ملخص: قواعد الوراثة الخلوية. قواعد الوراثة الخلوية

الخلية حقيقية النواة (خلية الفطريات والنباتات والحيوانات) هي الوحدة الأساسية للكائن الحي وهي قادرة على التكاثر والتغيير والاستجابة للمنبهات. إنه مغطى بغشاء هيولي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم تكوين المحتويات الخلوية ، حيث تخترق جميع العناصر الغذائية ومنتجات الإفراز من خلاله.

يقع السيتوبلازم داخل الغشاء السيتوبلازمي ، ولكن خارج النواة وهو هيالوبلازم (جزء سائل) وإرجاستوبلازم (عضيات). تنقسم العضيات إلى غشاء وغير غشائي. تشكل الأغشية الشبكة الإندوبلازمية (ER) ، التي تملأ معظم السيتوبلازم والميتوكوندريا وجهاز جولجي والليزوزومات. هناك نوعان من EPS: حبيبي ، بالأغشية التي ترتبط بها العديد من الريبوسومات - جزيئات بروتين نووي صغيرة تعمل كموقع لتخليق البروتين ، وحبيبية ، تتكون من أغشية وحدها.

الميتوكوندريا هي أجسام بحجم 0.2-5 ميكرومتر (ميكرومتر) ، يختلف شكلها من كروي إلى شكل قضيب وخيطي. تتركز الميتوكوندريا في ذلك الجزء من الخلية حيث يكون التمثيل الغذائي أكثر كثافة. كل ميتوكوندريا يحدها غشاء مزدوج. تشكل الطبقة الخارجية للغشاء سطحًا خارجيًا أملسًا ، وتخرج العديد من الطيات - cristae - من الطبقة الداخلية. تحتوي الكريستا على إنزيمات تشارك في نظام نقل الإلكترون ، والتي تلعب دورًا مهمًا في تحويل الطاقة الغذائية إلى طاقة مفيدة بيولوجيًا للوظائف الخلوية. تحتوي المحتويات الداخلية شبه السائلة للميتوكوندريا - المصفوفة - أيضًا على إنزيمات. الميتوكوندريا ، التي تتمثل وظيفتها الرئيسية في توليد الطاقة ، تسمى مجازيًا محطات توليد الطاقة في الخلية.

مركب جولجي ، وهو أحد مكونات السيتوبلازم الموجود في جميع الخلايا تقريبًا باستثناء الحيوانات المنوية الناضجة وخلايا الدم الحمراء (كريات الدم الحمراء) ، عبارة عن شبكة مضطربة من الأنابيب المبطنة بأغشية. يقع عادةً بالقرب من النواة ويحيط بالمريكزات (العضيات السيتوبلازمية غير الغشائية التي تلعب دورًا مهمًا في انقسام الخلايا من خلال تشكيل مغزل الانقسام). يعمل مجمع جولجي كموقع تخزين مؤقت للمواد المنتجة في الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية ، وترتبط أنابيب المجمع بغشاء البلازما.

الليزوزومات هي مجموعة من العضيات داخل الخلايا الموجودة في الخلايا الحيوانية ، تشبه في حجمها الميتوكوندريا وهي أجسام محدودة الغشاء تحتوي على مجموعة متنوعة من الإنزيمات التي يمكنها تحلل مكونات الجزيئات الكبيرة في الخلية. في حالة تغلغل الحمض النووي (الفيروس) الأجنبي في الخلية ، تفرز الجسيمات الحالة في إنزيمات شطر الحمض النووي في السيتوبلازم - نوكليازات ، وبالتالي تؤدي وظيفة الحماية.

تحتوي كل خلية على نواة تعمل كمركز تنظيمي مهم للخلية. تحتوي النواة على عوامل وراثية (جينات) تحدد خصائص كائن حي معين ، وتتحكم في العديد من العمليات داخل الخلايا. يحيط الغشاء النووي (karyolemma) بالنواة ويفصلها عن السيتوبلازم وينظم حركة المواد من النواة إلى النواة. العصير النووي (karyoplasm) هو مادة أساسية شبه سائلة للنواة ، حيث يوجد عدد محدد بدقة من التكوينات الخيطية ، تسمى الكروموسومات. الكروموسومات لها شكل مستطيل ، وتتكون من اثنين من الكروماتيدات مع انقباض يقع في منطقة أو أخرى - السنترومير. يقسم السنترومير الكروموسوم إلى جزأين يسميان أذرع الكروموسوم. الكروموسومات متساوية التسلح (مترية) ، غير متساوية التسليح (تحت المركز ، مركزية). يتراوح طول الكروموسوم من 1 إلى 30 ميكرومتر. أكثر من نصف الكتلة الكلية للكروموسوم هو بروتين هيستون ، الذي له خصائص قلوية بسبب التركيز العالي للأحماض الأمينية الأرجينين والليسين فيه. يحتوي الكروموسوم على بعض البروتينات التي لها خصائص حمضية. تم العثور على الحمض النووي والحمض النووي الريبي في الكروموسومات بكميات صغيرة ولكن قابلة للقياس.

يتم الجمع بين الهيستون والحمض النووي في بنية تسمى خيوط الكروماتين ، وهي الحلزون المزدوج للحمض النووي المحيط بجذع هيستون ؛ إنه مبني من وحدات متكررة (نيوكليوسومات) ، تحتوي كل منها على ما يقرب من 200 زوج أساسي من الحمض النووي وجزيئين من كل من الهستونات الأربعة.

عادة ما تشكل خيوط الكروماتين حلزونًا يبلغ قطره حوالي 25 ميكرومتر. وفقًا للقدرة على تلطيخ الأصباغ النووية ، يتم تقسيم خيوط الكروماتين إلى مجموعتين: euchromatin و heterochromatin. هذا الأخير أكثر كثافة.

قبل أن يبدأ انقسام الخلية ، يتكثف معظم الكروماتين لتشكيل الكروموسومات. عدد الكروموسومات في نواة الخلية لجميع الأفراد من أي نوع ثابت وهو أحد سماته. تحتوي البيضة الملقحة على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات. مجموعة واحدة من الكروموسومات تسمى الجينوم. تسمى مجموعة الكروموسومات المميزة لنوع حيواني معين النمط النووي. هناك أزواج من الجسيمات الذاتية وآخر زوج من الكروموسومات الجنسية.

يوجد في النواة جسم كروي (واحد أو أكثر) يسمى النواة. تختفي النوى عندما تستعد الخلية للانقسام ، ثم تعود إلى الظهور. تقوم النواة بتصنيع الرنا الريباسي (حمض الريبوسوم الريبي النووي) ، والذي تتشكل منه جزيئات الريبوسوم.

الانقسام المتساوي

الانقسام الخيطي هو انقسام غير مباشر للخلايا الجسدية ، حيث تتلقى كل خلية من الخليتين الوليدين نفس عدد ونفس أنواع الكروموسومات مثل الخلية الأم. الفاصل الزمني بين نهاية انقسام خلية واحدة ونهاية التالي يسمى الدورة الانقسامية ، والتي تنقسم إلى الانقسام والطور البيني. يتضمن الطور البيني شرطة الفترة. في الفترة الأولى من الطور البيني ، بعد الانقسام الفتيلي السابق والمسمى G1 (مرحلة ما قبل التصنيع) ، يتم تصنيع بروتينات mRNA. يتبع ذلك فترة من تخليق الحمض النووي (المرحلة S - الاصطناعية) ، تتضاعف خلالها كمية الحمض النووي في نواة الخلية. خلال فترة ما بعد التخليق (المرحلة G2) ، يتم تصنيع الحمض النووي الريبي والبروتينات (خاصة البروتينات النووية) ويتم تجميع الطاقة من أجل الانقسام الفتيلي التالي.

ينقسم الانقسام المتساوي إلى أربع مراحل: الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور النهائي. في المرحلة الأولى من الانقسام ، يتم تشكيل الطور والكروموسومات. يتكون كل كروموسوم من كروماتيدات ، ملتوية حلزونيا بالنسبة لبعضها البعض. تتكاثف الكروماتيدات وتقصير نتيجة لعملية التصاعد الداخلي.

تبدأ منطقة ضعيفة وأقل تكثيفًا من الكروموسوم ، وهي السنترومير ، في الظهور. خلال الطور الأولي ، يتناقص حجم النوى تدريجيًا حتى تتشتت مادتها في النهاية. يتفكك الغلاف النووي أيضًا ، وينتهي الأمر بالكروموسومات في السيتوبلازم. في هذا الوقت ، ينقسم المريكز ويتباعد المريكز الابنة إلى طرفي نقيض للخلية. تنحرف الشعيرات الرفيعة على شكل أشعة عن كل مركز ؛ تتشكل ألياف المغزل بين المريكزات. بعد تدمير الغلاف النووي ، يتم ربط كل كروموسوم بخيوط المغزل بمساعدة السنترومير الخاص به.

تصطف الكروموسومات في مستوى خط الاستواء ، وتشكل صفيحة طورية ، وتبدأ الفترة التالية من الانقسام الفتيلي - الطور الطوري. ينقسم السنترومير ، وتتحول الكروماتيدات إلى كروموسومين ابنتين منفصلين تمامًا. يحدث انقسام السنترومير في وقت واحد في جميع الكروموسومات.

تنقسم القسيمات المركزية وهذه هي بداية الطور. بعد أن تصطف على طول خط الاستواء ، تبدأ الكروموسومات (الكروماتيدات الشقيقة) على الفور في التباعد إلى أقطاب مختلفة من الخلية.

يبدأ Telophase عندما تصل الكروموسومات إلى القطبين. تعود الكروموسومات إلى الحالة التي تظهر فيها فقط خيوط الكروماتين أو الحبيبات ؛ يتشكل غلاف نووي حول كل نواة ابنة. هذا يكمل انقسام النواة ، يسمى karyokinesis ، متبوعًا بتقسيم جسم الخلية ، أو الانقسام الخلوي.

في معظم أنواع الخلايا ، تستغرق عملية الانقسام الفتيلي بأكملها من ساعة إلى ساعتين. تضمن عملية الانقسام المنتظمة والمنتظمة نقل المعلومات الجينية إلى كل نواة ابنة ؛ نتيجة لذلك ، تحتوي كل خلية على معلومات وراثية حول جميع خصائص الكائن الحي.

الانقسام الاختزالي

تم اكتشاف الانقسام الاختزالي (من اليونانية. الاختزال) من قبل دبليو فليمنج في الحيوانات في عام 1882. الانقسام الاختزالي هو التقسيم الضئيل للخلايا الجنسية (البويضات والحيوانات المنوية). يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين خلويين يتم فيهما خفض عدد الكروموسومات إلى النصف بحيث تتلقى الأمشاج نصف عدد الكروموسومات مثل الخلايا الأخرى في الجسم. السمة المميزة للقسم الأول للانقسام الاختزالي هي الطور الأول المعقد والممتد للغاية ، حيث يتم تمييز خمس مراحل: ليبتوتين ، زيجوتين ، باشيتين ، دبلوتين و دياكينيسيس. Leptotena (مرحلة خيوط رفيعة) - بداية تكاثف الكروموسوم ، تشبه بشكل عام الطور المبكر للانقسام الفتيلي ، وتختلف في الكروموسومات الرقيقة والنواة الكبيرة. Zygotena (مرحلة دمج الخيوط) - التقارب وبداية الاقتران (التقارب المؤقت الزوجي للكروموسومات المتجانسة ، حيث يمكن تبادل مناطقها المتجانسة - العبور) من الكروموسومات المتماثلة (المتشابهة) ؛ بحلول نهاية ذلك ، يتم دمج جميع المتجانسات في ثنائية التكافؤ (توائم من الكروموسومات المتجانسة). في pachytene (مرحلة خيوط سميكة) ، يحدث العبور. Diploten (مرحلة الخيوط المزدوجة ، أو مرحلة الكروماتيدات الأربعة) تبدأ بالتنافر المتبادل بين المتماثلات وظهور chiasmata (تقاطعات الكروماتيدات من الكروموسومات المختلفة) ؛ في الغالبية العظمى من الكائنات الحية ، يحدث مزيد من تصاعد الكروموسومات وانخفاض في عدد النوى في الديبلوتين. اكتمل تبادل المناطق المتجانسة من الكروماتيدات. يتميز Diakinesis (مرحلة فصل الخيوط المزدوجة) بانخفاض في عدد chiasmata وضغط كبير للثنائيات التكافؤ. تنتقل ثنائية التكافؤ من الكروموسومات المتجانسة إلى محيط النواة ، بحيث يسهل عدها. هذا يكمل المرحلة الأولى.

تبدأ الطور الأول مع اختفاء الغلاف النووي. توجد ثنائية التكافؤ في المستوى الاستوائي للخلية. يتكون المغزل.

في الطور الأول ، تبدأ حركة الكروموسومات المتجانسة إلى أقطاب الخلية. أي أنه في الطور الذي يحدث فيه الاختزال - انخفاض في عدد الكروموسومات.

يتميز Telophase I بفصل نواتين ابنتين. غالبًا ما يُنظر إليه على أنه حالة راحة بين قسمين من الانقسام الاختزالي ، الحركية.

يحدث التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي في كلا النوى الابنة بنفس الطريقة كما في الانقسام الفتيلي. الكروموسومات أحادية التكافؤ (تتكون كل منها من كروماتيدات) تقصر (الطور الثاني) وتوجه نفسها على طول خط الاستواء (الطور الثاني). ينشأ مغزل الانشطار من خيوط لونية. في مرحلة الطور الثاني ، تنفصل الكروماتيدات عن بعضها وتتباعد بسرعة إلى أقطاب مختلفة. في المرحلة الثانية من الطور الثاني ، يكون تكوين النوى ، يحدث نزع الصبغيات من الكروموسومات. نتيجة لانقسامين متتاليين من الانقسام الاختزالي ، يتم تكوين 4 خلايا غير متجانسة وراثياً أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية أولية ثنائية الصبغيات.

تكوين الجامع

تكوين الجاميطات هو تطور الخلايا الجنسية (الأمشاج). تكوين الحيوانات المنوية هو تطور الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية). تكوّن البويضات هو تطور الأمشاج الأنثوية (البيض). تسمى الخلايا ثنائية الصبغة التي تتطور منها الأمشاج oogonia و spermatogonia. يؤدي تكاثرها السريع (نموها) من خلال الانقسام الفتيلي إلى تكوين عدد كبير من الخلايا (البويضات والخلايا المنوية).

هناك أربع فترات في تكوين الحيوانات المنوية: التكاثر والنمو والنضج والتكوين. في الفترة الأولى ، الخلايا ثنائية الصبغة - تنقسم الحيوانات المنوية عدة مرات عن طريق الانقسام ، وفي الطور البيني الأخير (ما قبل الحيوي) يحدث تكرار الحمض النووي فيها. في الفترة الثانية ، تنمو وتسمى الخلايا المنوية من الدرجة الأولى ؛ تمر نواتهم خلال مرحلة طويلة من الانقسام الاختزالي ، يتم خلالها اقتران الكروموسومات المتجانسة ، والعبور ، وتشكيل الثنائيات التكافؤ. في الفترة الثالثة ، يحدث قسمان متتاليان من النضج ، أو الانقسامات الانتصافية. نتيجة التقسيم الأول ، يتم تكوين خليتين منويتين من الدرجة الثانية من كل خلية منوية من الدرجة الأولى ، وبعد التقسيم الثاني ، يتم تكوين أربعة نطفة من نفس الحجم ؛ خلال هذه الانقسامات ، يحدث انخفاض (انخفاض) في عدد الكروموسومات بمقدار النصف. تدخل الحيوانات المنوية الفترة الرابعة من التكوين وتتحول إلى حيوانات منوية. نتيجة لتكوين الحيوانات المنوية ، تتكون أربعة حيوانات منوية أحادية الصيغة الصبغية من نطفة منوية ثنائية الصبغيات. يحدث تكوين الحيوانات المنوية في معظم أنواع الحيوانات في الأنابيب المنوية للخصية.

تتكون البويضات من ثلاث فترات: التكاثر والنمو والنضج. خلال فترة التكاثر عن طريق الانقسام ، يزداد عدد الخلايا الجرثومية ثنائية الصبغية في أووجونيا ؛ بعد توقف الانقسام الفتيلي وتكرار الحمض النووي في الطور البيني السابق للحيوية ، يدخلون طور الانقسام الاختزالي ، بالتزامن مع فترة نمو الخلايا التي تسمى البويضات من الدرجة الأولى. في بداية فترة النمو (مرحلة النمو البطيء ، أو التولد الأولي) ، تزداد البويضة من الدرجة الأولى بشكل طفيف ، ويحدث اقتران الكروموسومات المتجانسة والعبور في نواتها. يمكن أن تستمر هذه المرحلة في بعض الحيوانات لسنوات. في مرحلة النمو السريع (التكاثر) ، يزداد حجم البويضات من الدرجة الأولى بسبب تراكم الريبوسومات وصفار البيض. أثناء النضج ، يحدث قسمان من الانقسام الاختزالي ؛ نتيجة التقسيم الأول ، يتكون جسم قطبي صغير وبويضة كبيرة من الدرجة الثانية. بحلول نهاية فترة النضج ، تكتسب البويضات القدرة على الإخصاب ، ويتم حظر المزيد من الانقسام لنواتها. ينتهي الانقسام الاختزالي بإطلاق الجسم القطبي الثاني وتشكيل بيضة أحادية العدد من بويضة من الدرجة الثانية. تتدهور الأجسام القطبية فيما بعد. نتيجة لتكوين البويضات ، يتم تكوين 3 أجسام اتجاهية وبيضة واحدة مع مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات من واحدة ثنائية الصبغيات.

الإخصاب هو اندماج خلية جرثومية ذكورية مع خلية أنثوية لتكوين زيجوت. أهم شيء في عملية الإخصاب هو اندماج نوى الذكور والإناث. الإخصاب هو عملية خاصة بالأنواع ، أي أن الحيوانات المنوية لنوع واحد من الكائنات الحية ، كقاعدة عامة ، لا تخصب بيض نوع آخر. فقط النواة وواحد من المريكزات يخترقان البويضة من الحيوانات المنوية.

يحفز الحيوانات المنوية البويضة على النمو ؛ يصنع مجموعة أحادية العدد من الكروموسومات كمساهمة وراثية من الأب في الزيجوت المتشكل حديثًا ؛ يدخل المريكز في البويضة ، والذي يشارك في آلية انقسام الخلايا (تكوين مغزل الانقسام).

علم الخلايا هو فرع من فروع علم الأحياء يدرس الخلايا الحية وعضياتها وبنيتها وعملها وعمليات تكاثر الخلايا والشيخوخة والموت. الانقسام المتساوي هو انقسام خلوي منظم تتلقى فيه كل خليتين ابنتيتين نفس عدد وأنواع الكروموسومات. الانقسام الاختزالي هو نوع من الانقسام ، ونتيجة لذلك تتشكل الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية (ن) من الخلايا الجسدية ثنائية الصبغة (2 ص) للغدد الجنسية. الدورة الانقسامية هي فترة زمنية من انقسام خلية واحدة إلى نهاية المرحلة التالية ، والتي تنقسم إلى الانقسام الفتيلي والطور البيني. الطور البيني هو المرحلة التي تستعد فيها الخلية للانقسام. يشمل ثلاث فترات. G 1 هي فترة ما قبل التخليق التي تلي الانقسام وتنفذ تخليق البروتينات والحمض النووي الريبي. S - يتم تصنيع الحمض النووي ، ويتم مضاعفة كمية الحمض النووي. G 2 - بعد التخليق ، يتم تصنيع الحمض النووي الريبي والبروتينات ، وتتراكم الطاقة من أجل الانقسام اللاحق. بعد نهاية الطور البيني ، يحدث الانقسام - الانقسام غير المباشر للنواة. الدورة الانقسامية هي عملية مستمرة ، كل مرحلة تمر بشكل غير محسوس من واحدة إلى أخرى.

مراحل الانقسام الفتيلي تنقسم عملية الانقسام الفتيلي عادة إلى أربع مراحل رئيسية: الطور الأولي ، الطور الفوقي ، الطور الطوري ، الطور البعيدة. نظرًا لأنه مستمر ، يتم تنفيذ تغيير الطور بسلاسة - يمر أحدهم إلى الآخر بشكل غير محسوس. في الطور الأولي ، يزداد حجم النواة ، وبسبب تصاعد الكروماتين ، تتشكل الكروموسومات. بحلول نهاية الطور الأولي ، يُنظر إلى كل كروموسوم على أنه يتكون من كروماتيدات. تدريجيًا ، تذوب النوى والغشاء النووي ، وتوجد الكروموسومات بشكل عشوائي في سيتوبلازم الخلية. تتحرك المريكزات نحو أقطاب الخلية. يتم تشكيل مغزل أكروماتين ، وبعض خيوطه تنتقل من قطب إلى آخر ، وبعضها مرتبط بوسط الكروموسومات. يظل محتوى المادة الجينية في الخلية دون تغيير.

في الطور الاستوائي ، تصل الكروموسومات إلى أقصى قدر من الحلزوني ويتم ترتيبها بطريقة منظمة عند خط الاستواء للخلية ، لذلك يتم عدها ودراستها خلال هذه الفترة. محتوى المادة الجينية لا يتغير. في الطور الصاعد ، "ينقسم" كل كروموسوم إلى اثنين من الكروموسومات ، والتي من تلك النقطة فصاعدًا تسمى كروموسومات الابنة. تتقلص ألياف المغزل المرتبطة بالوسط وتسحب الكروماتيدات (الكروموسومات الابنة) إلى أقطاب متقابلة للخلية. يتم تمثيل محتوى المادة الجينية في خلية في كل قطب بمجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات ، لكن كل كروموسوم يحتوي على كروماتيد واحد. في الطور البعيد ، تتفكك الكروموسومات الموجودة في القطبين وتصبح مرئية بشكل ضعيف. حول الكروموسومات في كل قطب ، يتشكل غشاء نووي من هياكل غشاء السيتوبلازم ، وتتشكل النوى في النواة. تم تدمير مغزل الانقسام. في الوقت نفسه ، ينقسم السيتوبلازم. تحتوي خلايا الابنة على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات ، يتكون كل منها من كروماتيد واحد.

الأهمية البيولوجية للانقسام يكمن في حقيقة أن الانقسام يضمن الانتقال الوراثي للسمات والخصائص في عدد من أجيال الخلايا أثناء تطور كائن متعدد الخلايا. نظرًا للتوزيع الدقيق والموحد للكروموسومات أثناء الانقسام ، فإن جميع خلايا كائن حي واحد هي نفسها وراثيًا. يشكل انقسام الخلايا الانقسامية الأساس لجميع أشكال التكاثر اللاجنسي في كل من الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. يتسبب الانقسام الخيطي في أهم ظواهر النشاط الحيوي: نمو وتطور واستعادة الأنسجة والأعضاء والتكاثر اللاجنسي للكائنات.

MEIOSIS أثناء التكاثر الجنسي ، ينشأ الكائن الابنة نتيجة اندماج خليتين جرثومية (الأمشاج) والتطور اللاحق من البويضة المخصبة - الزيجوت. تحتوي الخلايا الجرثومية للوالدين على مجموعة أحادية الصيغة الصبغية (n) من الكروموسومات ، وفي البيضة الملقحة ، عندما يتم الجمع بين مجموعتين من هذه المجموعات ، يصبح عدد الكروموسومات ثنائي الصبغة (2 ن): يحتوي كل زوج من الكروموسومات المتجانسة على أب وأم واحد. كروموسوم. تتشكل الخلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلايا ثنائية الصبغيات نتيجة لانقسام خلوي خاص - الانقسام الاختزالي. الانقسام الاختزالي هو نوع من الانقسام ، ونتيجة لذلك تتشكل الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية (1 ن) من الخلايا الجسدية ثنائية الصبغيات (2 ن) من الغدد الجنسية. أثناء الإخصاب ، يتم استعادة نوى الأمشاج ومجموعة الصبغيات ثنائية الصبغيات. وبالتالي ، يضمن الانقسام الاختزالي الحفاظ على مجموعة ثابتة من الكروموسومات وكمية الحمض النووي لكل نوع.

يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين مع مرحلة بينية قصيرة بينهما.المرحلة الأولى - الطور الأول للقسم الأول معقد للغاية ويتكون من 5 مراحل: ليبتوتين أو ليبتونيما - تعبئة الكروموسومات ، تكثيف الحمض النووي مع تكوين الكروموسومات في الشكل من الخيوط الرفيعة (يتم تقصير الكروموسومات). Zygotene أو zygonem - يحدث الاقتران - اتصال الكروموسومات المتجانسة بتكوين هياكل تتكون من اثنين من الكروموسومات المتصلة ، تسمى tetrads أو ثنائية التكافؤ ، وضغطها الإضافي. Pachytene أو pachinema - (أطول مرحلة) - في بعض الأماكن ، ترتبط الكروموسومات المتجانسة بإحكام ، وتشكل chiasmata. يحدث العبور فيها - تبادل المواقع بين الكروموسومات المتجانسة. دبلوتين أو دبلونيما - يحدث تفكيك جزئي للكروموسومات ، بينما يمكن أن يعمل جزء من الجينوم ، تحدث عمليات النسخ (تكوين الحمض النووي الريبي) ، والترجمة (تخليق البروتين) ؛ تظل الكروموسومات المتجانسة متصلة ببعضها البعض. في بعض الحيوانات ، تكتسب الكروموسومات في البويضات في هذه المرحلة من الطور الانقسام الاختزالي الشكل المميز لكروموسومات المصباح. Diakinesis - يتكثف الحمض النووي قدر الإمكان مرة أخرى ، وتتوقف العمليات التركيبية ، ويذوب الغلاف النووي ؛ المريكز يتباعد نحو القطبين ؛ تظل الكروموسومات المتجانسة متصلة ببعضها البعض.

بحلول نهاية الطور الأول ، تهاجر المريكزات إلى أقطاب الخلية ، وتتشكل ألياف المغزل ، ويتم تدمير الغشاء النووي والنوى.الطور الأول - الكروموسومات ثنائية التكافؤ تصطف على طول خط استواء الخلية. الطور الأول - تتقلص الأنابيب الدقيقة ، وتنقسم ثنائية التكافؤ وتتباعد الكروموسومات نحو القطبين. من المهم أن نلاحظ أنه بسبب اقتران الكروموسومات في الزيجوتين ، فإن الكروموسومات الكاملة التي تتكون من كروماتيدات تتباعد كل منها نحو القطبين ، وليس كروماتيدات فردية ، كما هو الحال في الانقسام. Telophase I - تتفكك الكروموسومات ويظهر الغلاف النووي. يتبع التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي مباشرة بعد الأول ، دون الطور البيني الواضح: لا توجد فترة S ، حيث لا يحدث تكرار للحمض النووي قبل التقسيم الثاني. الطور الثاني - يحدث تكثف للكروموسومات ، وينقسم مركز الخلية وتتباعد نواتج انقسامها إلى أقطاب النواة ، ويتم تدمير الغلاف النووي ، ويتم تشكيل مغزل الانشطار. الطور الثاني - الكروموسومات أحادية التكافؤ (تتكون من كروماتيدين لكل منهما) تقع على "خط الاستواء" (على مسافة متساوية من "أقطاب" النواة) في نفس المستوى ، وتشكل ما يسمى بلوحة الطور. Anaphase II - تنقسم أحادية التكافؤ وتتباعد الكروماتيدات نحو القطبين. Telophase II - تتفكك الكروموسومات ويظهر الغشاء النووي. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصبغيات. في تلك الحالات التي يرتبط فيها الانقسام الاختزالي بتكوين الأمشاج (على سبيل المثال ، في الحيوانات متعددة الخلايا) ، يكون القسمان الأول والثاني من الانقسام الاختزالي غير متساويين بشكل حاد أثناء تطور البيض. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل بيضة واحدة أحادية العدد وثلاثة ما يسمى بأجسام الاختزال (مشتقات فاشلة من القسمين الأول والثاني).

الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي: 1) هي المرحلة الرئيسية لتكوين الأمشاج. 2) يضمن نقل المعلومات الجينية من الكائن الحي إلى الكائن الحي أثناء التكاثر الجنسي ؛ 3) خلايا الابنة ليست متطابقة وراثيا مع الوالد وبعضها البعض. أيضًا ، تكمن الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي في حقيقة أن انخفاض عدد الكروموسومات ضروري لتكوين الخلايا الجرثومية ، حيث تندمج نوى الأمشاج أثناء الإخصاب. إذا لم يحدث هذا الاختزال ، فسيكون هناك ضعف عدد الكروموسومات في البيضة الملقحة (وبالتالي في جميع خلايا الكائن الحي الابنة). ومع ذلك ، فإن هذا يتعارض مع قاعدة ثبات عدد الكروموسومات. بسبب الانقسام الاختزالي ، تكون الخلايا الجرثومية أحادية العدد ، وأثناء الإخصاب في البيضة الملقحة ، تتم استعادة مجموعة الكروموسومات ثنائية الصبغيات.

الموضوع: قواعد الوراثة الخلوية.

1. هيكل الخلية.

2. نقل المعلومات الوراثية في عملية تكاثر الخلايا وتلقيحها.

4. تكوين الجاميطات.

5. الإخصاب.

الوحدة الأساسية للحياة هي الخلية. له كل خصائص الكائن الحي ، أي أنه قادر على التكاثر والتغيير والاستجابة للتهيج. الوحدات الأصغر من المادة لا تظهر هذه الخصائص. كتب R. Virchow: "الخلية هي العنصر المورفولوجي الأخير لجميع الأجسام الحية ، وليس لدينا الحق في البحث عن نشاط الحياة الواقعية خارجها" (1858).

بين الكائنات الحية ، هناك نوعان من تنظيم الخلية: خلية بدائية النواة (في بدائيات النوى - البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة) وخلية حقيقية النواة (في حقيقيات النوى ، أي جميع الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا - النباتات والفطريات والحيوانات) .

1. هيكل الخلية.يتم تغطية الخلية بدائية النواة بغشاء هيولي يلعب دور حاجز نشط بين سيتوبلازم الخلية والبيئة الخارجية. خارج الغشاء هو جدار الخلية. لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على نواة واضحة شكليًا ، ولكن هناك منطقة مليئة بالحمض النووي تحمل معلومات وراثية. في المادة الرئيسية للسيتوبلازم للخلايا بدائية النواة يوجد العديد من الريبوسومات.

تتكاثر البكتيريا عن طريق الانقسام البسيط. الحمض النووي الموجود في المنطقة النووية مرتبط بالميزوزوم ، وهو هيكل يتكون من الغشاء السيتوبلازمي. يبدأ انقسام الخلية البكتيرية بانقسام الميزوزوم. ثم ينفصل نصفي الميزوزوم ، ويسحبان على طول الحمض النووي ، وينقسم الأخير أيضًا إلى جزأين ، تتشكل منهما لاحقًا المناطق النووية لخليتين ابنتيتين.

تكون الخلية حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من الخلية بدائية النواة (الشكل 1). إنه مغطى بغشاء هيولي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم تكوين المحتويات الخلوية ، حيث تخترق جميع العناصر الغذائية ومنتجات الإفراز من خلاله. تحتوي كل خلية على جسم كروي أو بيضاوي صغير يسمى النواة.

تعمل النواة كمركز تنظيمي مهم للخلية ؛ يحتوي على عوامل وراثية (جينات) تحدد خصائص كائن حي معين ، وتحكم العديد من العمليات داخل الخلايا.

تم إجراء عدد من التجارب التي تثبت الدور المهم للنواة في تنظيم نمو الخلايا بواسطة Gemmerling على نبات وحيد الخلية من acetabularia. هذا عشب بحري يمكن أن يصل طوله إلى 5 سم ؛ يشبه ظاهريًا الفطر وله "جذور" و "ساق" ، وينتهي في الأعلى بقبعة كبيرة على شكل قرص. النبات كله عبارة عن خلية واحدة ويحتوي على نواة واحدة فقط تقع بالقرب من قاعدة "الجذع".

أثبت Gemmerling أنه في حالة قطع الساق ، يستمر الجزء السفلي في الحياة ، ويجدد الغطاء ويتعافى تمامًا بعد العملية. يعيش الجزء العلوي ، المحروم من النواة ، لبعض الوقت ، لكنه يموت في النهاية ، غير قادر على استعادة الجزء السفلي. وبالتالي ، فإن تنظيم عمليات التمثيل الغذائي للنمو يحدث بمشاركة النواة.

ينظم الغشاء المحيط بالنواة ويفصلها عن السيتوبلازم - الغشاء النووي - حركة المواد من النواة إلى داخل النواة. في المادة الأساسية شبه السائلة للنواة - karyoplasm - يوجد عدد محدد بدقة من التكوينات الخيطية الطويلة التي تسمى الكروموسومات. تظهر الكروموسومات عادةً على جزء ملطخ من الخلية غير المنقسمة على شكل شبكة غير منتظمة من الخيوط الداكنة والحبيبات ، والتي تسمى مجتمعة الكروماتين.

تحتوي النواة على جسم كروي يسمى النواة. تختفي النوى عندما تستعد الخلية للانقسام ، ثم تعاود الظهور ؛ يبدو أنهم متورطون في تخليق الأحماض النووية الريبية.

تسمى المادة الموجودة داخل غشاء البلازما ولكن خارج النواة السيتوبلازم.

هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية:

حبيبي ، إلى الأغشية التي يرتبط بها العديد من الريبوسومات - جزيئات بروتين نووي صغيرة تعمل كموقع لتخليق البروتين ، و

حبيبي ، يتكون من أغشية فقط. في نفس الخلية ، يمكن العثور على شبكة من كلا النوعين. تمتلئ بقية السيتوبلازم بهياكل متخصصة أخرى لها وظائف محددة: هذه هي الميتوكوندريا وجهاز جولجي والمريكزات والبلاستيدات.

تحتوي جميع الخلايا الحية على ميتوكوندريا - أجسام بحجم 0.2-5 ميكرون ، يختلف شكلها من كروي إلى شكل قضيب وخيطي. في خلية واحدة ، يمكن أن يكون هناك من عدة ميتوكوندريا إلى ألف أو أكثر. عادة ما يتركزون في ذلك الجزء من الخلية حيث يكون التمثيل الغذائي أكثر كثافة.

كل ميتوكوندريا يحدها غشاء مزدوج. تشكل الطبقة الخارجية للغشاء سطحًا خارجيًا أملسًا ، وتمتد طيات عديدة من الطبقة الداخلية على شكل نتوءات متوازية موجهة نحو مركز الميتوكوندريا ، والتي يمكن أن تحدث ، وأحيانًا تندمج مع الطيات ،

تمتد من الجانب الآخر (الشكل 2). تحتوي الطيات الداخلية ، المسماة cristae ، على إنزيمات تشارك في نظام نقل الإلكترون ، والتي تلعب دورًا مهمًا في تحويل الطاقة الغذائية إلى طاقة قابلة للاستخدام بيولوجيًا للوظائف الخلوية. يحتوي المحتوى الداخلي شبه السائل للميتوكوندريا - المصفوفة - على إنزيمات. الميتوكوندريا ، التي تتمثل وظيفتها الرئيسية في توليد الطاقة ، تسمى مجازيًا محطات توليد الطاقة في الخلية.

توجد في خلايا معظم النباتات بلاستيدات - تكوينات يحدث فيها تخليق أو تراكم للمواد العضوية.

في خلايا الحيوانات وبعض النباتات السفلية ، يوجد جسمان صغيران بالقرب من النواة - المريكزات ، اللذان يلعبان دورًا مهمًا في انقسام الخلايا: في بداية الانقسام ، يتحركان بعيدًا عن بعضهما البعض ، متجهين نحو القطبين المعاكسين للخلية. الخلية ، ويتم تشكيل ما يسمى بمغزل الانقسام بينهما.

مجمع جولجي - أحد مكونات السيتوبلازم ، الموجود في جميع الخلايا تقريبًا ، باستثناء الحيوانات المنوية الناضجة وخلايا الدم الحمراء - عبارة عن شبكة مضطربة من الأنابيب المبطنة بالأغشية. يقع عادة بالقرب من النواة ويحيط بالمريكزات. لم يتم توضيح وظيفة المجمع بالكامل بعد ، ولكن وفقًا لبعض علماء الخلايا ، فإن مجمع جولجي يعمل كموقع تخزين مؤقت للمواد المنتجة في الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية ، وترتبط أنابيب المجمع بغشاء البلازما.

الجسيمات المحللة - مجموعة من العضيات داخل الخلايا توجد في الخلايا الحيوانية - تشبه في حجمها الميتوكوندريا ، ولكنها أقل كثافة إلى حد ما ؛ وهي أجسام محدودة الغشاء تحتوي على مجموعة متنوعة من الإنزيمات القادرة على التحلل المائي لمكونات الجزيئات الضخمة للخلية. في حالة تغلغل الحمض النووي (الفيروس) الأجنبي في الخلية ، تفرز الجسيمات الحالة في إنزيمات شطر الحمض النووي في السيتوبلازم - نوكليازات ، وبالتالي تؤدي وظيفة الحماية.

بالإضافة إلى هذه العناصر ، قد يحتوي السيتوبلازم على فجوات - تجاويف مملوءة بسائل ويفصلها غشاء فجوي عن باقي السيتوبلازم. الفجوات شائعة جدًا في الخلايا النباتية والحيوانية السفلية ، ولكنها نادرة في الخلايا الحيوانية الأعلى.

النواة هي أهم جزء في الخلية. في الفترة بين الانقسامات ، يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة الغشاء النووي وغالبًا ما يكون لها شكل كروي أو إهليلجي. يمتلئ تجويف النواة بالعصير النووي (karyoplasm) ، حيث تختلف لزوجته عن لزوجة السيتوبلازم وغالبًا ما تكون أقل بكثير. لا تملك النواة القدرة على استعادة الغشاء النووي ، لذلك في حالة تلفه ، تختلط محتويات النواة مع السيتوبلازم.

النوى - الأجسام المستديرة (واحد أو أكثر) ، المحاطة بالنواة ، تتميز بمعامل انكسار عالٍ. النوى الأكبر والأكثر كثافة هي سمة من سمات الخلايا النشطة للغاية ، أي التقسيم المكثف للخلايا والخلايا الجنينية التي تقوم بتخليق البروتين. أثناء انقسام الخلية ، تختفي النواة ثم تعود إلى الظهور. في النواة ، يتم تصنيع الحمض النووي الريبي ، والذي يتكون منه الريبوسومات.

بالإضافة إلى النوى ، تحتوي النواة على صبغيات. لديهم شكل مستطيل مع انقباض يقع في منطقة أو أخرى - السنترومير. يقسم السنترومير الكروموسومات إلى جزأين يسميان أذرع الكروموسوم. يسمى الكروموسوم ذو السنترومير المركزي metacenterو chesky ، في حين أن أذرع الكروموسوم لها نفس الحجم ، إذا تم إزاحة السنترومير بعيدًا عن المركز ، فإن الكروموسوم يسمى subetacentric ؛ عندما يتم إزاحة السنترومير مسافة كبيرة من المركز - acrocentric. يخدم موقع السنترومير كأساس لتصنيف وتحديد الكروموسومات (الشكل 3).

يمكن التعرف على الكروموسومات من خلال طولها. يتراوح طول الكروموسوم من 1 إلى 30 ميكرومتر ؛ معظم الكروموسومات في حالة الحد الأقصى من الانكماش في الانقسام يبلغ طولها أقل من 10 ميكرومتر. يعتبر الطول المطلق والنسبي لذراعي الكروموسوم بمثابة المعيار الرئيسي ، وأحيانًا الوحيد ، للتعرف على الكروموسومات الفردية.

في بعض الأحيان يمكن تحديد الكروموسومات من خلال عدد من الميزات الإضافية. في كثير من الأحيان ، تكون هذه الميزة عبارة عن جسم دائري صغير يقع في أحد طرفي الكروموسوم - ما يسمى بالقمر الصناعي (أو القمر الصناعي) ، والذي يتصل بالكروموسوم الرئيسي عن طريق خيط كروماتين رفيع أو انقباض ثانوي.

في خلايا معظم الكائنات الحية ، تكون الكروموسومات مرئية فقط أثناء انقسام الخلية. في نهاية الانقسام الفتيلي ، تبدأ الكروموسومات في التمدد حتى تصبح رقيقة جدًا بحيث لا يمكن تمييزها بالمجهر الضوئي.

أكثر من نصف الكتلة الكلية للكروموسوم عبارة عن بروتين خاص - هيستون ، له خصائص قلوية بسبب التركيز العالي للأحماض الأمينية أرجينين ولايسين فيه. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الكروموسوم على بعض البروتينات التي لها خصائص حمضية. تم العثور على الحمض النووي والحمض النووي الريبي في الكروموسومات بكميات صغيرة ولكن قابلة للقياس.

يتم الجمع بين الهيستون والحمض النووي في بنية تسمى خيوط الكروماتين ، وهي الحلزون المزدوج للحمض النووي المحيط بجذع هيستون ؛ إنه مبني من وحدات متكررة (نيوكليوسومات) ، كل منها يحتوي على ما يقرب من 200 زوج من قواعد الحمض النووي وجزيئين من كل من الهستونات الأربعة (H2A ، H2B ، H3 ، و H4) (الشكل 4). يعتقد أن هذه الجزيئات الثمانية هيستون تشكل وحدة كروية. لا يزال من غير الواضح كيف يقع الحلزون المزدوج للحمض النووي حول الهيستونات.

عادة ما يشكل خيوط الكروماتين حلزونًا بقطر حوالي 25 ميكرون ، وهو على وشك حل قوة أقوى المجاهر الضوئية. وفقًا للقدرة على تلطيخ الأصباغ النووية ، يتم تقسيم خيوط الكروماتين إلى مجموعتين: euchromatin و heterochromatin. هذا الأخير أكثر كثافة.

قبل أن يبدأ انقسام الخلية ، يتكثف معظم الكروماتين لتشكيل الكروموسومات. عدد الكروموسومات في نواة الخلية لجميع الأفراد من أي نوع ثابت وهو أحد سماته.

جميع خلايا أي كائن حي تأتي من زيجوت - خلية تكونت نتيجة اندماج اثنين من الأمشاج (الخلايا الجنسية التي تحتوي على مجموعة كروموسومات مفردة أو أحادية الصبغيات - ص). يحتوي الزيجوت على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات (2 ص). مجموعة واحدة من الكروموسومات تسمى الجينوم.

تسمى مجموعة الكروموسومات في الخلية الجسدية ، والتي تميز نوعًا معينًا من الحيوانات أو النباتات ، بالنمط النووي. يشمل جميع ميزات مركب الكروموسومات: عدد الكروموسومات وشكلها ووجود تفاصيل بنية الكروموسومات الفردية المرئية تحت المجهر الضوئي (الشكل 5).

عدد الكروموسومات في بعض أنواع الحيوانات والبشر:

من بين جميع كروموسومات النمط النووي ، هناك أزواج من الصبغيات الجسدية متشابهة للذكور والإناث ، وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية التي تختلف في الذكور والإناث. يتم الإشارة إلى الكروموسومات الجنسية لإناث الثدييات بالحروف XXوالذكور - س صلذلك ، يُطلق على الجنس الأنثوي اسم homogametic ، ذكر - heterogametic. في الطيور والفراشات ، على العكس من ذلك ، فإن الجنس الأنثوي غير متجانس ، بينما الجنس الذكري متماثل.

2. نقل المعلومات الوراثية في عملية تكاثر الخلايا وتلقيحها.هناك طريقتان لتقسيم الخلايا الجسدية ؛ amitosis والانقسام. يتميز amitosis بانقباض النواة يليه انقسام السيتوبلازم. والنتيجة هي توزيع عشوائي للكروموسومات بين الخلايا الوليدة.

يتميز الانقسام الخيطي بترتيب صارم لعملية انقسام الخلايا. تتلقى كل خلية ابنة نفس الكروموسومات الموجودة في الخلية الأم وبنفس الكمية. إذا كان في الخلية البنت ، نتيجة لانتهاك عملية انقسام الخلية ، يوجد عدد أكبر أو أقل من الكروموسومات مقارنة بالخلية الأم ، فإن هذا يؤدي إلى انحرافات ملحوظة عن القاعدة ، وأحيانًا حتى موت الخلية. الانقسام المتساوي هو طريقة للتقسيم المنظم لنواة الخلية ، حيث تتلقى كل خلية من الخليتين الوليدين نفس عدد ونفس أنواع الكروموسومات مثل الخلية الأم.

يتم استدعاء الفاصل الزمني بين نهاية انقسام خلية واحدة ونهاية الانقسام التالي دورة الانقسامية، والتي تنقسم إلى الانقسام والطور البيني (الشكل 6). يشمل الطور البيني ثلاث فترات. في الفترة الأولى من الطور البيني ، بعد الانقسام الفتيلي الماضي و G1 المعين (مرحلة ما قبل التصنيع) ، يتم تصنيع البروتينات و RNA. يتبع ذلك فترة من تخليق الحمض النووي (المرحلة 5) ، تتضاعف خلالها كمية الحمض النووي في نواة الخلية. خلال فترة ما بعد التخليق (المرحلة G2) ، يتم تصنيع الحمض النووي الريبي والبروتينات (خاصة البروتينات النووية) ويتم تجميع الطاقة من أجل الانقسام الفتيلي التالي. في نهاية الطور البيني ، يحدث الانقسام - الانقسام غير المباشر للنواة.

الانقسام الانقسام هو عملية مستمرة ، كل مرحلة تمر بشكل غير محسوس إلى المرحلة التالية. لتسهيل الوصف ، من المعتاد تقسيم الانقسام الفتيلي إلى أربع مراحل: الطور الأولي ، الطور ، الطور ، الطور البعيدة (الشكل 7).

في المرحلة الأولى من الانقسام - الطور - يحدث تكوين الكروموسومات. يتكون كل كروموسوم من كروماتيدات ، ملتوية حلزونيا بالنسبة لبعضها البعض. تقصر الكروماتيدات وتثخن نتيجة لعملية التصعيد الداخلي. يبدأ الكشف عن منطقة ذات لون ضعيف وأقل تكثيفًا للكروموسوم - السنترومير ، الذي يقع في مكان معين في كل كروموسوم.

خلال الطور الأولي ، يتناقص حجم النوى تدريجيًا حتى تتشتت مادتها في النهاية. يتفكك الغلاف النووي أيضًا ، وينتهي الأمر بالكروموسومات في السيتوبلازم. في هذا الوقت ، ينقسم المريكز ، وتتباعد المريكزات الابنة إلى طرفي نقيض للخلية. تنحرف الشعيرات الرفيعة على شكل أشعة عن كل مركز ؛ تتشكل ألياف المغزل بين المريكزات. بعد تدمير الغلاف النووي ، يتم ربط كل كروموسوم بخيوط المغزل بمساعدة السنترومير الخاص به.

عندما يصل اختزال الكروموسومات إلى أقصى درجاته ، فإنها تتحول إلى أجسام قصيرة على شكل قضيب وتصطف في مستوى خط الاستواء للمغزل المتكون حولها. بحلول هذا الوقت ، تنتهي الطور الأولي وتكون الفترة الزمنية القصيرة التي تكون فيها الكروموسومات في مستوى خط الاستواء هي الطور الضخم.

ينقسم السنترومير ، وتتحول الكروماتيدات إلى كروموسومين ابنتين منفصلين تمامًا ، ويحدث انقسام السنترومير في وقت واحد ، ولكن تنقسم القسيمات المركزية في جميع الكروموسومات ، وهذه بالفعل بداية الطور.

بعد أن اصطفت الكروموسومات على طول خط الاستواء ، تبدأ على الفور في التباعد ، مع انتقال كل عضو من الزوج المنفصل (الكروماتيدات الشقيقة) إلى أحد القطبين. إن طبيعة الآلية التي تسبب تحرك الكروموسومات نحو القطبين غير معروفة.

يبدأ Telophase عندما تصل الكروموسومات إلى القطبين. يعود الكروموسوم إلى الحالة التي تظهر فيها فقط خيوط الكروماتين أو الحبيبات ؛ يتشكل غلاف نووي حول كل نواة ابنة. هذا يكمل الانقسام النووي ، ويسمى أيضًا karyokinesis ، يليه انقسام جسم الخلية ، أو الانقسام الخلوي.

عندما تنقسم الخلايا الحيوانية ، يظهر ثلم على سطح الخلية في مستوى خط الاستواء. يتعمق تدريجياً ويقسم السيتوبلازم إلى خليتين ابنتيتين ، لكل منهما نواة. في معظم أنواع الخلايا ، تستغرق عملية الانقسام الفتيلي بأكملها من ساعة إلى ساعتين.

العوامل التي تحفز الخلية على الانقسام الفتيلي غير معروفة تمامًا ، ولكن يُعتقد أن نسبة أحجام النواة والسيتوبلازم تلعب دورًا في هذا. مع نمو الخلية ، يزداد حجمها بشكل أسرع من سطح الغلاف النووي. يأتي وقت يصبح فيه سطح النواة غير كافٍ لتبادل المواد بين النواة والسيتوبلازم ، وهو أمر ضروري لمزيد من النمو ، مما يؤدي إلى تحفيز انقسام نواة الخلية.

في عملية الانقسام الفتيلي ، يوجد توزيع متساوٍ للكروموسومات بين نواتين الابنتين ، بحيث تحتوي جميع الخلايا في كائن متعدد الخلايا على نفس مجموعة الكروموسومات. تضمن عملية الانقسام المنتظمة والمنتظمة نقل المعلومات الجينية إلى كل نواة ابنة ؛ نتيجة لذلك ، تحتوي كل خلية على معلومات وراثية حول جميع خصائص الكائن الحي.

