому фактору, или


аллеломорфу.

• Слияние гаплоидных

гамет приводит

к объединению в ядре

по одной гомологичной

хромосоме от каждого

родителя, а если они


различались

по аллелям одного

1 / 4 Ab гена,

то и к установлению

гетерозиготности (Аа).

•При мейозе происходит редукция числа хромосом, при этом гомологи


из разных бивалентов расходятся в анафазе I независимо и также независимо

ведут себя разные пары менделевских факторов (АаВЬ), образуя в итоге 4 типа

гамет: АВ, Ab, аВ, аЬ.

• Хромосомная теория

наследственности —


теория, согласно которой

хромосомы, заключённые в

ядре клетки, являются

носителями генов и

представляют собой

материальную основу

наследственности, то есть

преемственность свойств


организмов в ряду

поколений определяется

преемственностью их

хромосом.

Составить план лекции цитологические основы наследственности

Лекция 5. ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ — раздел Медицина, Генетика. Курс лекций для специальности «БИОЭКОЛОГИЯ» Вопросы: 1. Строение И Типы Хромосом 2. Кариотип Чел.

1. Строение и типы хромосом

ПОДРОБНЕЕ:   Цитологический вагиноз что это

2. Кариотип человека

Строение и типы хромосом.Хромосомы получили свое название в 1888 году по предложению В. Вальдейера.

В состав хромосом входят ДНК, РНК, низкомолекулярный белок гистон и более сложный остаточный белок. Кроме этого в хромосоме присутствуют ДНК-полимераза, липиды, кальций, магний и железо.

1. акроцентрические – центромера значительно смещена к одному концу хромосомы, в результате чего одно плечо очень короткое;

2. субматецентрические – центромера умеренно смещена от середины хромосомы, и плечи имеют разную длину;

3. метацентрические – центромера расположена посередине и плечи примерно одинаковой длины.

Участок каждого плеча вблизи центромеры называется проксимальным, удаленным от нее – дистальным. Концевые отделы дистальных участков называются теломерами.

Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, которая отделяет от хромосомы маленький участок – так называемый спутник. Он соединяется с хромосомой тонкой нитью.

Локализация вторичной перетяжки постоянна. Вокруг нее формируется ядрышко, поэтому участок перетяжки носит название ядрышкового организатора. Он несет ответственность за синтез рРНК.

Размеры хромосом не зависят от положения организма в систематическом ряду и варьируют в широких пределах: от 0,2 до 50 мкм. Наиболее мелкие хромосомы описаны у грибов и водорослей.

Каждому виду присущ постоянный набор хромосом. Совокупность хромосом соматической клетки, характеризующая организм данного вида, называется кариотипом.

Количество хромосом в кариотипе разных видов варьирует от 2 (лошадиная аскарида) до 1260 (папоротники, произрастающие в Индии). У человека кариотип представлен 46 хромосомами.

Хромосомы подразделяются на аутосомы (одинаковые у обоих полов) и гетеросомы, или половые хромосомы (разный набор у мужских и женских особей). Кариотип человека содержит 22 пары аутосом и две половые хромосомы – ХХ у женщины и ХУ у мужчины (44 ХХ и 44 ХУ).

Соматические клетки организмов содержат диплоидный (двойной) набор хромосом, а гаметы – гаплоидный (одинарный).

· Правило индивидуальности хромосом – каждая пара хромосом отличается от другой пары размерами, расположением центромеры и содержанием генов;

Цитологические основы наследственности - презентация онлайн

· Правило непрерывности хромосом – в процессе удвоения генетического материала новая молекула ДНК синтезируется на основе информации старой молекулы ДНК.

В 1881 году Бальбиани в клетках слюнных желез двукрылых открыл гигантские хромосомы. Они в 100-200 раз длиннее обычных метафазных хромосом. Гигантские хромосомы имеют многониточное или политенное строение.

Гигантские хромосомы возникают потому, что их клетки не делятся, а лишь увеличиваются в размерах. Хромонемы этих хромосом структурно и химически неоднородны, что придает нити четкий вид.

Кариотип человека.Кариотип человека содержит 46 хромосом. Систематизированный кариотип, в котором хромосомы располагаются по мере уменьшения их размеров, называется идиограммой.

Точно расположить хромосомы по размеру удается не всегда, так как некоторые пары хромосом имеют близкие размеры. Поэтому в 1960 году была предложена Денверская классификация хромосом, которая помимо размеров учитывает форму хромосом, положение центромеры и наличие вторичных перетяжек и спутников.

Группа А. Включает 1-3 пары хромосом. Первая пара – самые большие метацентрические хромосомы, в проксимальной части длинного плеча вблизи центромеры может быть вторичная перетяжка.

