ინფორმაცია

5.3: ბაქტერიული უჯრედის კედლები - ბიოლოგია

5.3: ბაქტერიული უჯრედის კედლები - ბიოლოგია



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ბაქტერიული უჯრედის კედლების ფუნქცია = ხელს უშლის ოსმოსურ ლიზისს

  • რა არის ოსმოსური ლიზი?
  • ოსმოსი: წყლის დიფუზია წყლის მაღალი კონცენტრაციის უბნიდან წყლის დაბალი კონცენტრაციის ზონაში ნახევრად გამტარ მემბრანაზე
    • იმის გამო, რომ ხსნადი ნივთიერებები (იონები, მოლეკულები) ადგილს იკავებენ, არსებობს საპირისპირო კავშირი ხსნარის კონცენტრაციასა და წყლის კონცენტრაციას შორის:
      • -თუ მაღალი ხსნარის კონცენტრაცია=წყლის დაბალი კონცენტრაცია
      • -თუ ხსნარის დაბალი კონცენტრაცია=წყლის მაღალი კონცენტრაცია

-რადგან ჩვენ გვაინტერესებს რა ხდება უჯრედებს, ჩვენ უნდა აღვწეროთ ის გარემო, რომელშიც უჯრედი ცხოვრობს.

ჰიპოოსმოტური/ჰიპოტონური გარემო: ხსნარის კონცენტრაცია გარემოში ნაკლებია, ვიდრე უჯრედში

ჰიპეროსმოტური/ჰიპერტონული გარემო: ხსნარის კონცენტრაცია გარემოში უფრო მაღალია, ვიდრე უჯრედში

იზოოსმოტური / იზოტონური გარემო: ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაცია გარემოში ტოლია უჯრედის შიგნით

- თუ განყოფილებას (მაგალითად, უჯრედს) აქვს უფრო მაღალი ხსნარის კონცენტრაცია, ვიდრე მის გარემოში (უჯრედის გარეთ), წყლის კონცენტრაცია უჯრედის შიგნით იქნება ნაკლები, ვიდრე უჯრედის გარეთ. შესაბამისად, იქნება წყლის წმინდა მოძრაობა/ოსმოზი უჯრედში გარემოდან. როდესაც წყალი მოძრაობს, წნევა გროვდება უჯრედის შიგნით და საბოლოოდ ციტოპლაზმური მემბრანა იშლება პროცესში ე.წ. ოსმოსური ლიზისი (მსგავსი წყლის ბუშტის აფეთქებისა). ოსმოსური ლიზისი ყოველთვის კლავს უჯრედს.

სურათი 1: ა. უჯრედი ჰიპოოსმოტურ გარემოში, რომელიც გადის ოსმოსურ ლიზას. ბ. ბაქტერიული უჯრედის კედლის პეპტიდოგლიკანი ხელს უშლის ოსმოსურ ლიზისს

ბაქტერიების უჯრედის კედლის პეპტიდოგლიკანი ხელს უშლის ოსმოსურ ლიზისს: ბაქტერიების უმეტესობა იზრდება ჰიპოოსმოსურ გარემოში. როგორ აფერხებენ ბაქტერიები ოსმოსურ ლიზისს? ბაქტერიების უმეტესობა ასინთეზებს ძლიერ უჯრედულ კედელს, რომელიც შედგება ჯვარედინი პეპტიდოგლიკანისგან. უჯრედის კედელი ციტოპლაზმური მემბრანის გარეთაა „ქვაბის ფირფიტის“ ან ჯავშნის მსგავსი. უჯრედის კედლის პეპტიდოგლიკანი მსგავსია ჯვარედინი მავთულის. უჯრედის კედლის პეპტიდოგლიკანი ხელს უშლის ოსმოსურ ლიზისს, როდესაც წყალი გადადის უჯრედში, მაგრამ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ უჯრედის კედლის პეპტიდოგლიკანი ჯვარედინი კავშირშია. ყველაფერი, რაც ხელს უშლის ჯვარედინი კავშირების წარმოქმნას ან რომელიც წყვეტს ჯვარედინი კავშირებს, შეასუსტებს პეპტიდოგლიკანს ისე, რომ მას აღარ შეუძლია თავიდან აიცილოს ოსმოსური ლიზისი.