3. الانقسام الاختزالي.يتم ضمان ثبات عدد الكروموسومات في الأجيال المتعاقبة من خلال عملية الانقسام الاختزالي ، والتي تحدث أثناء نضج الأمشاج - البيض والبشرة. يتكون الانقسام الاختزالي بشكل أساسي من قسمين خلويين يتم فيهما خفض عدد الكروموسومات إلى النصف بحيث تتلقى الأمشاج نصف عدد الكروموسومات مثل باقي الخلايا في الجسم. عندما تتحد الأمشاجان عند الإخصاب ، يتم استعادة العدد الطبيعي للكروموسومات. لا يحدث الانخفاض في عدد الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي بشكل عشوائي ، ولكن بشكل طبيعي تمامًا: تتباعد أعضاء كل زوج من الكروموسومات إلى خلايا ابنة مختلفة. نتيجة لذلك ، يحصل كل مشيج على كروموسوم واحد من كل زوج ، أي مجموعة كاملة من الكروموسومات. يتم ذلك عن طريق الاتصال الزوجي للكروموسومات المتشابهة والتباعد اللاحق لأعضاء الزوج ، كل منها يغادر إلى أحد القطبين. تسمى الكروموسومات المماثلة التي تترافق أثناء الانقسام الاختزالي الكروموسومات المتجانسة. فهي متطابقة في الحجم والشكل وتحتوي على جينات متشابهة. تسمى المجموعة التي تحتوي على كروموسوم واحد من كل صنف أحادي العدد;

تتكون عملية الانقسام الاختزالي من قسمين من الخلايا يتبعان واحدًا تلو الآخر ، يسميان القسمين الانتصافي الأول والثاني ، على التوالي (الشكل 8). في كل منها ، يتم تمييز الطور ، الطور ، الطور ، الطور البعيدة ، والتي يتم ملاحظتها أيضًا في الانقسام الفتيلي. تعد مرحلة التقسيم الانتصافي الأول (الطور الأول) أطول من المرحلة الانقسامية وتنقسم إلى عدة مراحل ، لكل منها خصائصه المميزة:

Leptothena - مرحلة ليبتونيما (خيوط رفيعة). تسمى الخيوط المنفصلة - الكروموسومات - الأحادية التكافؤ. تكون الكروموسومات في الانقسام الاختزالي أطول وأرق من الكروموسومات في المرحلة الأولى من الانقسام الفتيلي ؛

Zygotena - المرحلة zygonems(وصلات الخيط). تتحد الخيوط الرفيعة مع بعضها البعض في عملية تسمى المشبك. هذا الاقتران دقيق للغاية. يتم إجراؤه ليس فقط بين الكروموسومات المتجانسة ، ولكن بين نقاط فردية متطابقة تمامًا من المتماثلات. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها ثنائية التكافؤ - توائم من الكروموسومات المتجانسة ؛

باتشيتين - المرحلة باكينيما(خيوط سميكة). يصبح اتصال المتماثلات قريبًا جدًا بحيث يصعب بالفعل التمييز بين اثنين من الكروموسومات المنفصلة. في هذه المرحلة ، يحدث العبور ، أو تتقاطع الكروموسومات ؛

دبلوتينا - المرحلة دبلومات(خيوط مزدوجة) ، أو مرحلة ، أربعة كروماتيدات. ينقسم كل من الكروموسومات المتجانسة للثنائي التكافؤ إلى كروماتيدات ، بحيث تحتوي الثنائيات التكافؤ على أربعة كروماتيدات. على الرغم من أن رباعي الكروماتيد يتحركون بعيدًا عن بعضهم البعض في بعض الأماكن ، إلا أنهم لا يزالون على اتصال وثيق في أماكن أخرى. تسمى تقاطعات الكروماتيدات من الكروموسومات المختلفة chiasmata. وجود chiasma يربط التكافؤات الأحادية معًا.

بالتزامن مع التقصير المستمر ، وبالتالي ، سماكة كروموسومات ثنائية التكافؤ ، يحدث تنافر متبادل - الاختلاف. يتم الحفاظ على الاتصال فقط في مستوى الصليب - في chiasms. اكتمل تبادل المناطق المتجانسة من الكروماتيدات ؛

منصة دياكينيسيستتميز بأقصى تقصير لكروموسومات الدبلوتين. تذهب ثنائية التكافؤ من الكروموسومات المتجانسة إلى محيط النواة ، لذلك يسهل عدها. هذا يكمل المرحلة الأولى.

تبدأ الطور الأول مع اختفاء الغلاف النووي. توجد ثنائية التكافؤ في المستوى الاستوائي للخلية. يتكون المغزل.

تتميز المرحلة الأولى من الطور الأول بالإنهاء الكامل لعلاقة الكروموسومات المتجانسة ، وتنافرها من بعضها البعض ، وتباعدها عن أقطاب مختلفة. لاحظ أنه أثناء الانقسام ، تباعدت الكروموسومات أحادية الكروماتيد إلى القطبين ؛ هنا ، خلال الانقسام الاختزالي ، تتباعد الكروموسومات ، كل منها يتكون من كروماتيدات. وهكذا ، يحدث الاختزال في طور الطور - انخفاض في عدد الكروموسومات.

Telophase I قصير جدًا ومنفصل بشكل ضعيف عن المرحلة السابقة. ينتج Telophase I نواتين ابنتين.

غالبًا ما يُعتبر حالة راحة بين قسمين من الانقسام الاختزالي - interkinesis.

يحدث التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي في كلا النوى الابنة بنفس الطريقة كما في الانقسام الفتيلي. يتم تقليل الكروموسومات أحادية التكافؤ (كل منها يتكون من كروماتيدات) (الطور الثاني) وتوجيهها في الجزء الأوسط من الخلية - على طول خط الاستواء (الطور الثاني). يظهر مغزل من الخيوط اللونية. في مرحلة الطور الثاني ، تنفصل الكروماتيدات عن بعضها وتتباعد بسرعة إلى أقطاب مختلفة. أخيرًا ، في المرحلة النهائية الثانية ، يحدث تكوين النوى وإزالة الكروموسومات. تحتوي الخلايا الأربع الناتجة على مجموعة الصبغيات الفردية.

4. تكوين الجاميطات.تتشكل الأمشاج في الحيوانات في أعضاء خاصة - الغدد التناسلية (الغدد الجنسية): البيض - في المبيض ، والحيوانات المنوية - في الخصية.

تسمى الخلايا ثنائية الصبغة التي تتطور منها الأمشاج oogonia و spermatogonia (الشكل 9). يؤدي تكاثرها السريع عن طريق الانقسام (مرحلة الضرب) إلى تكوين عدد كبير من الخلايا (البويضات). تنمو الخلايا ، ويصل حجم ما يسمى بالبويضات من الدرجة الأولى إلى حجم أكبر بكثير من الخلايا المنوية من الدرجة الأولى. ثم ، واحدًا تلو الآخر ، يحدث قسمان للنضج: الأول ، الاختزال ، ونتيجة لذلك تتشكل الخلايا المنوية والبويضات من الدرجة الثانية ، ثم المعادلة.

نتيجة لانقسامات النضج ، يتم تشكيل أربع خلايا أحادية العدد. الأمشاج الذكرية المستقبلية (الحيوانات المنوية) هي نفسها في الحجم ، وفي الإناث ، تكون منتجات قسم النضج غير متساوية: البويضة من الدرجة الأولى ، التي تفصل اتجاهًا صغيرًا ، أو قطبيًا ، عن الجسم ، تتحول إلى بويضة من الدرجة الثانية ، وهذا بدوره يفصل جسمًا قطبيًا آخر ويصبح بيضة ناضجة كبيرة غنية بالسيتوبلازم. لا تشارك الهيئات القطبية المشكلة في مزيد من التطوير.

بعد انقسامات النضج ، تصبح البويضة جاهزة للإخصاب. لا يزال يتعين تحويل الحيوانات المنوية من الناحية الشكلية إلى حيوانات منوية متحركة في عملية تكوين الحيوانات المنوية.

تتكون الحيوانات المنوية من الرأس والعنق والذيل. يحتوي الرأس على نواة وكمية صغيرة جدًا من السيتوبلازم. عشرون أنبوبًا دقيقًا من السوط تمر على طول المحور المركزي للرقبة ، وتحيط بها الميتوكوندريا ، وتشكل ذيلًا. بين الرأس والرقبة (الجزء الأوسط) يوجد مريكز واحد أو أكثر. رأس الرأس مغطى. مجمع جولجي ، الذي تم تحويله إلى ما يسمى الجُزُوم ؛ الإنزيمات المتكونة هنا مهمة لاختراق الحيوانات المنوية إلى البويضة أثناء الإخصاب.

