Временная организация клетки


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Тема: ВВЕДЕНИЕ В ГЕНЕТИКУ Генетика как самостоятельная наука возникла в начале 20в. Возникновение обусловлено вторичным открытием закономерностей наследственности в 1900г. Г. де Фриза, К. Корренса, Э.Чермака, установленных в 1865 г. Г. Менделем, которые были изложены в его труде «Опыты над растительными гибридами». Термин «генетика» предложил в 1906г. У. Бэтсон. Генетика изучает основные свойства живых организмов:Наследственность – свойство живых систем сохранять из поколения в поколение сходные признаки и обеспечивать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях средыИзменчивость – это свойство живых организмов приобретать новые признаки, отличающие их от родительских форм (строение и функции систем органов и особенности индивидуального развития 갂̖(가˞갂Ƞs*Ђĥƿǿ́〃ΈƀĠᑀ༓௃￿￿ĥɬྟྠDzНаследование – это процесс передачи генетической информации через гаметы при половом размножении или через соматические клетки – при бесполом.Наследуемость – степень соотношения наследственности и изменчивости или мера сходства родителей и детей.ྡ^ъ̀„̀̀[H각ఀѓ0ƁࠀƃࠀƓ龎‹Ɣ뷞hƿǿ̄̿ Наследование – это процесс передачи генетической информации через гаметы при половом размножении или через соматические клетки – при бесполом.Наследуемость – степень соотношения наследственности и изменчивости или мера сходства родителей и детей. Методы изучения наследственности и изменчивости в генетике: Основной метод – гибридологический – скрещивания в ряде поколений организмов, различающихся определенными признаками, изучение потомства.Генеалогический – является вариантом гибридологического метода – наследование признака изучается путем анализа передачи его потомству в целых семьях, группах, для чего составляются родословные. Впервые был разработан и применен Г. Менделем.Популяционно-статистический – используют при изучении явлений наследственности в популяциях.Цитогенетический – служит для изучения строения хромосом, их репликации и функционирования, хромосомных перестроек и изменчивости числа хромосом.Биохимический, биофизический – позволяют изучить химический состав и строение клетки, химическое строение генетического материала и возникающих в нем изменений. Иммуногенетический – используется для изучения групп крови, белков и ферментов сыворотки крови тканей. Тема: ВРЕМЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ План:1. Клеточное ядро2. Типы деления клетки2. Клеточный и митотический циклы3. Митоз. Его генетическое значение.4. Мейоз. Фазы мейоза. Генетическое значение мейоза.5. Гаметогенез. Современная клеточная теория Клетка – основная структурная, функциональная и генетическая единица живых организмов;Клетки всех одноклеточных им многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и важнейшим проявлениям процессов жизнедеятельности;каждая новая клетка получается в результате деления материнской;Клетки многоклеточных организмов специализированны. Они выполняют разные функции и образуют ткани;Клетка является открытой системой, через которую проходят и преобразуются потоки вещества, энергии и информации ФОРМЫ ЖИВОГО Структура клеточного ядра ОболочкаКариолимфаХроматинЯдрышки Оболочка интерфазного ядра состоит из 2-х (наружной и внутренней) мембран, между которыми находится перинуклеарное пространство. В мембранах ядра имеются поры, через них идут обменные процессымежду ядром и цитоплазмой.Наружная ядерная оболочка может переходить в мембраны ЭПС. На наружной ядерной мембране располагаются рибосомы. Кариолимфа – это однородная масса, заполняющая пространство между структурами ядра (хроматином и ядрышками). Она содержит белки нуклеотиды, АТФ и различные виды РНК. Кариолимфа осуществляет взаимосвязь ядерных структур и обмен с цитоплазмой клетки. Хроматин представляет собой (ДНП). Это комплекс ДНК и гистоновых белков в отношении 1:1,3. Хроматин в световом микроскопе выявляется в виде тонких гранул, нитей, глыбок. В митозе хроматин окрашивается и образует хорошо видимые структуры – хромосомы. Ядрышки обычно шаровидной формы, не окружены мембраной, содержат белки и РНК (1:1), липиды, ферменты.Ядрышки исчезают в начале деления клетки и восстанавливаются после его окончания. Ядрышки образуются в области вторичных перетяжек спутничных хромосом (ядрышковые организаторы) Основные функции ядра:хранение и передача генетической информациирегуляция процессов жизнедеятельности клетки Хромосомы – это нуклеопротеиновые тела, в которых хранится, передается потомству и реализуется наследственная информация. 1888г. - В. Вальдейер предложил термин «хромосома».Хромосомы состоят из хроматина, который содержит:40% ДНК, 40% белков гистонов, 20% негистоновые хромосомные белки, небольшое количество РНК. Гистоны – это хромосомные основные белки с высоким содержанием аминокислот аргинина и лизина. 