Эсийн мөчлөг. Митоз

Нэг нь хамгийн чухал шинж чанаруудамьдрал бол эсийн хуваагдал дээр суурилдаг биологийн тогтолцооны өөрөө нөхөн үржихүй юм: “Эсийн хуваагдлаас зөвхөн удамшлын үзэгдэл төдийгүй амьдралын тасралтгүй үргэлжлэх байдал шалтгаална” (Э.Вилсон). Эукариот эсийг хуваах бүх нийтийн арга шууд бус хуваагдал, эсвэл митоз (эртний Грекийн "митос" - утаснаас). Митозын биологийн ач холбогдол нь удамшлын мэдээллийн хэмжээ, чанарыг хадгалах явдал юм.

Митозын нээлтийн товч түүх

Эсийн хуваагдлыг (мэлхийн өндөгний хуваагдал) анх Францын эрдэмтэд Превост, Дюма нар (1824) ажигласан. Энэ үйл явцыг Италийн үр хөврөл судлаач М.Рускони (1826) илүү нарийвчлан тодорхойлсон. Өндөг бутлах үед цөмийн хуваагдах үйл явц далайн хорхой K. Baer (1845) тодорхойлсон. Замаг дахь эсийн хуваагдлын анхны тайлбарыг Б.Дюмортье (1832) хийсэн. Митозын салангид үе шатуудыг Германы ургамал судлаач В.Хофмайстер (1849; Традескантийн эргийн судлын эсүүд), Оросын ургамал судлаач Е.Руссов (1872; ойм, гэзэг, сараана цэцгийн спорын эх эс) болон И.Д. Чистяков (1874; гэзэг, хөвдний спор), Германы амьтан судлаач А.Шнайдер (1873; хавтгай хорхойн буталсан өндөг), Польшийн ургамал судлаач Э.Страсбургер (1875; спирогира, хөвд, сонгино).

Хөдөлгөөний үйл явцыг харуулах бүрэлдэхүүн хэсгүүдцөм, Германы гистологич В.Шлейхнер кариокинез (1879), Германы гистологич В.Флемминг митоз (1878) гэсэн нэр томъёог санал болгосон. 1880-аад онд. Хромосомын ерөнхий морфологийг Хоффмайстерийн бүтээлүүдэд тайлбарласан боловч зөвхөн 1888 онд Германы гистологич В.Вальдейер хромосом гэсэн нэр томъёог нэвтрүүлсэн. Удамшлын мэдээллийг хадгалах, нөхөн үржих, дамжуулахад хромосомын тэргүүлэх үүрэг зөвхөн 20-р зуунд нотлогдсон.

Биологийн ач холбогдол

Митозын үйл явц нь хоёр охин бөөмийн хооронд хромосомын хатуу жигд тархалтыг баталгаажуулдаг бөгөөд ингэснээр олон эст организмд бүх эсүүд яг ижил (тоо, шинж чанарын хувьд) хромосомын багцтай байдаг. Хромосомууд агуулагддаг генетикийн мэдээлэл, ДНХ-д кодлогдсон, тиймээс тогтмол, эмх цэгцтэй митоз процесс нь бүх мэдээллийг охин цөм бүрт бүрэн шилжүүлэхийг баталгаажуулдаг; Үүний үр дүнд эс бүр организмын бүх шинж чанарыг хөгжүүлэхэд шаардлагатай бүх генетикийн мэдээлэлтэй байдаг. Үүнтэй холбоотойгоор бүрэн ялгаатай насанд хүрсэн ургамлаас авсан нэг эс яагаад боломжтой болох нь тодорхой болно тохиромжтой нөхцөлбүхэл бүтэн ургамал болж хөгждөг. Бид диплоид эсийн митозыг тодорхойлсон боловч энэ үйл явц нь гаплоид эсүүдэд, жишээлбэл, ургамлын гаметофитын үеийн эсүүдэд ижил төстэй байдлаар явагддаг.

Тэдгээр. Митозын биологийн ач холбогдол нь митоз нь олон эст организмын хөгжлийн явцад хэд хэдэн эсийн үеийн шинж чанар, шинж чанаруудын удамшлын дамжуулалтыг баталгаажуулдаг явдал юм. Митозын үед хромосомын нарийн, жигд тархалтаас шалтгаалан бүх эсүүд ганц бие организмгенетикийн хувьд адилхан.

Митоз эсийн хуваагдал нь нэг эст болон олон эст организмын бэлгийн бус нөхөн үржихүйн бүх хэлбэрийн үндэс суурь болдог. Митоз нь амьдралын хамгийн чухал үзэгдлүүдийг тодорхойлдог: эд, эрхтнүүдийн өсөлт, хөгжил, нөхөн сэргэлт, бэлгийн бус нөхөн үржихүйорганизмууд.

Хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг эсийн мөчлөгЭнэ нь митоз (пролифератив) мөчлөг юм. Энэ нь эсийн хуваагдал, түүнчлэн түүний өмнөх ба дараа нь харилцан уялдаатай, уялдаа холбоотой үзэгдлүүдийн цогц юм. Митозын мөчлөг- энэ нь эсэд нэг хуваагдлаас нөгөөд шилжих үйл явцын багц бөгөөд дараагийн үеийн хоёр эс үүсэхэд дуусдаг. Үүнээс гадна үзэл баримтлал амьдралын мөчлөгмөн эс нь үүргээ гүйцэтгэх үе, амрах үеийг багтаана. Энэ үед эсийн цаашдын хувь заяа тодорхойгүй байна: эс нь хуваагдаж (митозд ордог) эсвэл тодорхой функцийг гүйцэтгэхэд бэлтгэж эхэлдэг.

Митозын үндсэн үе шатууд.

1. Эх эсийн удамшлын мэдээллийн репликаци (өөрийгөө хуулбарлах), охин эсийн хооронд жигд тархалт. Энэ нь хромосомын бүтэц, морфологийн өөрчлөлтүүд дагалддаг бөгөөд үүнд эукариот эсийн мэдээллийн 90 гаруй хувь нь төвлөрдөг.

2. Митозын мөчлөг нь дараалсан дөрвөн үеээс бүрдэнэ: нийлэгийн өмнөх (эсвэл постмитоз) G1, синтетик S, нийлэгийн дараах (эсвэл премитоз) G2 ба митоз өөрөө. Эдгээр нь автокаталитик интерфазыг (бэлтгэл үе) бүрдүүлдэг.

Эсийн мөчлөгийн үе шатууд:

1) пресинтетик (G1) (2n2c, энд n нь хромосомын тоо, c нь молекулын тоо) . Эсийн хуваагдлын дараа шууд үүсдэг. ДНХ-ийн синтез хараахан болоогүй байна. Эсийн хэмжээ идэвхтэй нэмэгдэж, хуваагдахад шаардлагатай бодисуудыг хадгалдаг: уураг (гистонууд, бүтцийн уураг, ферментүүд), РНХ, ATP молекулууд. Митохондри ба хлоропластын хуваагдал (өөрөөр хэлбэл өөрийгөө нөхөн үржих чадвартай бүтэц) үүсдэг. Интерфазын эсийн зохион байгуулалтын онцлог нь өмнөх хуваагдлын дараа сэргээгддэг;

2) синтетик (S) (2n4c). Генетикийн материалыг ДНХ-ийн хуулбарлах замаар хуулбарладаг. Энэ нь ДНХ молекулын давхар спираль нь хоёр гинжин хэлхээнд хуваагдаж, тус бүр дээр нэмэлт гинж нийлэгжих үед хагас консерватив хэлбэрээр явагддаг.

Үр дүнд нь хоёр ижил ДНХ-ийн хос мушгиа үүсдэг бөгөөд тус бүр нь нэг шинэ, нэг хуучин ДНХ-ийн хэлхээнээс бүрддэг. Удамшлын материалын хэмжээ хоёр дахин нэмэгддэг. Үүнээс гадна РНХ ба уургийн нийлэгжилт үргэлжилж байна. Мөн митохондрийн ДНХ-ийн багахан хэсэг нь репликацалд ордог (түүний гол хэсэг нь G2 үед хуулбарлагддаг);

3) постсинтетик (G2) (2n4c). ДНХ нийлэгжихээ больсон боловч S хугацаанд нийлэгжих явцад үүссэн согогийг засч залруулдаг (засдаг). Мөн эрчим хүч, шим тэжээл хуримтлагдаж, РНХ ба уургийн (гол төлөв цөмийн) нийлэгжилт үргэлжилж байна.

S ба G2 нь митозтой шууд холбоотой байдаг тул заримдаа тэдгээрийг тусдаа үе болгон хуваадаг - препрофаз.

Үүний дараа дөрвөн үе шатаас бүрдэх митоз зөв явагдана. Хуваах үйл явц нь хэд хэдэн дараалсан үе шатыг агуулдаг бөгөөд мөчлөг юм. Түүний үргэлжлэх хугацаа нь янз бүр бөгөөд ихэнх эсэд 10-50 цагийн хооронд хэлбэлздэг.Хүний биеийн эсэд митозын үргэлжлэх хугацаа өөрөө 1-1,5 цаг, G2 үе хоорондын үе 2-3 цаг, фазын S үе 6-10 байна. цаг.

Митозын үе шатууд.

Митозын үйл явцыг ихэвчлэн дөрвөн үндсэн үе шатанд хуваадаг. профаза, метафаз, анафазаТэгээд телофаза(Зураг 1–3). Энэ нь тасралтгүй үргэлжилдэг тул фазын өөрчлөлт нь жигд явагддаг - нэг нь нөгөөд үл мэдэгдэх байдлаар шилждэг.

Урьдчилан сэргийлэх шатандЦөмийн эзэлхүүн нэмэгдэж, хроматины спиральжилтын улмаас хромосом үүсдэг. Профазын төгсгөлд хромосом бүр хоёр хроматидаас бүрдэх нь тодорхой болно. Цөм, цөмийн мембран аажмаар уусч, хромосомууд нь эсийн цитоплазмд санамсаргүй байдлаар байрладаг. Центриолууд нь эсийн туйл руу шилждэг. Ахроматин хуваагдлын ээрэх нь үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн зарим утас нь туйлаас туйл руу шилжиж, зарим нь хромосомын центромеруудтай холбогддог. Эс дэх генетикийн материалын агууламж өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна (2n4c).

Цагаан будаа. 1.Сонгины үндэс эс дэх митозын схем

Цагаан будаа. 2.Сонгины үндэс эс дэх митозын схем: 1- интерфаз; 2.3 - урьдчилан сэргийлэх үе шат; 4 - метафаз; 5.6 - анафаза; 7,8 - телофаза; 9 - хоёр эс үүсэх

Цагаан будаа. 3.Сонгины үндэсийн үзүүрийн эс дэх митоз: А- интерфаз; б- урьдчилан сэргийлэх; В- метафаз; Г- анафаза; л, д- эрт ба хожуу телофазууд

Метафазадхромосомууд хамгийн их спиральжилтад хүрч, эсийн экваторт эмх цэгцтэй байрладаг тул энэ хугацаанд тэдгээрийг тоолж, судалдаг. Генетикийн материалын агууламж өөрчлөгддөггүй (2n4c).

Анафазадхромосом бүр хоёр хроматид болж "хуваагддаг" бөгөөд энэ үеэс эхлэн охин хромосом гэж нэрлэгддэг. Центромеруудтай холбогдсон булны утаснууд агшиж, хроматидуудыг (охин хромосомууд) эсийн эсрэг туйл руу татдаг. Туйл тус бүрийн эс дэх генетикийн материалын агууламж нь диплоид хромосомын багцаар илэрхийлэгддэг боловч хромосом бүр нэг хроматид (4n4c) агуулдаг.

ТелофазадТуйлуудад байрлах хромосомууд цөхрөнгөө барж, харагдахгүй болдог. Туйл тус бүрийн хромосомын эргэн тойронд цитоплазмын мембран бүтцээс цөмийн мембран, цөмд бөөм үүсдэг. Хагарах тэнхлэг нь эвдэрсэн. Үүний зэрэгцээ цитоплазм хуваагдаж байна. Охидын эсүүд нь диплоид хромосомын багцтай бөгөөд тус бүр нь нэг хроматидаас (2n2c) бүрддэг.

Митозын хэвийн бус хэлбэрүүд

Митозын хэвийн бус хэлбэрт амитоз, эндомитоз, политени зэрэг орно.

1. Амитоз бол цөмийн шууд хуваагдал юм. Үүний зэрэгцээ бөөмийн морфологи хадгалагдаж, цөм, цөмийн мембран харагдаж байна. Хромосомууд нь харагдахгүй, жигд тархаагүй байдаг. Цөм нь митозын аппарат (микротубул, центриол, бүтэцтэй хромосомын систем) үүсэхгүйгээр харьцангуй тэнцүү хоёр хэсэгт хуваагддаг. Хэрэв хуваагдал дуусвал хоёр цөмийн эс гарч ирнэ. Гэхдээ заримдаа цитоплазм нь нэхсэн байдаг.

Энэ төрлийн хуваагдал заримд байдаг ялгаатай эдүүд(эсэнд араг ясны булчингууд, арьс, холбогч эд), түүнчлэн эмгэг өөрчлөлттэй эдэд. Амитоз нь удамшлын мэдээллийг бүрэн хадгалах шаардлагатай эсүүдэд хэзээ ч тохиолддоггүй - бордсон өндөг, эсүүд хөгжиж буй үр хөврөл. Энэ хуваах аргыг эукариот эсийн нөхөн үржихүйн бүрэн арга гэж үзэх боломжгүй юм.

2. Эндомитоз. Энэ төрлийн хуваагдлаар ДНХ-ийн репликацийн дараа хромосомууд нь хоёр охин хроматид болж салдаггүй. Энэ нь эсийн хромосомын тоог диплоид багцтай харьцуулахад хэдэн арван дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Ийм байдлаар полиплоид эсүүд үүсдэг. Ер нь энэ үйл явц эрчимтэй ажиллаж байгаа эдэд, жишээлбэл, полиплоид эсүүд элбэг байдаг элэгэнд явагддаг. Гэсэн хэдий ч генетикийн үүднээс авч үзвэл эндомитоз нь геномын соматик мутаци юм.

3. Политени. Хромосомын агууламж нэмэгдэхгүйгээр хромосом дахь ДНХ-ийн агууламж (хромонем) хэд хэдэн удаа нэмэгддэг. Энэ тохиолдолд хромонемын тоо 1000 ба түүнээс дээш хүрч, хромосомууд нь асар том хэмжээтэй болдог. Политенийн үед ДНХ-ийн анхдагч хэлхээний нөхөн үржихээс бусад митозын мөчлөгийн бүх үе шат алдагддаг. Энэ төрлийн хуваагдал нь зарим өндөр мэргэшсэн эдэд (элэгний эсүүд, шүлсний булчирхайдиптеран шавж). Drosophila polytene хромосомыг хромосом дахь генийн цитологийн зураглалыг бүтээхэд ашигладаг.

Митозын биологийн ач холбогдол.

Энэ нь митоз нь олон эст организмын хөгжлийн явцад хэд хэдэн эсийн үеийн шинж чанар, шинж чанарыг удамшлын дамжуулалтыг баталгаажуулдаг явдал юм. Митозын үед хромосомын нарийн бөгөөд жигд тархалтаас шалтгаалан нэг организмын бүх эсүүд генетикийн хувьд ижил байдаг.

Митоз эсийн хуваагдал нь нэг эст болон олон эст организмын бэлгийн бус нөхөн үржихүйн бүх хэлбэрийн үндэс суурь болдог. Митоз нь амьдралын хамгийн чухал үзэгдлүүдийг тодорхойлдог: эд, эрхтнүүдийн өсөлт, хөгжил, нөхөн сэргэлт, организмын бэлгийн бус нөхөн үржихүй.

Цөм агуулсан эукариот эсийн шууд бус хуваагдлыг митоз гэж нэрлэдэг. Энэ өгүүллээс та митозын биологийн ач холбогдол, энэ үйл явцыг судлах түүхийг олж мэдэх болно.

Митозын үе шатууд

Аливаа амьд организмын бие даасан хөгжил нь эсийн хуваагдалгүйгээр боломжгүй юм. Митозын өвөрмөц байдал нь диплоид соматик эсийг хуваах явцад ижил генетикийн мэдээлэлтэй, хоёр охин эсүүд үүсдэг. тэнцүү тоохромосомууд. Өөрөөр хэлбэл эукариот эсийн үе хоорондын тасралтгүй байдал хадгалагдана.

Бүх үйл явц нь дөрвөн үе шатаас бүрдэнэ:

• Профаз;
• Метафаз;
• Анафаз;
• Телофаза.

Цагаан будаа. 1. Митозын үе шатууд

Зарим эх сурвалжаас та митозын үе шатуудын нарийвчилсан жагсаалтыг олж болно. Жишээлбэл, профазын өмнө хуваагдах бэлтгэл гэж нэрлэгддэг preprophase байдаг. Мөн профаз ба метафазын хооронд прометафазын үе шатыг авч үздэг. Гэсэн хэдий ч ихэнх эрдэмтэд профаза, профаза, прометафазыг нэг үе шат болгон нэгтгэдэг - профаз.

Процессын судалгааны түүх

Эсийн хуваагдлын үйл явцын талаар анх удаа 1870 онд шинжлэх ухааны ном зохиолд дурдсан байдаг. Гэхдээ эдгээр тодорхойлолтууд нь бүрэн бус байсан бөгөөд зөвхөн эсийн доторх бөөмийн зан үйлийн өөрчлөлтөд хамаатай байв.

Энэ үйл явцыг судлах анхны оролдлогууд нь Оросын эрдэмтэд Руссов, Чистяков, түүнчлэн Германы эрдэмтэн Шнайдер нарынх байв.

ТОП 4 нийтлэлүүнтэй хамт уншиж байгаа хүмүүс

1879 онд Германы эрдэмтэн Шлейхер эсийн хуваагдлын үйл явцыг кариокинез гэж нэрлэхийг санал болгов. “Митоз” хэмээх ойлголтыг анх 1880-аад оны эхээр Германы гистологич В.Флемминг нэвтрүүлсэн. Энэ нэр томъёо нь охин эсүүдийн хооронд хромосомын хуваагдлыг дуусгах үйл явцыг нэрлэх нь түгээмэл болсон.

Цагаан будаа. 2. Уолтер Флемминг

Митозын биологийн ач холбогдол

Митозын гол үүрэг бол удамшлын кодыг хуулж, дараагийн удамд шилжүүлэх явдал юм. Энэ үйл явцын ачаар цөмд тогтмол тооны хромосом хадгалагддаг бөгөөд энэ нь охин эсүүдийн хооронд жигд хуваарилагддаг. Митоз хуваагдлын тусламжтайгаар ургамлын эдийн эсүүд ургадаг. Амьтны организмд митоз нь бордсон өндөгний хуваагдал, эдийн өсөлтийн үндэс болдог.

Түүнээс гадна биологийн утгамитоз нь:

• Амьд организмын хөгжил, өсөлт;

Энэ үйл явцын ачаар нэг эсийн зигот үүсч, өсдөг. олон эсийн организм. Митоз бол үр хөврөлийн хөгжлийн үндэс юм.

• Эсийг солих;

Биеийн зарим хэсгийг шаарддаг байнгын солихжишээлбэл, арьсны эсүүд, гэдэсний хучуур эд, цусны улаан эсүүд.

• Нөхөн сэргээх, нөхөн сэргээх;

Митозоор дамжуулан зарим организмууд биеийн аль нэг хэсгээс өөрийгөө нөхөн төлжүүлж чаддаг. Жишээлбэл, далайн од зөвхөн нэг туяанаас сэргэж чаддаг. Гүрвэл шинэ сүүл ургаж, хүний ​​арьсыг нөхөн сэргээх боломжтой.

Цагаан будаа. 3. Далайн одны сэргэлт

• Бэлгийн бус нөхөн үржихүй;

Энэ үйл явц нь ургамлын вегетатив үржүүлгийн үндэс суурь болдог. Амьтанд гидра нь митозоор үрждэг. Шинэ хувь хүн нахиалах замаар үүсдэг бөгөөд энэ нь хуваагдал, эсийн тоо нэмэгдэхгүйгээр боломжгүй юм.

Бид юу сурсан бэ?

Эукариот эсийн шууд бус хуваагдах үйл явц, энэ явцад генетикийн мэдээллийг хуулж, хадгалах үйл явцыг митоз гэж нэрлэдэг. Энэ үйл явц нь профаз, метафаза, анафаза, телофаза гэсэн 4 үе шаттайгаар явагддаг. Эрдэмтэд анх 19-р зууны 70-80-аад онд эсийн хуваагдлын үйл явцыг тодорхойлсон. "Митоз" гэсэн нэр томъёог Германы эрдэмтэн Вальтер Флемминг нэвтрүүлсэн. Митозын биологийн ач холбогдол нь ижил генетикийн мэдээлэл бүхий охин эсийг бий болгох явдал юм. Шууд бус хуваагдал нь бүх амьд организмын хөгжил, өсөлт, биеийн хэсгүүдийг нөхөн сэргээх, нөхөн сэргээх, түүнчлэн бэлгийн бус нөхөн үржихүйн үндэс суурь болдог.

Митоз(гр. mitos - утаснаас) буюу шууд бус хуваагдал нь эукариот эсийг хуваах үндсэн арга юм. Митоз гэдэг нь цөмийн хуваагдал бөгөөд энэ нь хоёр охин цөм үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд тус бүр нь эх цөмтэй яг ижил хромосомтой байдаг. Цөмийн хуваагдал нь ихэвчлэн эс өөрөө хуваагддаг тул "митоз" гэсэн нэр томъёог бүхэлд нь эсийг хуваахад ашигладаг.

Митозыг оймын, гэзэг, хөвдний споруудад анх 1872 онд Дорпатын их сургуулийн багш Г.Е.Руссов, 1874 онд Оросын эрдэмтэн И.Д.Чистяков нар ажиглаж, митоз дахь хромосомын зан үйлийн нарийвчилсан судалгааг 1876 ​​-1879 онд Германы ургамал судлаач Э.Страссбургер ургамлын болон 1882 онд Германы гистологич В.Флемминг амьтдын тухай.

Митоз бол тасралтгүй үйл явц боловч судлахад хялбар болгох үүднээс биологичид энэ үед хромосомууд гэрлийн микроскопоор хэрхэн харагдахаас хамааран үүнийг дөрвөн үе шатанд хуваадаг. Митозыг профаз, метафаз, анафаз, телофаза гэж хуваадаг.

IN урьдчилан сэргийлэххромосомын богиносох, өтгөрүүлэх нь тэдгээрийн спиральжилтаас болж үүсдэг. Энэ үед давхар хромосомууд нь хоорондоо холбогдсон хоёр эгч хроматидаас бүрддэг. Хромосомын давхардал нь интерфазын S үе шатанд явагдсан. Хромосомын спиральжилттай зэрэгцэн цөм алга болж, цөмийн мембраны хэлтэрхий (тусдаа танк болон хуваагдана). Цөмийн мембран задарсаны дараа хромосомууд цитоплазмд чөлөөтэй, санамсаргүй байдлаар байрладаг.

Профазын үед центриолууд (тэдгээрийн байгаа эсүүдэд) эсийн туйл руу шилждэг. Профазын төгсгөлд энэ нь үүсч эхэлдэг булны, уургийн дэд хэсгүүдийн полимержих замаар микротубулаас үүсдэг.

Центриолуудаас микротубулууд үүсч эхэлдэг.

IN метафазХромосомын центромеруудтай холбогддог хоёр төрлийн хромосомын микротубулууд ба эсийн туйлаас туйл хүртэл сунадаг центросомын (туйлт) микротубулуудаас бүрдэх хуваагдлын тэнхлэг үүсч дуусна. Давхар хромосом бүр нь булны микротубулд наалддаг. Хромосомууд нь микротубулуудаар эсийн экватор руу шахагдсан мэт санагддаг, өөрөөр хэлбэл туйлуудаас ижил зайд байрладаг. Тэд нэг хавтгайд хэвтэж, гэж нэрлэгддэг зүйлийг үүсгэдэг экватор эсвэл метафазын хавтан. Метафазын үед хромосомын давхар бүтэц нь тодорхой харагдаж, зөвхөн центромер дээр холбогддог. Энэ хугацаанд хромосомын тоог тоолж, тэдгээрийн морфологийн шинж чанарыг судлахад хялбар байдаг.

IN анафазаОхины хромосомууд нь булангийн микротубулуудын тусламжтайгаар эсийн туйл руу сунадаг. Хөдөлгөөний явцад охин хромосомууд нь үсний хавчаар шиг нугалж, төгсгөл нь эсийн экватор руу чиглэнэ. Тиймээс анафазын үед интерфазад давхардсан хромосомын хроматидууд эсийн туйл руу шилждэг. Энэ мөчид эс нь хоёр диплоид хромосомыг агуулдаг.

IN телофазапроцессууд явагддаг урвуу сэдэвУрьдчилан фазын үед ажиглагддаг: хромосомын цөхрөлт (тайлах) эхэлж, хавдаж, микроскопоор харахад хэцүү болдог. Туйл тус бүрийн хромосомын эргэн тойронд цитоплазмын мембран бүтцээс цөмийн бүрхүүл үүсч, цөмд бөөм үүсдэг. Хагарах тэнхлэг нь эвдэрсэн.

Телофазын үе шатанд цитоплазм нь салж (цитотоми) хоёр эсийг үүсгэдэг.Амьтны эсэд плазмын мембран нь ээрмэлийн экватор байрладаг хэсэгт нэвтэрч эхэлдэг. Инвагинацийн үр дүнд экваторын дагуу эсийг тойрон хүрээлж, аажмаар нэг эсийг хоёр болгон хуваадаг тасралтгүй ховил үүсдэг.

Экваторын бүсийн ургамлын эсүүдэд булангийн утаснуудын үлдэгдэлээс торх хэлбэртэй формаци үүсдэг. фрагмопласт. Голги цогцолборын олон тооны весикулууд бие биетэйгээ нийлдэг эсийн туйлуудаас энэ хэсэгт урсдаг. Цэврүүтүүдийн агууламж нь эсийг хоёр охин эс болгон хуваах эсийн хавтанг үүсгэдэг ба Гольги цэврүүтүүдийн мембран нь эдгээр эсийн дутуу цитоплазмын мембраныг бүрдүүлдэг. Дараа нь эсийн мембраны элементүүд нь охин эс бүрийн хажуугаас эсийн хавтан дээр байрладаг.

Митозын үр дүнд эх эстэй ижил хромосомтой хоёр охин эс нэг эсээс үүсдэг.

Митозын биологийн ач холбогдолТиймээс энэ нь удамшлын материал тээгч - хромосомыг бүрдүүлдэг ДНХ молекулуудын охин эсүүдийн хооронд яг ижил тархалтаас бүрддэг. Хуулбарласан хромосомын жигд тархалтын ачаар эд эрхтэн, эд эс гэмтсэний дараа сэргээгддэг. Митоз эсийн хуваагдал бас байдаг цитологийн үндэсорганизмын бэлгийн бус нөхөн үржихүй.

28. Митоз, түүний биологийн ач холбогдол.

Эсийн мөчлөгийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь митоз (пролифератив) мөчлөг юм. Энэ нь эсийн хуваагдал, түүнчлэн түүний өмнөх ба дараа нь харилцан уялдаатай, уялдаа холбоотой үзэгдлүүдийн цогц юм. Митозын мөчлөг- энэ нь эсэд нэг хуваагдлаас нөгөөд шилжих үйл явцын багц бөгөөд дараагийн үеийн хоёр эс үүсэхэд дуусдаг. Нэмж дурдахад, амьдралын мөчлөгийн тухай ойлголт нь эсүүд үүргээ гүйцэтгэх хугацаа, амрах үеийг багтаадаг. Энэ үед эсийн цаашдын хувь заяа тодорхойгүй байна: эс нь хуваагдаж (митозд ордог) эсвэл тодорхой функцийг гүйцэтгэхэд бэлтгэж эхэлдэг.

Митозын үндсэн үе шатууд.

1. Эх эсийн удамшлын мэдээллийн репликаци (өөрийгөө хуулбарлах), охин эсийн хооронд жигд тархалт. Энэ нь хромосомын бүтэц, морфологийн өөрчлөлтүүд дагалддаг бөгөөд үүнд эукариот эсийн мэдээллийн 90 гаруй хувь нь төвлөрдөг.

2. Митозын мөчлөг нь дараалсан дөрвөн үеээс бүрдэнэ: нийлэгийн өмнөх (эсвэл постмитоз) G1, синтетик S, нийлэгийн дараах (эсвэл премитоз) G2 ба митоз өөрөө. Эдгээр нь автокаталитик интерфазыг (бэлтгэл үе) бүрдүүлдэг.

Эсийн мөчлөгийн үе шатууд:

1) өмнөх синтетик (G1). Эсийн хуваагдлын дараа шууд үүсдэг. ДНХ-ийн синтез хараахан болоогүй байна. Эсийн хэмжээ идэвхтэй нэмэгдэж, хуваагдахад шаардлагатай бодисуудыг хадгалдаг: уураг (гистонууд, бүтцийн уураг, ферментүүд), РНХ, ATP молекулууд. Митохондри ба хлоропластын хуваагдал (өөрөөр хэлбэл өөрийгөө нөхөн үржих чадвартай бүтэц) үүсдэг. Интерфазын эсийн зохион байгуулалтын онцлог нь өмнөх хуваагдлын дараа сэргээгддэг;

2) синтетик (S). Генетикийн материалыг ДНХ-ийн хуулбарлах замаар хуулбарладаг. Энэ нь ДНХ молекулын давхар спираль нь хоёр гинжин хэлхээнд хуваагдаж, тус бүр дээр нэмэлт гинж нийлэгжих үед хагас консерватив хэлбэрээр явагддаг.

Үр дүнд нь хоёр ижил ДНХ-ийн хос мушгиа үүсдэг бөгөөд тус бүр нь нэг шинэ, нэг хуучин ДНХ-ийн хэлхээнээс бүрддэг. Удамшлын материалын хэмжээ хоёр дахин нэмэгддэг. Үүнээс гадна РНХ ба уургийн нийлэгжилт үргэлжилж байна. Мөн митохондрийн ДНХ-ийн багахан хэсэг нь репликацалд ордог (түүний гол хэсэг нь G2 үед хуулбарлагддаг);

3) постсинтетик (G2). ДНХ нийлэгжихээ больсон боловч S хугацаанд нийлэгжих явцад гарсан согогийг засч залруулдаг (засдаг). Мөн эрчим хүч, шим тэжээл хуримтлагдаж, РНХ ба уургийн (гол төлөв цөмийн) нийлэгжилт үргэлжилж байна.

S ба G2 нь митозтой шууд холбоотой байдаг тул заримдаа тэдгээрийг тусдаа үе болгон хуваадаг - препрофаз.

Үүний дараа дөрвөн үе шатаас бүрдэх митоз зөв явагдана. Хуваах үйл явц нь хэд хэдэн дараалсан үе шатыг агуулдаг бөгөөд мөчлөг юм. Түүний үргэлжлэх хугацаа нь янз бүр бөгөөд ихэнх эсэд 10-50 цагийн хооронд хэлбэлздэг.Хүний биеийн эсэд митозын үргэлжлэх хугацаа өөрөө 1-1,5 цаг, G2 үе хоорондын үе 2-3 цаг, фазын S үе 6-10 байна. цаг.

Митозын биологийн ач холбогдол

∙ Митоз нь цөм бүхий бүх организм - эукариотуудын өсөлт, ургамлын нөхөн үржихүйн үндэс суурь болдог.

∙ Митозын ачаар хромосомын тооны тогтмол байдал нь эсийн үеийнхэнд хадгалагддаг, жишээлбэл. охин эсүүд эх эсийн цөмд агуулагдаж байсан генетикийн мэдээллийг хүлээн авдаг.

∙ Митоз нь амьдралын хамгийн чухал үзэгдлүүдийг тодорхойлдог: эд, эрхтнүүдийн өсөлт, хөгжил, нөхөн сэргэлт, организмын бэлгийн бус нөхөн үржихүй.

∙ Бэлгийн бус нөхөн үржихүй, алдагдсан хэсгийг нөхөн сэргээх, олон эсийн организмд эсийг солих

Генетикийн тогтвортой байдал - нэг үеийн туршид (жишээ нь, организмын амьдралын туршид) соматик эсийн кариотипийн тогтвортой байдлыг хангадаг.

29. Мейозын хуваагдал, түүний онцлог, профазын 1-ийн үе шатуудын шинж чанар.

Гаметогенезийн гол үйл явдал юм тусгай хэлбэрэсийн хуваагдал - мейоз. Эс дэх хромосомын диплоид тоог тогтмол байлгадаг өргөн тархсан митозоос ялгаатай нь мейоз нь диплоид эсүүдээс гаплоид бэлгийн эсүүд үүсэхэд хүргэдэг. Дараагийн бордооны үед бэлгийн эсүүд нь шинэ үеийн организм үүсгэдэг диплоид кариотип(ps + ps == 2n2c). Энэ бол бэлгийн замаар үрждэг бүх зүйлийн хувьслын явцад үүсч, тогтсон мейозын хамгийн чухал биологийн ач холбогдол юм.

Мейоз нь боловсорч гүйцсэн үед үүсдэг бие биенээ хурдан дагадаг хоёр хуваагдлаас бүрдэнэ. Эдгээр хуваагдлын ДНХ хоёр дахин нэмэгдэх нь өсөлтийн хугацаанд нэг удаа тохиолддог. Хоёр дахь мейозын хуваагдал нь эхнийх нь бараг тэр даруй дагадаг бөгөөд ингэснээр удамшлын материалыг тэдгээрийн хоорондын зайд нэгтгэдэггүй (Зураг 5.5).

Эхний мейоз хуваагдалЭнэ нь диплоид эс (2n2s) үүсэхэд хүргэдэг тул бууралт гэж нэрлэдэг. гаплоид эсүүд p2s. Энэ үр дүн нь мейозын эхний хуваагдлын профазын онцлогтой холбоотой юм. Мейозын I үе шатанд, түүнчлэн энгийн митозын үед генетикийн материалын нягт савлагаа (хромосомын спиральжилт) ажиглагддаг. Үүний зэрэгцээ митозын үед байхгүй үйл явдал тохиолддог: гомолог хромосомууд бие биетэйгээ нийлдэг, өөрөөр хэлбэл. харгалзах талбайнуудтай ойролцоо байна.

Коньюгацийн үр дүнд хос хромосом буюу бивалент нь n тоо үүснэ.Мейозд орж буй хромосом бүр хоёр хроматидаас бүрддэг тул хоёр валент нь дөрвөн хроматидтай байдаг. Урьдчилан сэргийлэх I шатанд генетикийн материалын томъёо нь 2n4c хэвээр байна. Профазын төгсгөлд хоёр валентын хромосомууд хүчтэй спираль хэлбэрээр богиносдог. Митозын нэгэн адил, мейозын I үе шатанд ээрэх үүсч эхэлдэг бөгөөд үүний тусламжтайгаар хромосомын материалыг охин эсийн хооронд тараах болно (Зураг 5.5).

Мейозын I үе шатанд явагдах үйл явц, түүний үр дүнг тодорхойлох нь митозтой харьцуулахад энэ хуваагдлын үе шат илүү урт байх хугацааг тодорхойлж, түүний доторх хэд хэдэн үе шатыг ялгах боломжийг олгодог.

Лептотин - хамгийн их эрт үе шатхромосомын спиральжилт эхэлдэг мейозын I үе шат бөгөөд тэдгээр нь микроскопоор урт, нимгэн утас мэт харагдах болно.

Зиготен нь синаптонемаль цогцолбороор хоёр валент болгон нэгтгэгдсэн гомолог хромосомуудын нэгдлийн эхлэлээр тодорхойлогддог (Зураг 5.6).

Пахитен бол хромосомын спиральжилт, тэдгээрийн богинослын үед гомолог хромосомуудын хооронд кроссовер явагддаг үе шат - харгалзах хэсгүүдийн солилцоотой кроссовер.

Диплотен нь гомолог хромосомуудын хооронд түлхэх хүч гарч ирснээр тодорхойлогддог бөгөөд тэдгээр нь үндсэндээ центромерын бүсэд бие биенээсээ холдож эхэлдэг боловч өнгөрсөн хөндлөн огтлолцсон хэсгүүдэд холбогдсон хэвээр байна - chiasmachs (Зураг 5.7).

Диакинез бол мейозын I фазын эцсийн шат бөгөөд гомолог хромосомууд нь зөвхөн хиасматын бие даасан цэгүүдэд бэхлэгддэг. Бивалентууд нь цагираг, загалмай, найм гэх мэт хачирхалтай хэлбэрийг авдаг. (Зураг 5.8).

Ийнхүү гомолог хромосомуудын хооронд үүсэх түлхэлтийн хүчийг үл харгалзан бивалентуудын эцсийн устгал I фазын үед тохиолддоггүй. Оогенез дэх мейозын онцлог нь сперматогенезид байдаггүй диктиотен гэсэн тусгай үе шат байдаг. Хүний биед үр хөврөлийн үед ч хүрдэг энэ үе шатанд хромосомууд тусгай морфологийн хэлбэрийг "дэнлүүний сойз" болгон авч, цаашид зогсдог. бүтцийн өөрчлөлтолон жилийн турш. Хүрэх үед эмэгтэй бие нөхөн үржихүйн насгипофиз булчирхайн лютеинжүүлэгч дааврын нөлөөн дор, дүрмээр бол сар бүр нэг ооцит мейозыг сэргээдэг.

ОНЦЛОГ

Организмын бэлгийн нөхөн үржихүй нь тусгай эс гэж нэрлэгддэг тусгай эсүүдийн тусламжтайгаар хийгддэг. бэлгийн эсүүд - өндөг (өндөг) ба эр бэлгийн эс (эр бэлгийн эс). Гаметууд нийлж нэг эс буюу зигот үүсгэдэг. Гамет бүр гаплоид, өөрөөр хэлбэл. нэг хромосомтой. Багц дотор бүх хромосомууд өөр өөр байдаг ч өндөгний хромосом бүр нь эр бэлгийн эсийн аль нэгэн хромосомтой тохирдог. Тиймээс зигот нь гомолог гэж нэрлэгддэг бие биендээ тохирсон хос хромосомыг аль хэдийн агуулдаг. Гомолог хромосомууд нь ижил ген эсвэл тэдгээрийн хувилбарууд (аллель) байдаг тул ижил төстэй байдаг. тодорхой шинж тэмдэг. Жишээлбэл, хосолсон хромосомын нэг нь цусны бүлгийн А, нөгөө нь В бүлгийн цусыг кодлодог гентэй байж болно.

Өндөгнөөс үүссэн зиготын хромосомууд нь эхийнх, эр бэлгийн эсээс үүссэн нь эцгийнх байдаг.

Давтан митоз хуваагдлын үр дүнд бий болсон зиготоос олон эст организм эсвэл олон тооны чөлөөт амьд эсүүд үүсдэг бөгөөд энэ нь бэлгийн нөхөн үржихүйн эгэл биетэн ба нэг эсийн замагт тохиолддог.

Гамет үүсэх үед зиготад агуулагдах диплоид хромосомын багцыг хоёр дахин багасгах шаардлагатай. Хэрэв ийм зүйл тохиолдоогүй бол үе бүрт бэлгийн эсийн нэгдэл нь хромосомын багцыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. хүртэл бууруулах гаплоид тоохромосомууд хуваагдсаны үр дүнд үүсдэг - гэж нэрлэгддэг. миоз буюу митозын нэг хувилбар.

Хагалах ба дахин нэгтгэх. Мейозын онцлог нь хэзээ эсийн хуваагдалЭкваторын хавтан нь митозын нэгэн адил давхардсан бие даасан хромосомоор биш хос гомолог хромосомоор үүсдэг. Хосолсон хромосомууд тус бүр нь дангаараа үлдэж, эсийн эсрэг туйл руу шилжиж, эс хуваагдаж, үр дүнд нь охин эсүүд зиготтой харьцуулахад хромосомын тэн хагасыг авдаг.

Жишээлбэл, гаплоид багц нь хоёр хромосомоос бүрдэнэ гэж үзье. Зиготад (мөн үүний дагуу бэлгийн эсийг үүсгэдэг организмын бүх эсүүдэд) эхийн А ба В хромосом, эцгийн А, В хромосомууд байдаг. Мейозын үед тэд салж болно дараах байдлаар:

Энэ жишээн дэх хамгийн чухал зүйл бол хромосомууд зөрөх үед эх, эцгийн анхны багц үүсэх шаардлагагүй, харин генийн рекомбинаци хийх боломжтой байдаг.

Одоо AA" хос хромосом нь цусны А ба В бүлгийг тодорхойлдог генийн а ба б гэсэн хоёр аллелийг агуулдаг гэж бодъё. Үүний нэгэн адил BB" хос хромосом нь M ба цусны бүлгийг тодорхойлдог өөр генийн m ба n аллелуудыг агуулж байна гэж бодъё. N. Эдгээр аллелуудыг салгах нь дараах байдлаар явагдана: Мэдээжийн хэрэг, үүссэн бэлгийн эсүүд нь am, bn, bm эсвэл an гэсэн хоёр генийн аллелийн дараах хослолуудын аль нэгийг агуулж болно.

Хэрэв боломжтой бол илүү их тоохромосом, дараа нь хос аллель ижил зарчмын дагуу бие даан хуваагдана. Энэ нь ижил зиготууд нь генийн аллелийн өөр өөр хослол бүхий бэлгийн эсийг үүсгэж, үр удамд өөр өөр генотипийг бий болгож чадна гэсэн үг юм.

Мейоз хуваагдал. Хоёр жишээ хоёулаа мейозын зарчмыг харуулж байна. Үнэндээ мейоз нь хоёр дараалсан хуваагдлыг агуулдаг тул илүү төвөгтэй процесс юм. Мейозын гол зүйл бол хромосомууд зөвхөн нэг удаа хоёр дахин нэмэгдэж, эс хоёр хуваагддаг бөгөөд үүний үр дүнд хромосомын тоо буурч, диплоид багц нь гаплоид болж хувирдаг.

Эхний хуваагдлын профазын үед гомолог хромосомууд нэгддэг, өөрөөр хэлбэл тэд хосоороо нийлдэг. Энэхүү маш нарийн үйл явцын үр дүнд ген бүр өөр хромосом дээрх гомологийн эсрэг талд төгсдөг. Дараа нь хоёр хромосом хоёр дахин нэмэгддэг боловч хроматидууд хоорондоо нийтлэг центромероор холбогддог. Метафазын үед холбогдсон дөрвөн хроматид нь нэг давхардсан хромосом мэт экваторын хавтанг үүсгэдэг. Митозын үед тохиолддогоос ялгаатай нь центромерууд хуваагддаггүй. Үүний үр дүнд охин эс бүр центромероор холбогдсон хос хроматидыг хүлээн авдаг. Хоёрдахь хуваагдлын үед аль хэдийн бие даасан хромосомууд дахин эгнэж, митозын нэгэн адил экваторын хавтанг үүсгэдэг боловч энэ хуваагдлын үед тэдний хоёр дахин нэмэгддэггүй. Дараа нь центромерууд хуваагдаж, охин эс бүр нэг хроматид хүлээн авдаг.

Цитоплазмын хуваагдал. Диплоид эсийн мейозын хоёр хуваагдлын үр дүнд дөрвөн эс үүсдэг. Эрэгтэйн нөхөн үржихүйн эсүүд үүсэхэд ойролцоогоор дөрвөн эр бэлгийн эс үүсдэг ижил хэмжээтэй. Өндөг үүсэх үед цитоплазмын хуваагдал маш жигд бус явагддаг: нэг эс нь том хэвээр байхад нөгөө гурав нь маш жижиг тул цөмд бараг бүхэлдээ эзэлдэг. Эдгээр жижиг эсүүд гэж нэрлэгддэг. туйлын биетүүд нь зөвхөн мейозын үр дүнд үүссэн илүүдэл хромосомыг байрлуулахад үйлчилдэг. Зиготад шаардлагатай цитоплазмын дийлэнх хэсэг нь нэг эсэд байдаг - өндөг.

Коньюгаци ба кроссинг-вер. Коньюгацийн үед гомолог хромосомын хроматидууд задарч, дараа нь шинэ дарааллаар нэгдэж, хэсгүүдийг дараах байдлаар сольж болно.

Гомолог хромосомын хэсгүүдийн энэ солилцоог кроссинг-овер гэж нэрлэдэг. Дээр дурдсанчлан кроссинг-овер нь холбосон генүүдийн аллелийн шинэ хослолууд үүсэхэд хүргэдэг. Тиймээс, хэрэв анхны хромосомууд нь AB ба ab хослолуудтай байсан бол кромосомын дараа тэдгээр нь Ab ба aB-г агуулна. Шинэ генийн нэгдэл үүсэх энэхүү механизм нь мейозын үед үүсдэг бие даасан хромосомын ангиллын үр нөлөөг нөхдөг.

Үүний ялгаа нь кромосомын генийг нэг хромосом дээр ялгадаг бол бие даасан ангилах нь зөвхөн өөр хромосомын генийг тусгаарладаг.

30. Удамшлын аппаратын мутаци. Тэдний ангилал.Удамшлын аппаратын мутаци үүсгэх хүчин зүйлс

Мутаци үүсгэдэг хүчин зүйлүүд нь янз бүрийн нөлөөлөл байж болно гадаад орчин: температур, хэт ягаан туяа, цацраг (байгалийн болон хиймэл аль аль нь), янз бүрийн химийн нэгдлүүдийн нөлөө - мутагенууд.

Мутагенууд нь генотипийн тодорхой өөрчлөлтийг үүсгэдэг гадаад орчны бодисууд - мутаци ба мутаци үүсэх үйл явцыг мутагенез гэж нэрлэдэг.

Цацрагийн мутагенезӨнгөрсөн зууны 20-иод оноос хичээллэж эхэлсэн. 1925 онд Зөвлөлтийн эрдэмтэд Г.С.Филиппов, Г.А.Надсон нар генетикийн түүхэнд анх удаа рентген туяаг ашиглан мөөгөнцрийн мутацийг гаргаж авсан. Жилийн дараа Америкийн судлаач Г.Меллер (хожим нь хоёр удаа шагналт Нобелийн шагнал), урт хугацааМосквад ажиллаж байсан Н.К.Кольцовын тэргүүлдэг хүрээлэнд Дрозофила дээр ижил мутаген хэрэглэсэн. 10 рад цацрагийн тун нь хүний ​​мутацийн давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг болохыг тогтоожээ. Цацраг туяа нь удамшлын өвчин, хорт хавдар үүсгэдэг мутаци үүсгэдэг.

Химийн мутагенезАнх удаа Н.К.Кольцовын хамтран зүтгэгч В.В.Сахаров 1931 онд Дрозофилагийн өндөг иодтой болсны дараа, дараа нь М.Е.Лобашов дээр зориудаар судалж эхэлсэн.

Химийн мутагенд олон төрлийн бодис (устөрөгчийн хэт исэл, альдегид, кетон, азотын хүчил ба түүний аналоги, давс) орно. хүнд металлууд, үнэрт бодис, шавьж устгах бодис, гербицид, эм, архи, никотин, зарим эмийн бодис болон бусад олон. Эдгээр нэгдлүүдийн 5-10% нь мутаген үйл ажиллагаатай (удамшлын материалын бүтэц, үйл ажиллагааг тасалдуулах чадвартай).

Генетикийн идэвхтэй хүчин зүйлсийг физик, хими, биологийн гэсэн 3 ангилалд хувааж болно.

Физик хүчин зүйлүүд.Үүнд: янз бүрийн төрөлионжуулагч цацраг ба хэт ягаан туяа. Мутацийн үйл явцад цацрагийн нөлөөллийн судалгаа нь энэ тохиолдолд босго тун байдаггүй, тэр ч байтугай хамгийн их байдаг. бага тунгаарпопуляцид мутаци үүсэх магадлалыг нэмэгдүүлэх. Мутацийн давтамж нэмэгдэх нь хувь хүний ​​хувьд биш, харин хүн амын генетикийн ачааллыг нэмэгдүүлэх үүднээс аюултай юм.

Жишээлбэл, эхнэр, нөхөр хоёрын аль нэгийг мутацийн давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх (1.0 - 1.5 Гр) тунгаар цацраг туяагаар туяарах нь өвчтэй хүүхэдтэй болох эрсдлийг бага зэрэг нэмэгдүүлдэг (4-5% -иас 5 түвшин хүртэл). - 6%). Хэрэв бүхэл бүтэн бүс нутгийн хүн ам ижил тунг авдаг бол тоо удамшлын өвчинхүн ам нэг үеэ хоёр дахин нэмэгдэнэ.

Химийн хүчин зүйлүүд.Химийн боловсруулалт Хөдөө аж ахуйболон хүний ​​үйл ажиллагааны бусад салбарт химийн үйлдвэрлэлийн хөгжил нь асар их хэмжээний бодисын нийлэгжилтэд хүргэсэн, тэр дундаа өмнөх хувьслын хэдэн сая жилийн туршид биосферт хэзээ ч байгаагүй бодисууд бий болсон. Энэ нь юуны түрүүнд задрах чадваргүй, урт хугацааны хадгалалт гэсэн үг юм. гадны бодисуудхүрээлэн буй орчинд нэвтрэх. Хортон шавьжтай тэмцэхэд анх ололт гэж тооцогдож байсан зүйл хожим нь нарийн төвөгтэй асуудал болж хувирав. Өргөн хэрэглээний програмӨнгөрсөн зууны 40-60-аад онд DDT шавьж устгах бодис нь дэлхий даяар тархахад хүргэсэн. бөмбөрцөг рүүАнтарктидын мөс хүртэл.

Ихэнх пестицидүүд нь химийн болон биологийн задралд маш тэсвэртэй байдаг өндөр түвшинхоруу чанар.

Биологийн хүчин зүйлүүд.Физик болон химийн мутагенуудаас гадна биологийн шинж чанартай зарим хүчин зүйлүүд нь генетикийн идэвхжилтэй байдаг. Эдгээр хүчин зүйлсийн мутаген нөлөөний механизмыг хамгийн бага нарийвчлалтайгаар судалсан. 30-аад оны сүүлээр С., М.Гершензон нар экзоген ДНХ, вирусын нөлөөн дор Дрозофилагийн мутагенезийн судалгааг эхлүүлсэн. Түүнээс хойш олон хүний ​​мутагений нөлөө вируст халдваруудмөн хүний ​​хувьд.

Соматик эсийн хромосомын гажиг нь салхин цэцэг, улаанбурхан, салхин цэцэг, гахайн хавдар, ханиад, гепатит гэх мэт.

Мутацийн ангилал

Мутацийн ангиллыг 1932 онд Г.Меллер санал болгосон. Онцлох:

- гипоморфик мутаци -эмгэг генээр хянагддаг шинж тэмдгийн илрэл нь хэвийн генээр хянагддаг шинж чанартай (пигментийн синтез) суларсан байдаг.

- аморф мутаци- эмгэг ген нь хэвийн гентэй (альбинизмын ген) идэвхтэй биш тул эмгэг генээр хянагддаг шинж тэмдэг илэрдэггүй.

Гипоморф ба аморф мутаци нь рецессив хэлбэрээр удамшсан өвчний үндэс суурь болдог.

Антиморфик мутаци- эмгэг судлалын генээр хянагддаг шинж чанарын үнэ цэнэ нь хэвийн генээр хянагддаг шинж чанарын үнэ цэнийн эсрэг байна (зонхилох удамшлын шинж чанар, өвчин).

- неоморф мутаци- эмгэг судлалын генээр хянагддаг шинж чанарын үнэ цэнэ нь хэвийн генээр хянагддаг генийн үнэ цэнийн эсрэг (эсрэгтөрөгчийн нэвтрэлтийн эсрэг шинэ эсрэгбиеийн биед нийлэгжилт).

- гиперморф мутаци- эмгэг генээр хянагддаг шинж чанар нь хэвийн генээр хянагддаг шинж чанараас илүү тод илэрдэг (Фанкони цус багадалт).

Мутацийн орчин үеийн ангилалд дараахь зүйлс орно.

- ген эсвэл цэгийн мутаци.Энэ нь нэг генийн өөрчлөлт (ямар ч цэг) бөгөөд шинэ аллель гарч ирэхэд хүргэдэг. Цэгний мутаци нь Менделийн энгийн шинж тэмдэг хэлбэрээр удамшдаг, жишээлбэл, Хантингтоны хорея, гемофили гэх мэт ( жишээ s-mМартина - Бел, цистик фиброз)

- хромосомын мутаци- хромосомын бүтцийг (генийн холбоосын бүлэг) эвдэж, шинэ холбоосын бүлгүүд үүсэхэд хүргэдэг. Эдгээр нь удамшлын материалыг устгах, олшруулах, шилжүүлэн суулгах (хөдөлгөөн), урвуу оруулах, оруулах зэргээс үүдэлтэй хромосомын бүтцийн бүтцийн өөрчлөлт юм (жишээлбэл, Даун, см муурхашгирах)

- геномын мутацибүх хромосомыг нэмэх эсвэл алдах замаар шинэ геномууд эсвэл тэдгээрийн хэсгүүд үүсэхэд хүргэдэг. Тэдний өөр нэг нэр нь генетикийн материалын хэмжээг зөрчсөний үр дүнд хромосомын тоон (тоон) мутаци юм. (Шерешевскийн жишээ - Тернер, Клайнфелтерээс).