პეპტიდოგლიკანი

პეპტიდოგლიკანი შედგება მოდიფიცირებული შაქრების გრძელი ჯაჭვებისაგან, რომლებიც მონაცვლეობენ N-აცეტილგლუკოზამინს ("NAG") და N-აცეტილმურამის მჟავას ("NAM"). ძლიერი კოვალენტური ბმები აკავშირებს შაქარს ჯაჭვებით (პოლიმერები). Nam ქვედანაყოფებს აქვთ 4 ამინომჟავისგან დამზადებული მოკლე "კუდები". სპეციალური ბაქტერიული ფერმენტები ამ „პეპტიდურ კუდებს“ აკავშირებენ პეპტიდოგლიკანთან. ბაქტერიულ ფერმენტებს, რომლებიც ხელს უწყობენ პეპტიდოგლიკანის ჯვარედინი კავშირს, ეწოდება "ბაქტერიული ტრანსპეპტიდაზები“. იხილეთ დიაგრამა ლექციაზე

პეპტიდოგლიკანი: NAM= N-აცეტილგლუკოზამინი NAM= N-აცეტილიმურამის მჟავა aa=ამინომჟავა

NAM---NAG-----NAM------NAG------NAM------NAG-----NAM

აა აა აა

აა აა აა

აა აა /-> ააა ა

aa aa /-> aa -> aa/ aa aa aa aa

-> აა/ ააა აა აა

აა აა აა

აა აა აა

NAM---NAG-----NAM------NAG------NAM------NAG-----NAM

  • /-> მიუთითებს ბაქტერიული ტრანსპეპტიდაზას მიერ წარმოქმნილ ბმებზე; ეს ობლიგაციები არ იქმნება ბეტა-ლაქტამური ანტიბიოტიკების თანდასწრებით

*ძირითადი იდეა: ბეტა-ლაქტამური ანტიბიოტიკები (მაგალითად. პენიცილინი, ამპიცილინი, ამოქსიცილინი, ოქსაცილინი მეთიცილინი) უკავშირდება და თრგუნავს ბაქტერიულ ტრანსპეპტიდაზას. შესაბამისად, პეპტიდოგლიკანი არ არის ჯვარედინი კავშირი, სუსტდება და ვერ აფერხებს ოსმოსურ ლიზისს და ბაქტერია კვდება

ბაქტერიული პათოგენებით ინფიცირებულ ადამიანებს შეუძლიათ მიიღონ ბეტა-ლაქტამური ანტიბიოტიკები, როგორიცაა პენიცილინი ან ამპიცილინი, რაც იწვევს ბაქტერიების ლიზისს და სიკვდილს ადამიანის უჯრედების დაზიანების გარეშე.

ვანკომიცინი არის კიდევ ერთი ძლიერი ანტიბიოტიკი, რომელიც ასევე აფერხებს ბაქტერიული პეპტიდოგლიკანის ჯვარედინი კავშირს, რაც იწვევს მზარდ ბაქტერიებში ოსმოსურ ლიზას


ბაქტერიული უჯრედის გარსი

ბაქტერიების უჯრედის გარსი არის რთული მრავალშრიანი სტრუქტურა, რომელიც ემსახურება ამ ორგანიზმების დაცვას მათი არაპროგნოზირებადი და ხშირად მტრული გარემოსგან. ბაქტერიების უმეტესობის უჯრედის კონვერტები იყოფა ორ ძირითად ჯგუფად. გრამუარყოფითი ბაქტერიები გარშემორტყმულია თხელი პეპტიდოგლიკანის უჯრედის კედლით, რომელიც თავისთავად გარშემორტყმულია ლიპოპოლისაქარიდის შემცველი გარე გარსით. გრამდადებით ბაქტერიებს არ გააჩნიათ გარე მემბრანა, მაგრამ გარშემორტყმულია პეპტიდოგლიკანის ფენებით ბევრჯერ უფრო სქელი, ვიდრე გრამუარყოფითებში. პეპტიდოგლიკანის ამ ფენებში იჭრება გრძელი ანიონური პოლიმერები, რომლებსაც ტეიქოინის მჟავები ეწოდება. განხილულია ამ კონვერტის ფენების შემადგენლობა და ორგანიზაცია და უჯრედის კონვერტის შეკრების მექანიზმების ბოლოდროინდელი შეხედულებები.

ფიგურები

ტრანსკონვერტის აპარატები გრამუარყოფით…

ტრანსკონვერტის აპარატები გრამუარყოფითი უჯრედის კონვერტში. AcrA/B პროტეინები TolC-თან ერთად…

ფიჭური აპარატურა, რომელიც საჭიროა…

ფიჭური მექანიზმები, რომლებიც საჭიროა OM-ის ბიოგენეზისთვის. Lpt ბილიკი, MsbA-სთან ერთად,…

გრამდადებითი და გრამუარყოფითი ასახვა…

გრამდადებითი და გრამუარყოფითი უჯრედების კონვერტების გამოსახვა: CAP = კოვალენტურად მიმაგრებული ცილა IMP,…


ვიზუალური კავშირი

ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელია მართალი?

  1. გრამდადებით ბაქტერიებს აქვთ ერთი უჯრედის კედელი, რომელიც უჯრედის მემბრანაზეა მიმაგრებული ლიპოტეიქოინის მჟავით.
  2. პორინები საშუალებას აძლევს ნივთიერებების შეყვანას გრამდადებით და გრამუარყოფით ბაქტერიებში.
  3. გრამუარყოფითი ბაქტერიების უჯრედის კედელი სქელია, ხოლო გრამდადებითი ბაქტერიების უჯრედის კედელი თხელია.
  4. გრამუარყოფით ბაქტერიებს აქვთ პეპტიდოგლიკანისგან დამზადებული უჯრედის კედელი, ხოლო გრამდადებით ბაქტერიებს აქვთ ლიპოტეიქოინის მჟავისგან დამზადებული უჯრედის კედელი.

არქეის უჯრედის კედლებს არ გააჩნია პეპტიდოგლიკანი. არსებობს ოთხი განსხვავებული ტიპის არქეული უჯრედის კედლები. ერთი ტიპი შედგება ფსევდოპეპტიდოგლიკანისგან, რომელიც მორფოლოგიით პეპტიდოგლიკანის მსგავსია, მაგრამ შეიცავს სხვადასხვა შაქარს პოლისაქარიდის ჯაჭვში. დანარჩენი სამი ტიპის უჯრედის კედლები შედგება პოლისაქარიდების, გლიკოპროტეინების ან სუფთა ცილისგან. სხვა განსხვავებები ბაქტერიებსა და არქეას შორის ჩანს (სურათი). გაითვალისწინეთ, რომ არქეაში დნმ-ის რეპლიკაციასთან, ტრანსკრიფციასა და ტრანსლაციასთან დაკავშირებული თვისებები მსგავსია ევკარიოტებში.

განსხვავებები და მსგავსება ბაქტერიებსა და არქეას შორის
სტრუქტურული მახასიათებელი ბაქტერიები არქეა
უჯრედის ტიპი პროკარიოტული პროკარიოტული
უჯრედის მორფოლოგია ცვლადი ცვლადი
უჯრედის კედელი შეიცავს პეპტიდოგლიკანს არ შეიცავს პეპტიდოგლიკანს
უჯრედის მემბრანის ტიპი ლიპიდური ორშრე ლიპიდური ორშრე ან ლიპიდური მონოფენა
პლაზმური მემბრანის ლიპიდები ცხიმოვანი მჟავები - გლიცეროლის ესტერი ფიტანილ-გლიცეროლის ეთერები
ქრომოსომა როგორც წესი, წრიული როგორც წესი, წრიული
რეპლიკაციის წარმოშობა Მარტოხელა მრავალჯერადი
რნმ პოლიმერაზა Მარტოხელა მრავალჯერადი
ინიციატორი tRNA ფორმილ-მეთიონინი მეთიონინი
სტრეპტომიცინის ინჰიბირება მგრძნობიარე რეზისტენტული
კალვინის ციკლი დიახ არა


5.3 რეპროდუქცია და მეიოზი

უჯრედების დაყოფა არის ორგანიზმების ზრდა და აღდგენა. ასევე არის ის, თუ როგორ აწარმოებენ შთამომავლობას. ბევრი ერთუჯრედიანი ორგანიზმი მრავლდება ორობითი დაშლის გზით. მშობელი უჯრედი უბრალოდ იყოფა და წარმოიქმნება ორი ქალიშვილი უჯრედი, რომლებიც მშობლის იდენტურია. ბევრ სხვა ორგანიზმში ორი მშობელი მონაწილეობს და შთამომავლობა არ არის მშობლების იდენტური. სინამდვილეში, თითოეული შთამომავლობა უნიკალურია. შეხედე ოჯახს ფიგურა ქვევით. ბავშვები ჰგვანან მშობლებს, მაგრამ ისინი არ არიან მათი იდენტური. სამაგიეროდ, თითოეულ მათგანს აქვს ორივე მშობლისგან მემკვიდრეობით მიღებული მახასიათებლების უნიკალური კომბინაცია. ამ გაკვეთილზე თქვენ შეიტყობთ, თუ როგორ ხდება ეს.

რეპროდუქცია: ასექსუალური წინააღმდეგ სექსუალური

რეპროდუქცია არის პროცესი, რომლითაც ორგანიზმები შთამომავლობას აჩენენ. ეს არის ცოცხალი არსების ერთ-ერთი განმსაზღვრელი მახასიათებელი. არსებობს გამრავლების ორი ძირითადი ტიპი: ასექსუალური რეპროდუქცია და სექსუალური რეპროდუქცია.

ასექსუალური რეპროდუქცია

ასექსუალური გამრავლება მოიცავს მარტოხელა მშობელს. ეს იწვევს შთამომავლობას, რომელიც გენეტიკურად იდენტურია ერთმანეთისა და მშობლის მიმართ. ყველა პროკარიოტი და ზოგიერთი ევკარიოტი ამ გზით მრავლდება. ასექსუალური გამრავლების რამდენიმე განსხვავებული მეთოდი არსებობს. მათ შორისაა ორობითი გაყოფა, ფრაგმენტაცია და კვირტი.

  • ორობითი გაყოფა ხდება მაშინ, როდესაც მშობელი უჯრედი იყოფა ორ იდენტურ ქალიშვილ უჯრედად, იმავე ზომის. ეს პროცესი დეტალურად იყო აღწერილი გაკვეთილზე „უჯრედების გაყოფა და უჯრედის ციკლი“.
  • ფრაგმენტაცია ხდება მაშინ, როდესაც მშობელი ორგანიზმი იშლება ფრაგმენტებად ან ნაწილებად და თითოეული ფრაგმენტი ვითარდება ახალ ორგანიზმად. ვარსკვლავი, როგორიც არის ფიგურა ქვემოთ, რეპროდუცირება ამ გზით. ახალი ვარსკვლავი შეიძლება განვითარდეს ერთი სხივიდან ან მკლავიდან.

  • ბუშტუკება ხდება მაშინ, როდესაც მშობელი უჯრედი ქმნის ბუშტის მსგავს კვირტს. კვირტი რჩება მშობელ უჯრედთან მიმაგრებული, სანამ ის იზრდება და ვითარდება. როდესაც კვირტი სრულად განვითარდება, ის შორდება მშობლის უჯრედს და ქმნის ახალ ორგანიზმს. საფუარში ყვავილობა ნაჩვენებია ფიგურა ქვევით.

ასექსუალური რეპროდუქცია შეიძლება იყოს ძალიან სწრაფი. ეს არის მრავალი ორგანიზმის უპირატესობა. ეს მათ საშუალებას აძლევს გაანადგურონ სხვა ორგანიზმები, რომლებიც უფრო ნელა მრავლდებიან. მაგალითად, ბაქტერიები საათში რამდენჯერმე შეიძლება გაიყოს. იდეალურ პირობებში, 100 ბაქტერია შეიძლება გაიყოს და წარმოქმნას მილიონობით ბაქტერიული უჯრედი სულ რამდენიმე საათში!

უყურეთ ამ სწრაფ ვიდეოს, რომელიც აჩვენებს, თუ რამდენად სწრაფად შეუძლიათ ბაქტერიების გამრავლება:

თუმცა, ბაქტერიების უმეტესობა არ ცხოვრობს იდეალურ პირობებში. თუ ასე მოიქცნენ, პლანეტის მთელი ზედაპირი მალე დაიფარებოდა მათგან. ამის ნაცვლად, მათი რეპროდუქცია კონტროლდება შეზღუდული რესურსების, მტაცებლებისა და საკუთარი ნარჩენების მიერ. ეს ეხება სხვა ორგანიზმების უმეტესობასაც.

Სექსუალური რეპროდუქცია

Სექსუალური რეპროდუქცია მოიცავს ორ მშობელს. როგორც ხედავთ ფიგურა ქვემოთ (ძირითადი სიტყვა alert და ვიდეო), სქესობრივი გამრავლებისას მშობლები წარმოქმნიან რეპროდუქციულ უჯრედებს - ე.წ. გამეტები- რომლებიც ერთიანდებიან შთამომავლობის შესაქმნელად. გამეტები არიან ჰაპლოიდური უჯრედები. ეს ნიშნავს, რომ ისინი შეიცავს ორგანიზმის სხვა უჯრედებში ნაპოვნი ქრომოსომების მხოლოდ ნახევარს. გამეტები წარმოიქმნება უჯრედების გაყოფის ტიპით, რომელსაც ეწოდება მეიოზი, რომელიც დეტალურად არის აღწერილი ქვემოთ. პროცესს, რომელშიც ორი გამეტი ერთიანდება, ეწოდება განაყოფიერება.

განაყოფიერებულ უჯრედს, რომელიც წარმოიქმნება, მოიხსენიება როგორც a ზიგოტი. ზიგოტა არის დიპლოიდური უჯრედი, რაც ნიშნავს, რომ მას აქვს ორჯერ მეტი ქრომოსომა, როგორც გამეტი.

მიტოზი, მეიოზი და სქესობრივი რეპროდუქცია განხილულია http://www.youtube.com/watch?v=kaSIjIzAtYA.

მეიოზი

პროცესი, რომელიც წარმოქმნის ჰაპლოიდურ გამეტებს, არის მეიოზი (იხ ფიგურა ზემოთ). მეიოზი არის უჯრედის გაყოფის სახეობა, რომელშიც ქრომოსომების რაოდენობა ნახევარით მცირდება. ის გვხვდება მხოლოდ ორგანიზმების გარკვეულ სპეციალურ უჯრედებში. მეიოზის დროს ჰომოლოგიური ქრომოსომა გამოიყოფა და იქმნება ჰაპლოიდური უჯრედები, რომლებსაც აქვთ მხოლოდ ერთი ქრომოსომა თითოეული წყვილიდან. მეიოზის დროს ხდება უჯრედების ორი დაყოფა და სულ ოთხი ჰაპლოიდური უჯრედი წარმოიქმნება. უჯრედების ორ განყოფილებას მეიოზს I და მეიოზს II უწოდებენ. მეიოზის საერთო პროცესი შეჯამებულია ფიგურა ქვევით.

მზად ხართ შეავსოთ დასაბეჭდი ფაილი, რომელიც დაგეხმარებათ დაიმახსოვროთ ზემოთ მოცემული ვიდეოს შინაარსი? აი წადი!

მე ვიცი, რომ დასაბეჭდად და სამუშაო ფურცლების შევსება შეიძლება ძალიან მოსაწყენი ჩანდეს, მაგრამ ეს ნამდვილად გეხმარება მასალის სწავლასა და დამახსოვრებაში. თქვენ’მ მადლობას გადამიხდით, როცა კოლეჯში ბიოლოგიის გაკვეთილზე მიდიხართ… ან როცა ერთ დღეს სოციალურ შეკრებაზე ხართ და ნამდვილად კარგად განათლებული ჩანხართ, რადგან შთაბეჭდილებას ახდენთ ზოგიერთ არასასკოლოზე თქვენი ღრმა ცოდნით მიტოზსა და მეიოზს შორის განსხვავების შესახებ. კარგი საშინაო სწავლება!

ის ასევე დეტალურად არის აღწერილი ქვემოთ. მეიოზის ანიმაციის ყურება შეგიძლიათ ამ ბმულზე:

მეიოზის ფაზები

მეიოზი I იწყება დნმ-ის რეპლიკაციის შემდეგ ინტერფაზის დროს. ორივე მეიოზში I და მეიოზ II უჯრედები გადიან იმავე ოთხ ფაზას, როგორც მიტოზს. თუმცა, არსებობს მნიშვნელოვანი განსხვავებები მეიოზსა და მიტოზს შორის. სქემაში ფიგურა ქვემოთ გვიჩვენებს რა ხდება ორივე მეიოზში I და II. თქვენ შეგიძლიათ თვალი ადევნოთ ცვლილებებს დიაგრამაში, როდესაც მათ შესახებ წაიკითხავთ ქვემოთ.

მეიოზის ფაზები განხილულია http://www.youtube.com/watch?v=ijLc52LmFQg (27:23). არასავალდებულო ვიდეო გაფრთხილება!

მეიოზი I
  1. I პროფაზა: ბირთვული გარსი იწყებს ნგრევას და ქრომოსომა კონდენსირებულია. ცენტრიოლები იწყებენ მოძრაობას უჯრედის საპირისპირო პოლუსებზე და იწყება ღეროს ფორმირება. მნიშვნელოვანია, რომ ჰომოლოგიური ქრომოსომა წყვილდება, რაც უნიკალურია I პროფაზასთვის. მიტოზის და მეიოზის II პროფაზაში, ჰომოლოგიური ქრომოსომები ამ გზით არ ქმნიან წყვილებს.
  2. მეტაფაზა I: ზურგის ბოჭკოები ერთვის დაწყვილებულ ჰომოლოგიურ ქრომოსომებს. დაწყვილებული ქრომოსომა დგას უჯრედის ეკვატორის გასწვრივ. ეს ხდება მხოლოდ I მეტაფაზაში. მიტოზისა და მეიოზის II მეტაფაზაში, ეს არის დის ქრომატიდები, რომლებიც რიგდებიან უჯრედის ეკვატორის გასწვრივ.
  3. ანაფაზა I: ზურგის ბოჭკოები მცირდება და თითოეული ჰომოლოგიური წყვილის ქრომოსომა იწყებს ერთმანეთისგან განცალკევებას. თითოეული წყვილის ერთი ქრომოსომა მოძრაობს უჯრედის ერთი პოლუსისკენ, ხოლო მეორე ქრომოსომა საპირისპირო პოლუსისკენ.
  4. ტელოფაზა I და ციტოკინეზი: ღერძი იშლება და წარმოიქმნება ახალი ბირთვული გარსები. უჯრედის ციტოპლაზმა იყოფა და წარმოიქმნება ორი ჰაპლოიდური ქალიშვილი უჯრედი. ქალიშვილ უჯრედებს აქვთ ქრომოსომების შემთხვევითი ასორტიმენტი, თითო ჰომოლოგიური წყვილიდან. ორივე ქალიშვილი უჯრედი გადადის მეიოზში II.
მეიოზი II
  1. II პროფაზა: ბირთვული გარსი იშლება და spindle იწყებს ფორმირებას თითოეულ ჰაპლოიდურ ქალიშვილ უჯრედში I მეიოზისგან. ცენტრიოლებიც იწყებენ განცალკევებას.
  2. მეტაფაზა II: შუბლის ბოჭკოები აწყობენ თითოეული ქრომოსომის დის ქრომატიდებს უჯრედის ეკვატორის გასწვრივ.
  3. ანაფაზა II: დის ქრომატიდები გამოყოფენ და გადადიან საპირისპირო პოლუსებზე.
  4. ტელოფაზა II და ციტოკინეზი: spindle იშლება და წარმოიქმნება ახალი ბირთვული გარსები. თითოეული უჯრედის ციტოპლაზმა იყოფა და ოთხი ჰაპლოიდური უჯრედი წარმოიქმნება. თითოეულ უჯრედს აქვს ქრომოსომების უნიკალური კომბინაცია.

გამეტოგენეზი

მეიოზის დასასრულს წარმოიქმნა ოთხი ჰაპლოიდური უჯრედი, მაგრამ უჯრედები ჯერ კიდევ არ არის გამეტები. უჯრედები უნდა განვითარდნენ, სანამ ისინი გახდებიან მომწიფებული გამეტები, რომლებსაც შეუძლიათ განაყოფიერება. ჰაპლოიდური უჯრედების გამეტებად განვითარებას ე.წ გამეტოგენეზი. გამეტოგენეზი შეიძლება განსხვავდებოდეს მამაკაცებსა და ქალებში. მამრობითი გამეტები ეწოდება სპერმა. მდედრობითი სქესის გამეტებს უწოდებენ კვერცხები. მაგალითად, მამაკაცებში, სპერმატოგენეზის პროცესს, რომელიც აწარმოებს მომწიფებულ სპერმატოზოიდებს, ეწოდება სპერმატოგენეზი. ამ პროცესის დროს სპერმის უჯრედები ზრდიან კუდს და იძენენ "ცურვის" უნარს, როგორც ადამიანის სპერმის უჯრედი ნაჩვენებია ფიგურა ქვევით. ადამიანებში მდედრებში პროცესს, რომელიც აწარმოებს მომწიფებულ კვერცხებს, ეწოდება ოოგენეზი. მხოლოდ ერთი კვერცხუჯრედი წარმოიქმნება ოთხი ჰაპლოიდური უჯრედიდან, რომლებიც წარმოიქმნება მეიოზის შედეგად. ერთი კვერცხუჯრედი ძალიან დიდი უჯრედია, როგორც ამას ადამიანის კვერცხუჯრედიდან ხედავთ ფიგურა ქვევით.

სქესობრივი რეპროდუქცია და გენეტიკური ვარიაცია

სქესობრივი გამრავლება იწვევს შთამომავლობას, რომელიც გენეტიკურად უნიკალურია. ისინი განსხვავდებიან ორივე მშობლისგან და ასევე ერთმანეთისგან. ეს ხდება მრავალი მიზეზის გამო.

  • როდესაც ჰომოლოგიური ქრომოსომა წყვილდება მეიოზის I დროს, შეიძლება მოხდეს გადაკვეთა. Გადაკვეთა არის გენეტიკური მასალის გაცვლა ჰომოლოგიურ ქრომოსომებს შორის. ეს იწვევს გენების ახალ კომბინაციებს თითოეულ ქრომოსომაზე.
  • როდესაც უჯრედები მეიოზის დროს იყოფა, ჰომოლოგიური ქრომოსომები შემთხვევით ნაწილდება ქალიშვილ უჯრედებში და სხვადასხვა ქრომოსომა ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად გამოიყოფა. ამას ეძახიან დამოუკიდებელი ასორტიმენტი. ეს იწვევს გამეტებს, რომლებსაც აქვთ ქრომოსომების უნიკალური კომბინაციები.
  • სქესობრივი გამრავლებისას ორი გამეტი ერთიანდება შთამომავლობის წარმოქმნით. მაგრამ რომელი ორი იქნება მილიონობით შესაძლო გამეტიდან? ეს, სავარაუდოდ, შემთხვევითობის საკითხია. ეს აშკარად არის შთამომავლობის გენეტიკური ვარიაციის კიდევ ერთი წყარო.

ყველა ეს მექანიზმი, რომელიც ერთად მუშაობს, იწვევს პოტენციური ცვალებადობის საოცარ რაოდენობას. მაგალითად, თითოეულ ადამიანურ წყვილს აქვს 64 ტრილიონზე მეტი გენეტიკურად უნიკალური ბავშვის გაჩენის პოტენციალი. გასაკვირი არ არის, რომ ჩვენ ყველანი განსხვავებულები ვართ!

სექსუალური რეპროდუქცია და ცხოვრების ციკლები

სქესობრივი რეპროდუქცია ხდება ციკლში. დიპლოიდური მშობლები აწარმოებენ ჰაპლოიდურ გამეტებს, რომლებიც ერთიანდებიან და ვითარდებიან დიპლოიდურ მოზრდილებში, რომლებიც იმეორებენ ციკლს. ცხოვრების ეტაპებისა და მოვლენების ამ სერიას, რომელსაც გადის სქესობრივი გამრავლების ორგანიზმი, მისი ეწოდებაცხოვრების ციკლი. სქესობრივად გამრავლებულ ორგანიზმებს შეიძლება ჰქონდეთ სხვადასხვა ტიპის სასიცოცხლო ციკლი. სამი აღწერილია შემდეგ თავებში.

ჰაპლოიდური სიცოცხლის ციკლი

ჰაპლოიდური სიცოცხლის ციკლი (ფიგურა ქვემოთ) არის უმარტივესი სასიცოცხლო ციკლი. ის გვხვდება ბევრ ერთუჯრედიან ორგანიზმში. ჰაპლოიდური სასიცოცხლო ციკლის მქონე ორგანიზმები სიცოცხლის უმეტეს ნაწილს ჰაპლოიდური გამეტების სახით ატარებენ. როდესაც ჰაპლოიდური გამეტები ერწყმის, ისინი ქმნიან დიპლოიდურ ზიგოტს. ის სწრაფად განიცდის მეიოზს, რათა წარმოქმნას მეტი ჰაპლოიდური გამეტები, რომლებიც იმეორებენ სასიცოცხლო ციკლს.

დიპლოიდური სიცოცხლის ციკლი

დიპლოიდური სასიცოცხლო ციკლის მქონე ორგანიზმები (ფიგურა ქვემოთ) ცხოვრების უმეტეს ნაწილს დიპლოიდური ზრდასრულები ატარებენ. როდესაც ისინი მზად არიან გამრავლებისთვის, ისინი განიცდიან მეიოზს და წარმოქმნიან ჰაპლოიდურ გამეტებს. შემდეგ გამეტები განაყოფიერებაში ერთიანდებიან და ქმნიან დიპლოიდურ ზიგოტს. ზიგოტი ვითარდება ზრდასრულ დიპლოიდად, რომელიც იმეორებს სიცოცხლის ციკლს. შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ ორგანიზმი დიპლოიდური სასიცოცხლო ციკლით? (მინიშნება: რა ტიპის სასიცოცხლო ციკლი აქვს ადამიანებს?)

თაობათა მონაცვლეობა

ორგანიზმები, რომლებსაც აქვთ სასიცოცხლო ციკლი მონაცვლეობით თაობებით (ფიგურა ქვემოთ) გადართვა წინ და უკან დიპლოიდურ და ჰაპლოიდურ სტადიებს შორის. ამ ტიპის სასიცოცხლო ციკლის მქონე ორგანიზმებს მიეკუთვნება მცენარეები, წყალმცენარეები და ზოგიერთი პროტისტი. ეს სასიცოცხლო ციკლები შეიძლება საკმაოდ რთული იყოს. მათ შესახებ შეგიძლიათ წაიკითხოთ შემდგომ თავებში.

გაკვეთილის შეჯამება

  • ასექსუალური გამრავლება მოიცავს ერთ მშობელს და შობს შთამომავლობას, რომელიც გენეტიკურად იდენტურია ერთმანეთისა და მშობლის მიმართ. სქესობრივი გამრავლება მოიცავს ორ მშობელს და შობს გენეტიკურად უნიკალურ შთამომავლობას.
  • სქესობრივი გამრავლების დროს ორი ჰაპლოიდური გამეტი უერთდება განაყოფიერების პროცესს დიპლოიდური ზიგოტის წარმოქმნით. მეიოზი არის უჯრედის გაყოფის ტიპი, რომელიც წარმოქმნის გამეტებს. იგი მოიცავს ორ უჯრედის გაყოფას და წარმოქმნის ოთხ ჰაპლოიდურ უჯრედს.
  • სქესობრივ რეპროდუქციას აქვს შთამომავლობაში უზარმაზარი გენეტიკური ვარიაციის წარმოქმნის პოტენციალი. ეს ვარიაცია განპირობებულია დამოუკიდებელი ასორტიმენტით და გადაკვეთით მეიოზის დროს და გამეტების შემთხვევითი გაერთიანებით განაყოფიერების დროს.
  • სასიცოცხლო ციკლი არის ეტაპების თანმიმდევრობა, რომელსაც ორგანიზმები გადის ერთი თაობიდან მეორეზე. ორგანიზმებს, რომლებიც მრავლდებიან სქესობრივად, შეიძლება ჰქონდეთ სხვადასხვა ტიპის სასიცოცხლო ციკლი, როგორიცაა ჰაპლოიდური ან დიპლოიდური სასიცოცხლო ციკლები.

გაკვეთილის მიმოხილვის კითხვები

გავიხსენოთ

1. რა არის სამი სახის ასექსუალური გამრავლება?

2. განსაზღვრეთ გამეტი და ზიგოტი. რა რაოდენობის ქრომოსომა აქვს თითოეულს?

3. რა ხდება განაყოფიერების დროს?

4. გამოიკვეთეთ მეიოზის ფაზები.

6. რა არის გამეტოგენეზი და როდის ხდება ის?

ცნებების გამოყენება

7. შექმენით დიაგრამა, რათა აჩვენოთ, როგორ ხდება გადაკვეთა და როგორ ქმნის ახალ გენთა კომბინაციებს თითოეულ ქრომოსომაზე.

8. ზრდასრული ორგანიზმი წარმოქმნის გამეტებს, რომლებიც სწრაფად გადიან განაყოფიერებას და წარმოქმნიან დიპლოიდურ ზიგოტებს. ზიგოტები მწიფდება მოზრდილებში, რომლებიც ცხოვრობენ მრავალი წლის განმავლობაში. საბოლოოდ მოზრდილები წარმოქმნიან გამეტებს და ციკლი მეორდება. რა ტიპის სასიცოცხლო ციკლი აქვს ამ ორგანიზმს? Განმარტე შენი პასუხი.

იფიქრე კრიტიკულად

9. შეადარეთ და შეადარეთ ასექსუალური და სექსუალური გამრავლება.

10. ახსენით, რატომ იწვევს სქესობრივი გამრავლების გენეტიკურად უნიკალური შთამომავლობა.

11. ახსენით რითი განსხვავდება მეიოზი I მიტოზისგან.

გასათვალისწინებელი პუნქტები

სქესობრივად გამრავლებულ ორგანიზმებში მშობლები ყოველი ტიპის ქრომოსომის ასლს გადასცემენ შთამომავლობას გამეტების წარმოქმნით. როდესაც გამეტები განაყოფიერდებიან და ქმნიან შთამომავლობას, თითოეულ მათგანს აქვს ქრომოსომებისა და გენების უნიკალური კომბინაცია ორივე მშობლისგან. მემკვიდრეობითი გენების კომბინაცია განსაზღვრავს შთამომავლობის მახასიათებლებს.


Უყურე ვიდეოს: უჯრედის აგებულება (აგვისტო 2022).