Группа В. Включает 4-5 пары хромосом. Обе пары представляют собой довольно длинные субметацентрические хромосомы.

Группа С. Включает 6-12 пары хромосом. Хромосомы 6, 7, 8, и 11 – метацентрические. Хромосомы 9, 10 и 12 – субметацентрические. Х — хромосома по размеру и морфологии сходна с хромосомами 6 и 7.

Группа D. Включает 13-15 пары хромосом. Это акроцентрические хромосомы средних размеров.

Группа Е. Включает 16-18 пары хромосом. Довольно короткие хромосомы. Хромосома 16 более метацентрична, часто имеется вторичная перетяжка.

ПОДРОБНЕЕ:   Таб узла с цитологическим исследованием

Группа F. Включает 19-20 пары хромосом. Это самые маленькие метацентрические хромосомы, практически между собой не различимы.

Группа G. Включает 21-22 пары. Это самые мелкие акроцентрические хромосомы. К этой группе относится и У-хромосома.

9. Схема регуляции клеточного цикла

• Клеточный цикл состоит из


двух периодов: митоз (Мфаза) включает разделение

предварительно удвоенного

ядерного материала, деление

Цитологические основы наследственности - презентация онлайн

ядра, деление самой клетки,

цитокинез и занимает около

часа. Значительно более

длительный период между

двумя митозами занимает

интерфаза, включающая


• стадию роста G1,

Цитологические основы наследственности - презентация онлайн

• фазу репликации ДНК (S),

• фазу подготовки к

делению G2.

Клеточный цикл регулируется генами и

белками-ферментами двух основных

классов. Циклин-зависимыепротеинкиназы (Cdk) индуцируют

последовательность процессов путем


фосфорилирования отдельных белков.

Циклины, которые синтезируются и

деградируют при каждом новом цикле

деления, связываются с

молекулами Cdk и контролируют их

способность к фосфорилированию,

без циклина Cdk не активны.

Количество этих молекул регуляторов


различно в разного вида клетках.

В делении дрожжевой клетки основные роли играют один Cdk и девять циклинов,

которые образуют девять разных циклин-Cdk комплексов. У гораздо более сложно

организованных млекопитающих изучено шесть Cdk и полтора десятка циклинов.

Контроль выхода клетки из G1-, и G2-фаз осуществляют промотор-фактор S-фазы

(SPF) и промотор-фактор M-фазы (MPF), представляющие собой гетеродимеры.

Cуществует особая контрольная точка клеточного цикла (Start), с которой


заканчивается рост (G1-фаза) и начинается процесс синтеза ДНК. Постулируется

существование фактора транскрипции SBF, который может быть в активной Sa- и

пассивной Si -форме. Он переходит в активную форму под действием циклина Cln

(N) и Start-киназы (Cdc28-Cln3) (A) и инактивируется другим веществом (Е). Циклин

продуцируется путем активации SBF и деградирует. SBF активируется Chu и Startкиназой и инактивируется фосфатазой

• Фазы клеточного цикла и митоза

Временной ход митоза и цитокинеза, типичный для


клетки млекопитающего. Точные цифры для

разных клеток различны. Цитокинез берёт своё

Цитологические основы наследственности - презентация онлайн

начало в анафазе и завершается, как правило, к

окончанию телофазы

Фаза клеточного цикла, соответствующая

делению клетки, называется М-фазой (от


слова «митоз»). М-фазу условно

подразделяют на шесть стадий, постепенно

и непрерывно переходящих одна в

другую. Первые пять — профаза,

прометафаза (метакинез), метафаза,

анафаза и телофаза (или цитотомия) —


составляют митоз, а берущий своё начало в

анафазе процесс разделения цитоплазмы

клетки, или цитокинез, протекает вплоть до

завершения митотического цикла и, как

правило, рассматривается в составе

телофазы.

Только в растительных клетках профазе

предшествует дополнительная стадия,

известная как препрофаза.


Длительность отдельных стадий различна и

варьируется в зависимости от типа ткани,

физиологического состояния организма,

внешних факторов.

Прометафаза

Метафаза


Профаза

Анафаза

Телофаза

16. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ МЕЙОЗА

уменьшение)

или редукционное

деление клетки —


деление

раза. Происходит в

два этапа

(редукционный и

эквационный этапы

мейоза).


конечный (у всех

три типа.

Август Вейсман

Действительно,

Цитологические основы наследственности - презентация онлайн

гаплоидные гаметы

содержат по одной

из каждой пары

хромосом


и соответственно

по одному

аллеломорфу.

гамет приводит

различались

по аллелям одного

1 / 4 Ab гена,

• Хромосомная теория

наследственности —

носителями генов и

представляют собой

организмов в ряду

хромосом.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector