Оплодотворение, его стадии и механизмы

Оплодотворением называется слияния сперматозоида и яйцеклетки с образованием диплоидной зиготы. Выделяют 4 последовательные стадии оплодотворения:

1 – взаимно узнавание и контакт спермия и яйцеклетки

2 – регуляция проникновения спермия в яйцо

3- слияние генетического материала спермия и яйца

4 – активация метаболизма яйца для его вступления на путь развития.

1Различают дистальные и контактные механизмы взаимодействия сперматозоидов и яйцеклетки.

В основе дистальных взаимодействий лежат механизмы хемотаксиса. Миграция сперматозоидов человека к яйцеклетке направляется веществами небелковой и полипептидной природы. Эти вещества, выделяемые ямцеклеткой, называются гиногомоными. Сперматозоиды в свою очередь выделяют андрогомоны, которые способны моделиравть активность своих собратьев. Контактное взаимодействие видоспецифично и обеспечивается рецепторным аппаратом обоих гамет. Например, в сперматозоидах морского ежа содердится белок байндин, обмпечивающий прикрепление спермиев к яицеклеткам только своего вида. Следут отметить, что спермии человека не становятся активными, пока не пройдут капацитации, т.е. не приобретут оплодотворяющей способности. Суть капацитации состоит в необходимости подвергнуть спермии воздействию выделению женских половых путей. Лишь после этого рецепторы спермиев становятся активными. Функции рецептора выполняеь фермент гликозил трансфераза, локализованнй в мембране спермия.

2.К оболочке яйцеклетки одноврем енно прикрепрляется мнложество сперматозоидов. Все они осуществляют акросомную реакцию и по законам конкуренции стремятся к проникновению цитоплазмы яйца Однаеко зигота должна быть диплоидной длч чего яйцкклетка может быть оплодотворенпа лишь одним спермием. В связи с этим природой прелусмотрен механизм предотврвщени полиспермии(проникновение в ооплазму нескрльких спермиев).

Кортикальная реакция

Студенистая оболочка яйцеклетки морского ежа аналогична блестящей оболочке млекопитающих, рецпторы байндина- способны связываться с белком байндином, находящмся на мембране спермиев, и соответственно прикреплять сперматозоиды к оболочек яйцеклетки.

Секрет кортикальных гранул уплотняет вителлиновую оболочку яйца, и разрушает рецепторы байндина, что делает невозможным проникновение следующих сперматозоидов в ооплазму.

3.На следующей стадии оплодотворения осуществляется слияние генетического материала яйцеклетки и сперматозоида.

1.Спермий проникает в цитоплазму ооцита 2 порядка.

2. Оболочка сперматического ядра демонтируется, а его хроматин подвергается неполной деконденсации. С этого момента ядро спермия называют мужским пронуклеусом. Одновременно женский пронкуклеус завершает второе деление мейоза и обособляется очередное направительное тельце. После отхождения полярного тельца клетку, содержащую мужской и женский пронуклеусы называют синкарионом.

3. Цитоплазма яйца усиливает деконденсацию хроматина спермия. Размер женского и мужского пронуклеусов увеличивается и вокруг последнего образуется новая оболочка.

4. Мужской пронуклеус совершает поворот на 180, так, что центриоль спермия оказывается между мужским и женским пронуклеусом. Микротрубочки, отходящие от центриоли достигают обоих пронуклеусов после чего они перемещаются навстречу друг другу.

5. Во время перемещения происходит репликация ДНК. При контакте пронуклеусов их оболочки разрушаются. Хроматин конденсируется с образованием видимых хромосом. Образуется веретено деления и первая телофаза митоза завершается цитокенезом с образованием двух бластомеров.

4.

Для того, чтобы оплодотворение привело к развитию яйца, должны произойти изменения в его цитоплазме. Их совокупность и составляет события заключительной стадии оплодотворения. Процессы активации метаболизма яйца подразделяют на ранние реакции и поздние реакции.

51.Генотипическая изменчивость. Биологическая роль комбинативной и мутационной изменчивости. Классификации мутаций.

При генотипической изменчивости приобретение или утрата признаков определяется волействием фактороа внешней среды на наследственный материал

По типу затрагиваемых клеток:Соматическая (измененения происходят с соматических клетках организма и при половом размножении потомству не передаются).Генеративная (изменения происходят в наследственном материале яйцеклеток и сперматозоидов родителей, а проявляется в фенотипе у потомков) Соматические мутации проявляются в признак у той особи, у которой они возникли. Генеративные мутации в родительском поколении не проявляются, а реализуются в признак у потомков. Если изменения наследственного материала происходят в соматических клетках зародыша, то после рождения часть клеток организма будет иметь нормальный наследственный материал, а часть клеток – измененный. Такие организмы называются мозаиками. Изменения, возникшие в постнатальном период онтогенеза, могут быть причинами онкологических заболеваний, например рака кожи и ретинобластомы (опухоль сетчатки глаза). Соматические мутации, количество которых накапливается с возрастом, по одной из гипотез, являются причиной старения и последующей смерти много клеточных организмов.

По механизму возникновения:мутационная- проявляется качественными и (или)количественными изменения наследственного материала. Вызывается факторами среды - мутагенами. Комбинативная – возникает вследствие новых сочетаний генов в генотипе потомков, что приводит к появлению организмов с новыми фенотипами 1.В зависимости от уровня повреждения наследственного материала различают генные, хромосомные и генные мутации. Частоту мутаций можно рассчитать по простой формуле: Число случайных аномалий 2 Х число обследованных Факторы среды вызывающие мутации называют мутагенами.2.Известны 3 механизма комбинативной изменчивости:1(независимое и случайное расхождение хромосом при мейозе:2(случайное сочетание хромосом при оплодотворение):3(кроссинговер).Комбинативной изменчивости принадлежит существенная роль в получении новых форм в дикой природе, новых сортов культурных растений и пород домашних животных.Геномными мутациями называют изменениях числа хромосом в клетках.Различают 3 вида геномных мутаций:Гаплоидия (уменьшение числа хромосомных наборов в клетках). Анеуплоидия(изменение числа отдельных хромосом). Полиплоидия(увеличение числа хромосомных наборов в клетках). Различают три вида анеуплоидий: моносомия (возникает недостаток одной из хромосом)Трисомия(возникает избыток одной из хромосом)Нулесомия (нехватка одной пары гомологичных хромосом)Хромосомными мутациями (аберрациями) называют изменение структуры хромосом.Различают две группы хромосомных мутаций:1.Внутрихромосомные: делеции (утрата фрагмента), инверсии (изменение положения фрагмента), дупликации (дублирование фрагмента).

2.МЕЖХРОМОСОМНЫЕ:Транслокации: реципрокные (двусторонний обмен фрагментами хромосом), центрические (робертсоновские соединение негомологичных хромосом в области центромер), нереципрокные (односторонний обмен фрагментом хромосомы) Генными мутациями (трансгенациями) называют изменения последовательности нуклеотидов в ДНК. Различают две группы генных мутаций:

1.Мутации по типу замены оснований.

2.Мутации со сдвигом рамки считывания: делеции, дупликации.

Поиск по сайту: