Поиск
Озвучить текст Озвучить книгу
Изменить режим чтения
Изменить размер шрифта
Оглавление
Для озвучивания и цитирования книги перейдите в режим постраничного просмотра.

Глава 4. Половые клетки. Мейоз

Теоретический обзор

Размножение — свойство всех живых организмов, обеспечивающее воспроизведение себе подобных форм жизни. Различают бесполое и половое размножение. В основе обеих форм размножения лежит единый механизм деления материнской клетки на две дочерние. Исключением является репликация вирусных частиц, характеризующаяся многократным копированием наследственного материала в инфицированной клетке.

Бесполое размножение — эволюционно более древнее и простое воспроизводство по сравнению с половым. У эукариот бесполое размножение происходит за счёт митотического деления соматических клеток без участия гамет (половых клеток). Поэтому образующееся потомство генетически идентично родительской особи. Бесполое размножение встречается как среди среди одноклеточных (сине-зелёные водоросли, простейшие), так и многоклеточных (грибы, растения, кольчатые черви, гидры, морские звезды) эукариот, но происходит разными способами: вегетативным размножением (деревья, кустарники), почкованием (гидры, кораллы), спорообразованием (грибы, мхи, папоротники) или делением целого организма на части (плоские, кольчатые черви), из которых образуются целостные организмы, сходные с родительской особью.

Половое размножение характерно для организмов, у которых соматические клетки содержат двойной (диплоидный) набор хромосом (по одному от каждого родителя), и связано с образованием мужских (сперматозоидов) и женских (яйцеклеток) половых ­клеток с одинарным (гаплоидным) набором хромосом. При слиянии двух половых гаплоидных клеток восстанавливается ­диплоидный набор хромосом, а в результате смешивания геномов двух индивидуальных организмов появляются потомки, генетически отличающиеся как друг от друга, так и от своих родителей. Конкуренция за полового партнёра между особями одного пола влечёт за собой выборочное спаривание (половой отбор). По существу, генетическая рекомбинация в ходе созревания половых клеток (мейоза) и половой отбор являются важнейшими и обязательными составляющими естественного отбора в эволюции вида.

Половые клетки

Сперматозоид

Открытие сперматозоидов принадлежит голландскому натуралисту Антони ван Левенгуку. В 1679 г. Левенгук доложил о «семенных зверьках» в семенной жидкости человека Лондонскому королевскому обществу (рис. 4.1). Термин «сперматозоид» ввёл академик Петербургской академии наук Карл Эрнст фон Бэр в начале XIX в. В сперматозоиде человека различают головку, тело и хвостик/жгутик (flagellum) (рис. 4.2). Яйцевидная, сплющенная с двух сторон головка содержит ядро с гаплоидным набором хромосом и акросому с ферментами для растворения прозрачной оболочки яйцеклетки (гиалуронидаза, протеазы, гликозидазы, липазы, нейраминидаза, фосфатазы). Тело сперматозоида имеет утолщение за счет спирально закрученной нитевидной митохондрии. Между телом и головкой расположены дистальная (центр организации аксонемы) и проксимальная, локализующаяся рядом с ядром, центриоли. В осевой части тела и хвостика начиная от дистальной центриоли находится сократительная органелла — аксонема, образованная микротрубочками по принципу 9 + 2 (девять пар микротрубочек по периферии и одна пара в центре) (рис. 4.3). Снаружи от аксонемы расположено 9 фибрилл, состоящих из электронно-плотного материала. Фибриллы начинаются от шейки, проходят через тело и заканчиваются на уровне середины хвостика. Фибриллы в пределах хвостика окружены фибриллярным футляром из электронно-плотного материала, не доходящего до концевого отдела хвостика.

Рис. 4.1. «Семенные зверьки» [по Антони ван Левенгуку, 1678]

Рис. 4.2. Сперматозоид человека. Головка содержит ядро (А) и акросому (Б). В шейке (В) присутствуют дистальная и проксимальная центриоли. Промежуточный отдел (Г) содержит спирально закрученную нитевидную митохондрию (Д). В осевой части промежуточного отдела и почти вдоль всего хвоста расположена аксонема (Е). В хвосте снаружи от аксонемы находятся наружные плотные фиб­риллы и фибриллярный футляр (Ж) [по: Bloom W., Fawcett D.W., 1975]

Рис. 4.3. Тубулин-динеиновый хемомеханический преобразователь аксонемы. При расщеплении АТФ глобулярная головка динеина смещается по поверхности субфибриллы B, что приводит к сгибанию аксонемы [по: Boron W.F., Boulpaep E.L., 2003]

В эякуляте здорового мужчины содержится примерно от 150 до 600 млн сперматозоидов, 100 тыс. из них попадут в полость матки и примерно 200 достигнут воронки маточной трубы, где происходит встреча яйцеклетки и сперматозоида. В женских половых путях сперматозоиды сохраняют способность к оплодотворению максимально до двух суток.

В 23% случаев мужского бесплодия обнаруживается патозооспермия (отсутствие или недостаточное количество сперматозоидов, морфологические дефекты, снижение подвижности сперматозоидов).

Ядро

Ядро сперматозоида содержит гаплоидный набор хромосом (22 + Х или 22 + Y). Слияние сперматозоида 22 + Х с яйцеклеткой 22 + Х даст начало женскому организму. Слияние сперматозоида 22 + Y с яйцеклеткой 22 + Х даст начало мужскому организму.

Y-хромосома представлена во всех ядрах клеток мужского организма. При мейозе Y-хромосома рекомбинирует с Х-хромосомой. Участок Y-хромосомы, гомологичный с Х-хромосомой, расположен на концах Y-хромосомы (псевдоаутосомный регион и теломера) и занимает около 5% её длины. Приблизительно 95% Y-хромосомы не имеют гомологичных участков и не рекомбинируют. В этих участках локализуются гены, функционирующие только в мужском организме. Y-хромосома содержит около 200 генов, среди которых 72 гена кодируют белки. Признаки, наследуемые с Y-хромосомой, называют голандрическими (см. Меди­цинская генетика, глава 9).

Для продолжения работы требуется Регистрация
На предыдущую страницу

Предыдущая страница

Следующая страница

На следующую страницу
Глава 4. Половые клетки. Мейоз
На предыдущую главу Предыдущая глава
оглавление
Следующая глава На следующую главу