5 видов гистонов: Н1, Н2А, Н2В, Н3, Н4.Негистоновые хромосомные белки – не основные, главным образом кислотные белки. Гистон + ДНК = хроматиновая нить. Каждый вид характеризуется постоянным набором хромосом. Типы хромосом акроцентрические - центромера смещена к одному концу хромосомы и одно плечо очень короткое;субметацентричесие – центромера смещена от центра, и плечи имеют разную длину;метацентрические – центромера расположена посередине и плечи примерно равной длины. Уровни упаковки генетического материала Нуклеосомный. Нуклеосома – глобула, содержащая по 2 молекулы 4-х гистонов (Н2а, Н2в, Н3 и Н4) и 2-х витков спирали ДНК.Длина фрагмента ДНК – 50 нм. Обнаруживается в интерфазе.Соленоидный. Нуклеосомы сшиваются гистоном Н1, образуется спираль d=25 нм. Соленоид содержит 6-10 нуклеосом. Обнаруживается в интерфазе.Хроматидный. Соленоидная нить спирализуется с образованием петель и изгибов. Обнаруживается в профазе. Диаметр петель около 50 нм.Уровень метафазной хромосомы. В метафазе хромосомы спирализуются с образованием эу- и гетерохроматиновых участков.Общий итог спирализации – 10000 раз Когда с помощью стандартных методов хромосомы окрашиваются целиком, равномерно и интенсивно, их систематизируют согласно Денверской классификации, принятой в 1960 году, нумеруя пары хромосом от 1 до 23. Все 23 пары хромосом можно разбить на 7 групп от А до G. Важным параметром является центромерный индекс (ЦИ), который определяется отношением (в %) длины короткого плеча к длине всей хромосомы. Длина короткого плеча ЦИ = ―—————————— х 100% Общая длина хромосомы К группе А относят 1-3 пары хромосом человека. Это большие мета- или субметацентрические хромосомы с ЦИ=38-49.К группе В (4 и 5 пары) относятся большие субметацентрические хромосомы с ЦИ=24-30.К группе С (6-12 пары) относятся хромосомы среднего размера, субметацентрические, ЦИ=27-35, К этой группе относят Х-хромосому.Группа D (13-15 пары). Хромосомы акроцентрические, сильно отличаются от всех других хромосом. ЦИ около 15.Группа Е (16-18 пары). Относительно короткие, мета- и субметацентрические, ЦИ =26-40.Группа F (19-20): две короткие, субметацентрические хромосомы, ЦИ=36-46.Группа G (21 и 22 пары). Это маленькие акроцентрические хромосомы, ЦИ=13-33. К этой группе относится и Y-хромосома. ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИГен имеет основные свойства хромосом (способность к редупликации, к закономерному распределению в митозе и мейозе); 2. Ген занимает определенный участок (локус) в хромосоме; 3. Ген является единицей мутации (т.е. изменяется как целое), единицей рекомбинации (т.е. кроссинговера никогда не наблюдали внутри гена), единицей функции (т.е. все мутации одного гена нарушают одну и ту же функцию). Размножение – универсальное свойство живого, заключающееся в воспроизведении себе подобного. В основе размножения лежит передача наследственного материала от одного поколения клеток или организмов к другому. Типы деления клетки Непрямое (Митоз) Прямое(Амитоз) МейозЭндомитоз Политения Амитоз – прямое деление клеток и ядер, находящихся в условиях патологической или физиологической регенерации, либо опухолевых клеток. Типичный амитоз начинается с появления перетяжки ядра, затем цитоплазмы. Далее они делятся на 2 части. В последнее время установлено, что и при амитозе происходит равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками. Непрямое деление клетки Эндомитоз – это удвоение числа хромосом без деления ядра. Это приводит к полиплоидизации клеток.Политения - многократное удвоение хроматид. Хроматиды при этом не расходятся, а в результате образуются гигантские (политенные) хромосомы. ( в слюнных железах насекомых, н-р, (дрозофил). Митоз – основной способ деления соматических клеток. Генетическое значение митоза заключается в точном распределении генетической информации между дочерними клетками и поддержании постоянства числа хромосом. причины митоза: изменение ядерно-плазменного соотношения (в разных клетках от 1\69 до 1\89;появление «митогенетических» лучей – клетки, расположенные рядом с делящимися, также вступают в митоз;наличие «раневых гормонов» - поврежденные клетки выделяют особые вещества, вызывающие митоз клеток неповрежденных. Период жизнедеятельности клетки от момента ее образования до деления на 2 части (дочерние клетки) называется клеточным или митотическим циклом. G1 – предсинтетический период Клетка вступает в него после митоза с диплоидным набором хромосом (2n). Каждая хромосома содержит 1 хроматиду (2n 1хр. 2с). Продолжительность колеблется от нескольких часов до нескольких месяцев или даже лет. Клетка увеличивается в размерах. В клетке идет активный синтез белков и нуклеотидов, накапливается энергия в виде АТФ. S – синтетический период Происходит репликация молекул ДНК.Содержание ДНК в клетке удваивается.Генетическая информация к концу периода выражена формулой 2n2хр.4с. Длительность 6 – 8 часов. Постсинтетический период G2 подготовка к митозу:Накапливается энергия;приостанавливаются процессы биосинтеза;Репродукция органоидов; меняется вязкость цитоплазмы; Прекращается выполнение клеткой основных функцийСодержание генетической информации пока не изменяется – 2n, 2хр., 4с. Профаза Интенсивная спирализация хромосом; Разрушается ядрышко; Центриоли расходятся к полюсам клетки; К концу профазы фрагментируется ядерная оболочка; Хромосомы располагаются в цитоплазме; Нити веретена деления образуются 2-х типов: «полюс – центромера» «полюс – полюс»; Формула клетки – 2n,2 хр., 4с. Метафаза Максимально спирализованные хромосомы располагаются на экваторе клетки;Содержание генетической информации – 2n, 2хр., 4с. Анафаза В области центромер хроматиды разделяются. Сокращение нитей веретена деления приводит к движению хроматид к полюсам клетки. У каждого полюса - 2n, 1 хр., 2с. Телофаза хромосомы деспирализуются, появляются ядрышки, образуется ядерная оболочка – завершается деление ядра (кариокинез) Цитоплазма материнской клетки делится, происходит цитокинез. В результате после всех делений митоза в образовавшихся клетках содержание генетической информации – 2n, 1хр. 2с. Образуются 2 дочерние клетки с идентичной генетической информацией. Сохраняется преемственность наследственной информации в ряду поколений. Мейоз – это деление особых соматических клеток половых желез, в результате которого образуются половые клетки (гаметы). Мейотическое деление протекает в 2 этапа – мейоз I и мейоз II. Каждое мейотическое деление подразделяют на 4 фазы – профазу, метафазу, анафазу и телофазу Особенности профазы I мейоза Лептотена – хроматиновые нити спирализуются и утолщаются. В микроскопе видны нитевидные гомологичные хромосомы; Зиготена - начинается конъюгация гомологичных хромосом, которые соединяются сначала в области центромер, а затем и по всей длине; Пахитена - гомологичные хромосомы образуют биваленты (тетрады хроматид). Число бивалентов соответствует гаплоидному набору хромосом – 1п. В этот период хромосомы могут обмениваться участками хроматид – происходит кроссиноговер. Кроссинговер во время профазы I мейоза Диплотена - в области центромер возникают силы отталкивания, хроматиды расходятся, оставаясь соединенными в участках перекрестов – хиазм; Диакинез - завершается спирализация и укорочение хромосом. Биваленты располагаются по периферии ядра. В конце профазы I растворяются ядрышки и ядерная оболочка. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления. Содержание генетической информации – прежнее (2n. 2хр. 4c)В метафазе 1 в экваториальной плоскости клетки видны биваленты, прикрепленные центромерами к нитям веретена деления. Содержание генетической информации не меняется. В анафазе 1 гомологичные хромосомы , состоящие из 2-х хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки. Расхождение хромосом носит случайный характер. Содержание генетической информации становится 1п2хр2с у каждого полюса клетки. В целом в клетке - 2(1п2хр2с).Телофаза 1 не отличается от таковой митоза, но хромосомы не деспирализуются. В результате мейоза I образуются 2 дочерние клетки, содержащие гаплоидный хромосомный набор, но каждая хромосома имеет 2 хроматиды (1п2хр2с). Следовательно, в результате мейоза I происходит редукция (уменьшение вдвое) числа хромосом, откуда и пошло название этой стадии – редукционное деление. После окончания мейоза I наступает короткий промежуток – интеркинез, в течение которого не происходит репликация ДНК и удвоение хроматид. Мейоз II протекает как обычный митоз. Профаза II непродолжительна,т.к. хромосомы после мейоза I остаются спирализованными. Изменений генетичеcкого материала не происходит (1п2хр2с).В метафазе II хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки. Содержание генетического материала – 1п2хр2с. В анафазе II к полюсам отходят хроматиды (дочерние хромосомы), и содержание генетического материала становится 1п1хр1с у каждого полюса клетки.В телофазе II после цитокинеза образуются клетки с гаплоидным хромосомным набором, содержащим 1 хроматиду (1п1хр1с). Генетическое значение мейоза 1. редукция числа хромосом2. конъюгация гомологичных хромосом3. рекомбинация генетического материала, обусловленная кроссинговером и случайным расхождением числа хромосом. Гаметогенез - это процесс формирования гаметСперматогенез (образование мужских гамет) происходит в семенниках Овогенез (образование яйцеклеток) происходит в овальных уплощенных телах – яичниках

Приложенные файлы


Добавить комментарий