Vývoj a štruktúra reprodukčných buniek

Štruktúra mužských, ženských pohlavných buniekstanovuje plnenie ich najdôležitejšej funkcie - realizácia generatívnej reprodukcie. Je charakteristická pre zástupcov rastlín i zvierat. Vlastnosti štruktúry pohlavných buniek budú uvedené v našom článku.

Gametes: vzťah medzi štruktúrou a funkciami

Špecializované bunky, ktoré vykonávajú tento procesgeneratívne šírenie, sa nazývajú gaméty. Samce a ženské pohlavné bunky - spermie a ovuly - majú haploidnú, t.j. jednu sadu chromozómov. Táto štruktúra pohlavných buniek poskytuje genotyp organizmu, ktorý vzniká pri zlúčení. Je diploidný alebo dvojitý. Takže polovica genetických informácií, ktoré telo dostáva od matky a druhá časť od otca.

Napriek spoločným znakom je štruktúra zárodočných buniekrastlín a zvierat v mnohých ohľadoch odlišných od seba. Ide predovšetkým o určité miesta ich formácie. Preto v angiospermoch spermií sú v penisoch umiestnené tyčinky a vajíčka sa nachádzajú vo vaječníkoch paličiek. Viacbunkové zvieratá majú špeciálne orgány - žľazy, v ktorých sa tvoria pohlavné bunky: vajíčkové bunky - vaječníkov a spermií - v semenníkoch.

Proces tvorby zárodočných buniek

Stanoví sa štruktúra a vývoj zárodočných buniekpriebeh gametogenézy - proces ich formovania, ktorý prebieha v niekoľkých fázach. Počas chovnej fázy sa primárne gamety rozdelia niekoľkokrát mitózou. Súčasne sa zachováva dvojitá sada chromozómov. U jednotlivcov rôzneho pohlavia má táto fáza rozdiely. Preto u cicavcov začína začínajúcou pubertou a trvá do staroby. U žien sa delenie primárnych pohlavných buniek vyskytuje iba počas vnútromaternicového vývoja plodu. A pred pubertou zostávajú v pokoji.

Fáza rastu je nasledujúca. Počas tohto obdobia sa primárne gamety zvyšujú vo veľkosti, dochádza k replikácii DNA (duplikácia). Dôležitým procesom je aj skladovanie živín, pretože budú potrebné pre ďalšie rozdelenie.

Posledná etapa gametogenézy sa nazýva fázarast. Vo svojom priebehu sú primárne sexuálne bunky delené redukčnou delíciou - meióziou. Jeho výsledkom sú štyri haploidné bunky vytvorené z primárnych diploidných buniek.

spermatogenézy

V dôsledku tvorby samčích pohlavných buniek,spermatogenéza sa vytvoria štyri identické a plnohodnotné štruktúry. Majú schopnosť oplodniť sa. Štruktúra mužskej sexuálnej bunky, presnejšie jej zvláštnosť, spočíva v vzniku špecifických adaptácií. Najmä je to flagella, pomocou ktorej dochádza k pohybu samcov. Tento proces sa vyskytuje v poslednej dodatočnej fáze tvorby, ktorá je charakteristická iba procesom spermatogenézy.

ovogenesis

Štruktúra ženských pohlavných buniek, rovnako ako ich proces(oogenéza) má niekoľko charakteristických vlastností. Keď oocyty dozrievajú počas meiózy, cytoplazma sa rozdelí nerovnomerne medzi budúce bunky. Iba jeden z nich sa stáva vajcom, ktorý môže viesť k budúcemu životu. Zostávajúce tri sa zmenia na riadiace orgány a v dôsledku toho sú zničené. Biologickým významom tohto procesu je zníženie počtu dospelých, schopných hnojiť samice pohlavných buniek. Len za týchto podmienok bude jediné vajcia schopné získať potrebné množstvo živín, čo je hlavná podmienka pre vývoj budúceho organizmu. Výsledkom je, že v čase, keď je žena schopná pôrodu dieťaťa, sa môže vytvoriť len asi 400 zárodočných buniek. Zatiaľ čo u mužov tento počet dosahuje niekoľko stoviek miliónov.

Štruktúra samčích zárodočných buniek

Spermatozómy sú veľmi malé bunky. Ich veľkosť sotva dosahuje niekoľko mikrometrov. V prírode sú tieto rozmery prirodzene kompenzované ich množstvom. Štruktúra pohlavných buniek mužského tela má svoje vlastné charakteristiky.

Spermia pozostáva z hlavy, krku a chvosta. Každá z týchto častí vykonáva určité funkcie. Trvalá bunková organela eukaryotického jadra sa nachádza v hlave. Je nositeľom genetickej informácie obsiahnutej v DNA molekulách. Je to jadro, ktoré zabezpečuje prenos a skladovanie dedičného materiálu. Druhou zložkou hlavy spermií je akrozóm. Táto štruktúra je modifikovaný komplex Golgiho a vydáva špeciálne enzýmy, ktoré môžu rozpustiť škrupiny vajíčka. Bez toho by bol proces hnojenia nemožný. Na krku sú organely mitochondrií, ktoré zabezpečujú pohyb chvosta. V tejto časti spermií sa nachádzajú aj centrioly. Tieto organely zohrávajú dôležitú úlohu pri tvorbe štiepneho vretena pri drvení oplodneného vajíčka. Chvost spermií tvoria mikrotubuly, ktoré pomocou energie mitochondrií zabezpečujú pohyb samčích pohlavných buniek.

Štruktúra vajec

Ženské pohlavné bunky sú omnoho väčšiespermie. Ich priemer u cicavcov je až 0,2 mm. Ale ten istý index u pštrosích rýb je 10 cm a u žralokov - až 23 cm. Na rozdiel od buniek mužského pohlavia sú bunky vajec nepohyblivé. Majú zaoblený tvar. V cytoplazme týchto buniek je veľké množstvo živín vo forme žĺtka. V jadre okrem DNA obsahujúcej genetickú informáciu existuje aj iná nukleová kyselina - RNA. Obsahuje informácie o štruktúre najdôležitejších proteínov budúceho organizmu. Žĺtok môže byť vo vajci nerovnomerne rozložený. Napríklad Amphioxus on je v strede, a ryba zaberá takmer celú plochu, tlačí jadro a do cytoplazmy k jednému z pólov bunky. Vonkajšia bunka je bezpečne chránená škrupinami: vitelline, priehľadná a vonkajšia. Práve oni musia rozpustiť akrozóm spermie v procese hnojenia.

Druhy plodnosti

Štruktúra a funkcie zárodočných buniek určujúproces hnojenia - fúzia gamét. V dôsledku tohto procesu sa genetický materiál gamét spojuje v jedinom jadre a vzniká zygota. Je to prvá bunka nového organizmu.

V závislosti od miesta prechoduproces rozlišuje medzi vonkajším a vnútorným hnojením. Prvý typ sa vykonáva mimo ženského tela. To sa zvyčajne vyskytuje vo vodnom prostredí. Príklady organizmov, ktoré podliehajú externému hnojeniu, sú zástupcovia triedy rýb. Ich samice sa plodia vo vode, kde sa muži a voda s semennou tekutinou. Počet vajec takýchto zvierat dosahuje niekoľko tisíc, z ktorých mnoho ľudí prežíva a rastie. Väčšina z nich jedia vodné živočíchy. Ale pre všetky cicavce sa charakterizuje vnútorné hnojenie, ktoré sa vyskytuje vo vnútri ženského tela pomocou špecializovaných samčích kopulačných orgánov. Súčasne je počet ovulov pripravených na hnojenie malý.

Štruktúra mužskej, ženskej pohlavnej bunky areprodukčný systém rastlín sa výrazne líši od rozmnožovania zvierat. Preto je proces fúzie gamét odlišný. Samce zárodočných buniek rastlín nemajú chvost a nie sú schopné pohybu. Preto oplodnenie predchádza opelenie. Ide o proces prenosu peľu z prašníka tyčinky na stigma pistil. Vyskytuje sa s pomocou vetra, hmyzu alebo človeka. Chytil takým spôsobom, na stigmy, znížená spermií zárodočné trubice v jej rozšírenej spodnej časti - vaječníka. Existuje vajcia. Keď zhromaždia gamety, vytvoria sa semenné klíčky.

Koncepcia parthenogenézy

Štruktúra zárodočných buniek, najmä samíc,umožňuje jednu z neobvyklých foriem generatívnej reprodukcie. Volá sa parthenogenéza. Jeho biologická podstata spočíva v rozvoji dospelého organizmu z neoplodneného vajíčka. Takýto proces sa pozoruje v životnom cykle daphnia kôrovcov, počas ktorého sa striedajú sexuálne a parthenogenetické generácie. Ženská pohlavná bunka obsahuje dostatok živín, ktoré zrodia nový život. V prípade parthenogenézy však nevznikajú žiadne nové kombinácie genetických informácií, čo znamená, že aj nové znaky nie sú možné. Parthenogenéza má však významný biologický význam, pretože umožňuje proces reprodukcie pohlavného styku aj bez prítomnosti jedinca opačného pohlavia.

Fázy menštruačného cyklu

V ženskom tele nie sú pohlavné bunky vždypripravené na oplodnenie, ale len v určitých fázach menštruačného cyklu. Počas tohto fyziologického procesu dochádza k cyklickým, pravidelným zmenám vo funkciách reprodukčného systému. Tento proces je regulovaný humorálnym systémom. Trvanie tohto cyklu je 21-36 dní s priemerom 28. Toto obdobie sa môže rozdeliť na tri fázy. V prvej (menštruačnej), ktorá trvá približne prvých 5 dní, dochádza k odmietnutiu sliznice maternice. To je spojené s prasknutím malých krvných ciev. Na 6-14. Deň sa pod vplyvom hypofýzy uvoľní folikul, v ktorom sa vajíčko dozrie. Sliznica maternice sa počas tohto obdobia začína zotavovať. To je podstatou postmenštruačnej fázy. Od 15. do 28. dňa tvoria mastné spojivové tkanivá, žlté telo. Slúži ako dočasná žľaza vnútornej sekrécie, ktorá produkuje hormóny, ktoré odďaľujú dozrievanie folikulov. V období od 17. do 21. dňa je najvyššia pravdepodobnosť oplodnenia. Ak sa tak nestane, zárodočná bunka sa zničí a sliznica sa znovu odfarbí.

Čo je ovulácia?

14. deň menštruačného cykluŽenská sexuálna bunka sa trochu mení. Vajíčka pretrhne folikulárnu membránu a opúšťa vaječník do vajíčkovodu. Tu sa jej dospievanie končí. Tento proces sa nazýva ovulácia. Toto je veľmi dôležité obdobie, počas ktorého maternica nadobúda schopnosť prijať oplodnené vajíčko.

Chromozomálna sada reprodukčných buniek

Vaječné bunky a spermie majú jednu sadugenetické informácie. Napríklad u človeka obsahuje pohlavné bunky 23 chromozómov a zygotu 46. Keď sa gaméty spájajú, polovica génov, ktoré organizmus dostáva od matky, a druhá časť od otca. To platí aj pre sex. Medzi chromozómami, autozómami a jedným párom pohlavných orgánov sa rozlišuje. Označujú latinské písmená. V prípade človeka obsahuje bunky žien dva identické pohlavné chromozómy a mužské bunky majú odlišné chromozómy. Pohlavné bunky obsahujú jednu z nich. Takže pohlavie nenarodeného dieťaťa závisí výlučne od mužského organizmu a typu chromozómov, ktoré nesie spermie.

Funkcie zárodočných buniek

Štruktúra ženskej pohlavnej bunky, podobne ako mužská,je prepojený s funkciami, ktoré vykonáva. Ako súčasť reprodukčného systému vykonávajú funkciu generatívnej reprodukcie. Na rozdiel od asexuálnej, v ktorej sa zachováva celistvosť genetických informácií tela, sexuálna reprodukcia prináša vytvorenie nových charakteristík. To je nevyhnutná podmienka pre vznik adaptácie a tým pre celú existenciu živých organizmov.