31. Удамшлын аппаратын мутагенезийн хүчин зүйлүүд.

Мутаци нь аяндаа болон өдөөгдсөн гэж хуваагддаг. Аяндаа үүссэн мутаци гэдэг нь бидэнд үл мэдэгдэх нөлөөн дор үүссэн мутаци юм байгалийн хүчин зүйлүүд. Өдөөгдсөн мутаци нь тусгай зорилтот нөлөөгөөр үүсдэг.

Мутацийн нөлөөг өдөөх хүчин зүйлсийг мутаген гэж нэрлэдэг. Мутагений үндсэн хүчин зүйлүүд нь: 1) химийн нэгдлүүд, 2) янз бүрийн төрлийн цацрагууд.

Химийн мутагенез

IN 1934 он М.Е.Лобашев химийн мутаген нь 3 шинж чанартай байх ёстойг тэмдэглэв.

1) өндөр нэвтрэх чадвар,

2) хромосомын коллоид төлөвийг өөрчлөх чадвар, 3) ген эсвэл хромосомыг өөрчлөхөд тодорхой нөлөө үзүүлэх.

Олон тооны химийн бодисууд мутаген нөлөөтэй байдаг. Химийн хэд хэдэн бодис нь физик хүчин зүйлээс ч илүү хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Тэднийг супермутаген гэж нэрлэдэг.

Химийн мутагенууд нь пенициллин, стрептомицин болон бусад антибиотикийг хэдэн зуу дахин их үүсгэдэг хөгц, актиномицет, бактерийн мутант хэлбэрийг бий болгоход ашигладаг.

Согтууруулах ундаагаар исгэх мөөгөнцөрийн исгэх үйл ажиллагааг нэмэгдүүлэх боломжтой байсан. Зөвлөлтийн судлаачид олон арван ирээдүйтэй мутаци олж авсан янз бүрийн сортуудулаан буудай, эрдэнэ шиш, наранцэцэг болон бусад ургамал.

Туршилтын явцад мутаци нь янз бүрийн химийн бодисоор өдөөгддөг. Энэ баримт нь харуулж байна, бололтой, онд байгалийн нөхцөлИймэрхүү хүчин зүйлүүд нь мөн гадаад төрхийг үүсгэдэг аяндаа үүссэн мутацицагт янз бүрийн организмууд, үүнд хүний ​​дотор. Төрөл бүрийн мутагений үүрэг химийн бодисуудтэр ч байтугай зарим нь эм. Энэ нь шинэ бодисын мутагений нөлөөг судлах шаардлагатай байгааг харуулж байна фармакологийн бодисууд, пестицид болон бусад химийн нэгдлүүдийг анагаах ухаан, хөдөө аж ахуйд улам бүр ашиглаж байна.

Цацрагийн мутагенез Цацрагаар үүсгэгдсэн мутацийг Зөвлөлтийн эрдэмтэд анх гаргаж авсан

Г.А.Надсон, Г.С.Филиппов нар 1925 онд радийн цацрагт өртсөний дараа мөөгөнцрийн мутацийн нөлөөг ажигласан. 1927 онд Америкийн генетикч Г.Меллер рентген туяа нь Дрозофилагийн олон мутаци үүсгэж болохыг харуулсан бөгөөд хожим нь рентген туяа нь олон объектод мутагений нөлөө үзүүлдэг нь батлагдсан. Хожим нь удамшлын өөрчлөлт нь бусад бүх төрлийн цацраг туяанаас үүдэлтэй болохыг тогтоожээ. Хиймэл мутацийг олж авахын тулд гамма цацрагийг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд лабораторийн эх үүсвэр нь ихэвчлэн цацраг идэвхт кобальт Co60 байдаг. IN Сүүлийн үедНэвтрэх чадвар өндөртэй нейтроныг мутацийг өдөөхөд улам бүр ашиглаж байна. Энэ тохиолдолд хромосомын эвдрэл, цэгийн мутаци хоёулаа тохиолддог. Нейтрон ба гамма цацрагийн үйлчлэлтэй холбоотой мутацийг судлах нь хоёр шалтгааны улмаас онцгой сонирхолтой байдаг. Нэгдүгээрт, атомын дэлбэрэлтийн генетикийн үр дагавар нь ионжуулагч цацрагийн мутагений нөлөөтэй холбоотой болохыг тогтоожээ. Хоёрдугаарт, мутагенезийн физик аргыг эдийн засгийн хувьд үнэ цэнэтэй сортуудыг олж авахад ашигладаг таримал ургамал. Тиймээс ЗХУ-ын судлаачид физик хүчин зүйлд өртөх аргыг ашиглан олон тооны мөөгөнцрийн өвчинд тэсвэртэй, илүү үр дүнтэй улаан буудай, арвайн сортуудыг олж авсан.

Цацраг туяа нь дээр дурдсан бүх төрлийн генийн мутаци, бүтцийн хромосомын бүтцийн өөрчлөлтийг хоёуланг нь илтгэнэ: дутагдал, урвуу, олшрох, шилжүүлэн суулгах, i.e. хромосомын хугаралтай холбоотой бүх бүтцийн өөрчлөлтүүд. Үүний шалтгаан нь цацрагийн нөлөөн дор эдэд тохиолддог үйл явцын зарим шинж чанар юм. Цацраг туяа нь эд эсэд иончлол үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд зарим атомууд электроноо алдаж, зарим нь тэдгээрийг олж авдаг: эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй ионууд үүсдэг. Молекул доторх дахин зохион байгуулалтын ижил төстэй үйл явц, хэрэв энэ нь хромосомд тохиолдсон бол тэдгээрийн хуваагдал үүсгэж болно. Цацрагийн энерги нь хромосомын эргэн тойрон дахь хүрээлэн буй орчинд химийн өөрчлөлтийг үүсгэж, индукц үүсгэдэг генийн мутациба хромосом дахь бүтцийн өөрчлөлтүүд.

Мутаци нь хүрээлэн буй орчинд үүссэн цацрагийн дараах химийн өөрчлөлтөөс болж үүсдэг. Хамгийн аюултай үр дагаварөртөх нь боловсрол юм чөлөөт радикалуудЭд эс дэх уснаас OH эсвэл HO2.

Мутагений бусад хүчин зүйлүүд Мутацийн үйл явцын анхны судлаачид хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлийн үүргийг дутуу үнэлэв

хувьсах үзэгдлүүд. 20-р зууны эхэн үеийн зарим судлаачид үүнд итгэж байсан гадны нөлөөмутацийн үйл явцад ямар ч ач холбогдолгүй. Гэвч хожим эдгээр санаанууд нь мутаци ашиглан зохиомол үйлдвэрлэлийн ачаар няцаагдсан янз бүрийн хүчин зүйлүүдгадаад орчин. Одоогийн байдлаар удамшлын шинж чанарын өөрчлөлтөд тодорхой хэмжээгээр нөлөөлөхгүй байгаль орчны хүчин зүйл байхгүй гэж үзэж болно. -аас физик хүчин зүйлүүдхэд хэдэн объект мутагений нөлөө үзүүлдэг болохыг тогтоожээ хэт ягаан туяа, гэрэл ба температурын фотонууд. Температурын өсөлт нь мутацийн тоог нэмэгдүүлдэг. Гэхдээ температур нь организмд байдаг эдгээр бодисуудын нэг юм хамгаалалтын механизмууд. Тиймээс гомеостазын эмгэг нь ач холбогдолгүй болж хувирдаг. Үүний үр дүнд температурын нөлөө нь бусад бодисуудтай харьцуулахад бага зэрэг мутаген нөлөөтэй байдаг.

32. Эукариот эсүүдийн нэгдэл, тэдгээрийн төрөл, зорилго.

Оруулгууд нь нөөцийн үүрэг гүйцэтгэдэг цитоплазмын харьцангуй тогтворгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм шим тэжээл(өөх тос, гликоген), цитоплазмууд нь нөөц тэжээл (өөх тос, гликоген), эсээс зайлуулах бүтээгдэхүүн (шүүрлийн мөхлөг), тогтворжуулагч бодис (зарим пигмент).

Оруулгууд нь эсийн хаягдал бүтээгдэхүүн юм. Эдгээр нь нягт бөөмс-мөхлөг, шингэн дусал-вакуол, түүнчлэн талст байж болно. Зарим вакуоль ба мөхлөгүүд нь мембранаар хүрээлэгдсэн байдаг. Гүйцэтгэсэн функцээс хамааран орцыг трофик, нууц, нууц гэсэн гурван бүлэгт хуваадаг. онцгой утга. Трофик ач холбогдолтой орцууд - өөхний дусал, цардуулын мөхлөгүүд. гликоген, уураг. Эдгээр нь бүх эсэд бага хэмжээгээр агуулагддаг бөгөөд тэдгээрийг шингээх процесст ашигладаг. Гэхдээ заримд нь тусгай тортэд хуримтлагддаг их хэмжээгээр. Тиймээс төмсний булцууны эсэд олон цардуулын үр тариа, элэгний эсэд гликоген мөхлөгүүд байдаг. Эдгээр орцуудын тоон агуулга нь хамааран өөр өөр байдаг физиологийн төлөв байдалэс ба бүхэл бүтэн организм. Өлсгөлөн амьтдын элэгний эсүүд сайн хооллодог хүнээс хамаагүй бага гликоген агуулдаг. Нууцын ач холбогдолтой орцууд нь голчлон булчирхайн эсүүдэд үүсдэг бөгөөд эсээс ялгарах зориулалттай. Эс дэх эдгээр орцуудын тоо нь биеийн физиологийн төлөв байдлаас хамаарна. Тиймээс өлссөн амьтны нойр булчирхайн эсүүд шүүрлийн дуслуудаар баялаг байдаг. гэхдээ тэд сайн хооллодог бол тэд ядуу байна. Онцгой ач холбогдолтой орцууд нь маш ялгаатай эсийн цитоплазмд байдаг. тусгайлсан чиг үүргийг гүйцэтгэдэг. Үүний нэг жишээ бол эритроцитод тархсан гемоглобин юм.

33. Хүний популяци дахь хувьсах чанар, түүний төрлүүдХувьсах чадвар нь удамшлын эсрэг шинж чанар бөгөөд ердийн шинж чанараас ялгаатай шинж чанаруудын харагдах байдал юм. Хэрэв нөхөн үржихүйн явцад зөвхөн

Өмнө нь байсан шинж чанар, шинж чанаруудын тасралтгүй байдал, дараа нь органик ертөнцийн хувьсал өөрчлөгдөх боломжгүй байсан ч хувьсах чанар нь амьд байгалийн шинж чанар юм. Юуны өмнө энэ нь нөхөн үржихүйн "алдаа" -тай холбоотой юм. Янз бүрийн бүтэцтэй нуклейн хүчлийн молекулууд нь удамшлын шинэ мэдээллийг агуулдаг. Энэхүү шинэ, өөрчлөгдсөн мэдээлэл нь ихэнх тохиолдолд биед хор хөнөөл учруулдаг боловч зарим тохиолдолд хувьсах чадварын үр дүнд бие нь тухайн нөхцөлд ашигтай шинэ шинж чанарыг олж авдаг. Сонголтоор шинэ шинж чанаруудыг сонгож, засдаг. Ингэж л шинэ хэлбэр, шинэ зүйл бий болдог. Тиймээс удамшлын хувьсах чанар нь төрөл зүйл, хувьсал, улмаар амьдрал оршин тогтнох урьдчилсан нөхцөлийг бүрдүүлдэг.

Удамшлын бус болон удамшлын хувьсах чанарыг ялгадаг. Тэдний эхнийх нь фенотипийн өөрчлөлттэй холбоотой, хоёр дахь нь генотип юм. Дарвин удамшлын бус хувьсах чанарыг тодорхой гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн өөрчлөлт эсвэл фенотипийн хувьсах чанар гэж нэрлэдэг. Дарвины тодорхойлсон удамшлын өөрчлөлт нь тодорхойгүй (генотипийн өөрчлөлт) юм.

ФЕНОТИПИЙН (ӨӨРЧЛӨЛТ) БА ГЕНОТИПИЙН ХӨРӨНГӨЛӨЛ Фенотипийн хэлбэлзэл Нөхцөл байдлын нөлөөн дор үүсдэг фенотипийн өөрчлөлтийг өөрчлөлт гэнэ.

орчин. Өөрчлөлтийн хэлбэлзлийн хүрээ нь урвалын нормоор хязгаарлагддаг. Шинж чанарт үүссэн тодорхой өөрчлөлтийн өөрчлөлт нь удамшдаггүй, харин өөрчлөлтийн хувьсах хүрээ нь удамшлаар тодорхойлогддог. Өөрчлөлтийн өөрчлөлт нь генотипийн өөрчлөлтийг шаарддаггүй бөгөөд амьдралын нөхцөлд тохирсон, дасан зохицох чадвартай байдаг.

Генотип буюу удамшлын бус нь хосолсон ба мутаци гэж хуваагддаг.

Хосолсон хувьсах чадвар

Хосолсон хувьсах чанар нь генотип дэх генийн шинэ хослолыг үйлдвэрлэхтэй холбоотой юм. Үүнд 2 үйл явцын үр дүнд хүрдэг: 1) мейозын үед хромосомын ялгаа ба бордооны үед тэдгээрийн санамсаргүй хослол, 2) кроссинг-оверын улмаас генийн рекомбинаци; удамшлын хүчин зүйлүүд (генүүд) өөрсдөө өөрчлөгддөггүй боловч тэдгээрийн шинэ хослолууд нь шинэ фенотип бүхий организм үүсэхэд хүргэдэг.

Мутацийн хэлбэлзэл

Мутаци гэдэг нь эсийн нөхөн үржихүйн бүтцийн өөрчлөлт, түүний генетик аппаратын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй өөрчлөлт юм. Эдгээр мутаци нь тухайн хүний ​​генотипэд нөлөөлдөггүй өөрчлөлтүүдээс эрс ялгаатай байдаг. Мутаци нь гэнэт, спазмтай тохиолддог бөгөөд заримдаа организмыг анхны хэлбэрээс нь эрс ялгадаг. Мутацийн хувьсах чадвар нь бүх организмын онцлог шинж юм, энэ нь сонгон шалгаруулах материалыг хангадаг; хувьсал, шинэ зүйл, сорт, үүлдэр үүсэх үйл явц нь үүнтэй холбоотой байдаг. Генетикийн аппаратын өөрчлөлтийн шинж чанараас хамааран мутацийг дараахь байдлаар ялгадаг.

1) хромосомын тоо өөрчлөгдөх (полиплоиди, гетероплоиди, гаплоиди);

2) хромосомын бүтцийн өөрчлөлт (хромосомын гажуудал);

3) генийн молекулын бүтцийн өөрчлөлт.

Полиплоиди ба гетероплоиди (аневлоиди).

Полиплоиди, бүхэлд нь (ген эсвэл цэгийн мутаци) нэмж хромосомын диплоид тоог нэмэгдүүлэх. хромосомын багц. Бэлгийн салатууд нь гаплоид хромосомын багцтай (n), зиготууд болон бүх соматик эсүүд нь диплоид багц (2n) -ээр тодорхойлогддог. Полиплоид хэлбэрийн хувьд хромосомын тоо нэмэгдэж, гаплоид багцаас хэд дахин нэмэгддэг: 3n - триплоид, 4n - тетроплоид гэх мэт.

Гетероплоиди гэдэг нь гаплоид багцын олон биш хромосомын тооны өөрчлөлт юм. Диплоид багц нь ердийнхөөс ердөө 1 хромосомтой байж болно, өөрөөр хэлбэл. 2n+1 хромосом. Ийм хэлбэрийг трисомик гэж нэрлэдэг. Трисомигийн эсрэг тал, i.e. диплоид багц дахь хосоос нэг хромосом алдагдахыг моносоми, организмыг моносомик гэж нэрлэдэг. Моносомик нь дүрмээр бол амьдрах чадвар нь буурсан эсвэл бүрэн амьдрах чадваргүй байдаг.

Анеуплоидын үзэгдэл нь хромосомын хэвийн тоог зөрчих нь бүтцийн өөрчлөлт, организмын амьдрах чадвар буурахад хүргэдэг болохыг харуулж байна.

Дарвины хувьсах байдлын тухай сургаал.

Тэр нөлөөллийн хэлбэлзлийн шалтгааныг олж харсан орчин. Тэрээр тодорхой ба тодорхойгүй хувьсах чанарыг ялгаж байв. Тодорхой хэлбэлзэл нь тодорхой, зарим тохиолдолд илрэх амархан, тодорхой нөлөөлөлд өртсөн хүмүүст илэрдэг. Энэ хувьсах хэлбэрийг өөрчлөлт гэж нэрлэдэг. Тодорхой бус хэлбэлзэл (эдгээр нь мутаци) нь тодорхой хувь хүмүүст илэрч, янз бүрийн чиглэлд илэрдэг. Дарвин хувьсах байдлын илрэлийг судалж байхдаа өөрчлөлтүүдийн хоорондын хамаарлыг олж мэдсэн янз бүрийн эрхтэнба тэдгээрийн бие дэх системүүд. Энэ хувьсагчийг коррелятив буюу коррелятив гэж нэрлэдэг. Аливаа эрхтэний өөрчлөлт нь үргэлж эсвэл бараг үргэлж бусад эрхтнүүд, тэдгээрийн үйл ажиллагаанд өөрчлөлт оруулдагт оршино. Корреляцийн хэлбэлзэл нь генийн плейотроп нөлөөнд суурилдаг.

Өөрчлөлт нь организмд олон янз байдлыг бий болгодог бөгөөд удамшил нь эдгээр өөрчлөлтийг үр удамд дамжуулдаг.