5. الإخصاب.أهم شيء في عملية الإخصاب هو اندماج نوى الذكور والإناث. الإخصاب هو عملية خاصة بالأنواع ، أي أن الحيوانات المنوية لنوع واحد من الكائنات الحية ، كقاعدة عامة ، لا تخصب بيض نوع آخر. على ما يبدو ، تشارك العديد من المواد الكيميائية في الإخصاب ، مما يضمن تغلغل الحيوانات المنوية من جنسها في البويضة ومنع تغلغل الحيوانات المنوية الأجنبية. تنتج البويضة فيرتيلسين ، وهي مادة بروتينية تتفاعل مع مادة مضادة للارتفاع ، وهي مادة موجودة على سطح الحيوانات المنوية. ربما يعمل Fertilizin كعامل يجذب الحيوانات المنوية من هذا النوع ؛ ومع ذلك ، بعد ملامسة هاتين المادتين ، يتم ربط الحيوانات المنوية بقوة بغشاء البويضة ، ثم يتم سحبها للداخل. في الوقت نفسه ، تحدث تغيرات في القشرة التي تغطي الجزء الخارجي من البويضة ، وبعد ذلك تصبح غير منفذة للحيوانات المنوية الأخرى.

تدخل البويضة فقط النواة وأحد المريكزات للحيوان المنوي. تندمج النواة مع النواة الأنثوية ، وينقسم المريكز ويبدأ في تكوين مغزل القسم الأول. وبالتالي ، فإن السائل المنوي ، الذي يخترق البويضة ، يؤدي عددًا من الوظائف:

1) يحفز نمو البويضة.

2) يجعل مجموعة الكروموسومات أحادية العدد كمساهمة وراثية من الأب في الزيجوت المتشكل حديثًا ؛

3) يدخل المريكز في البويضة ، والذي يشارك في آلية انقسام الخلايا.

أسئلة الاختبار:

1. ماذا تعني المصطلحات ، agaphase ، metaphase ، chromosome ، gamete ، prophase ، centromere ، zygote ، telophase ، centrosome ، chromatid ، interphase ، nucleus ، mitochondria ، lysosomes؟

2. ما هو المعنى الرئيسي للإخصاب؟

3. لماذا ينتج عن الانقسام الخيطي خلايا ابنة بمجموعات متطابقة من الكروموسومات؟

4. ما هي الوظيفة الرئيسية للانقسام الاختزالي؟

5. ما هي الاختلافات الرئيسية بين تكوين الحيوانات المنوية والبويضات؟

قواعد الوراثة الخلوية. نقل المادة الوراثية.
هيكل ووظائف الخلية حقيقية النواة
الأنواع الرئيسية لانقسام الخلايا حقيقية النواة. دورة الخلية.
هيكل ووظائف الكروموسومات البشرية الطورية
النمط النووي البشري
الآليات الجينية لتعاقب الخصائص الوراثية: الانقسام ، الانقسام الاختزالي. الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي. علم أمراض الانقسام.
تطور الحيوانات المنوية والبويضات عند الإنسان.

تم إجراء أول وصف للخلايا في عام 1665 بواسطة الإنجليزي ر. هوك. منذ ذلك الوقت ، تراكمت كمية هائلة من المعلومات حول هيكلها ووظائفها في الكائنات الحية المختلفة. صاغ T. Schwann في عام 1838 نظرية الخلية. وفي عام 1855 وسع R. Virkhov هذه النظرية ، وقد سمح ذلك في القرن العشرين. خلق نظرية الخلية الحديثة:

أحكام SKT

زنزانة -الوحدة الأولية الهيكلية والوظيفية والوراثية. تتكون جميع الكائنات الحية ، باستثناء الفيروسات والعاقمات ، من خلايا. تتشابه الخلايا F و R في التركيب والتركيب الكيميائي ومبادئ الحياة. الخلايا صغيرة الحجم حوالي 0.01 إلى 0.1 مم
زنزانة -الوحدة الابتدائية التنمية المعيشية. تتشكل كل خلية جديدة نتيجة انقسام الخلية الأصلية (الأم). تتطور جميع الكائنات الحية من 1 أو مجموعات من الخلايا
زنزانة -وحدة وظيفية في كائن متعدد الخلايا. تتخصص الخلايا حسب وظيفتها وتشكيل الأعضاء والأنسجة. التمييز بين الخلايا الجسدية والتوليدية (الجنس)
زنزانة -نظام حياة أولي قادر على التجديد الذاتي والتنظيم الذاتي والتكاثر الذاتي.

اعتمادًا على الميزات الهيكلية ، يتم تقسيم الخلايا إلى بروتيوتيك(البكتيريا و SZ الطحالب - ما قبل النوى) و حقيقيات النوى- لديها كائنات حية أكثر تطوراً - الفطريات والنباتات والحيوانات ، بما في ذلك. ورجل. الميزات: وجود نواة بغشاء نووي وسيتوبلازم مع عضيات.
المكونات الرئيسية لخلية حقيقية النواة

غشاء البلازما (غشاء الخلية) - يفصل الخلية عن البيئة ، وتتفاعل مع البيئة والخلايا الأخرى. يتكون من طبقتين من الدهون ، الأجزاء المحبة للماء تواجه الخارج ، والأجزاء الكارهة للماء إلى الداخل. يمكن أيضًا أن توجد الجزيئات هناك. البروتينات(خارج أو داخل أو من خلال الغشاء). على السطح الخارجي للطبقة ثنائية الدهون ، هناك أيضًا الكربوهيدراتمثل الدهون السكرية أو البروتينات السكرية. في الخلايا الحيوانية ، يسمى مكون الكربوهيدرات لغشاء البلازما مركب السكر.

وظائف غشاء البلازما:

تنظيم التبادل الداخلي بين الخلية والبيئة ، مما يضمن ثبات التركيب داخل الخلايا

يمتلك الغشاء نفاذية انتقائية ، ويحد أو يمنع الوصول إلى الخلية لمادة واحدة ويسمح للآخرين بالمرور.

يحافظ على شكل الخلية وحمايتها من التلف

يشارك في تكوين اتصالات مع الخلايا الأخرى

يمكن للجسيمات الجزيئية أن تتحرك عبر الغشاء من خلال النقل السلبيبدون إنفاق للطاقة (الانتشار البسيط أو التناضح أو بمساعدة البروتينات الحاملة) و
النقل النشط- يسمح لك بضخ الجزيئات في الخلية مقابل تدرج التركيز وإنفاق الطاقة

المحتويات الداخلية للخلية السيتوبلازم(هيالوبلازم ، مصفوفة) - يتكون من المادة الرئيسية والتركيبات المختلفة: الكتلة الغروية - الماء + المواد العضوية وغير العضوية ، القادرة على تغيير اللزوجة. في الأساس ، تم المضي قدمًا في الكيمياء الحيوية. العمليات.

شوائب - هياكل غير دائمة توجد في بعض الخلايا في فترات مختلفة من حياتها (حبيبات النشا والبروتينات وقطرات الإفراز)

العضيات- مكونات الخلايا الدائمة التي لها وظائف محددة - ER ، مجمع Golgi lamellar ، الجسيمات الحالة ، الميتوكوندريا ، الريبوسومات ، الأنابيب الدقيقة ، الجسيم المركزي ، الألياف الدقيقة
EPS- غشاء يخترق السيتوبلازم الكامل لمجمعات التجاويف والقنوات .. يحتوي ER على ريبوسومات مهمة لتخليق جزيئات البروتين. يحتوي EMF على إنزيمات لتشكيل الدهون ، وينقل مواد مختلفة داخل الخلية.
جهاز جولجي (مجمع لاميلار)- يشمل ما يصل إلى 20 تجويفًا مسطحًا على شكل قرص. في نفوسهم ، تخضع المواد العضوية لتحولات ويتم نقلها إلى هياكل خلوية مختلفة.
يتم فصل الجزيئات الكبيرة إلى مركبات بسيطة في الجسيمات المحللة- حويصلات محاطة بغشاء واحد يحتوي على مجموعة من الانزيمات. بمساعدتهم ، تتلقى الخلية المواد الخام للعمليات الكيميائية والطاقة.
الميتوكوندريا- ينتجون الطاقة. أكبر العضيات في الخلية. لديهم طبقتان من الغشاء - الطبقة الخارجية ناعمة ، والطبقة الداخلية هي ثنايا الكريستا). تحتوي الميتوكوندريا على دنا دائري ، وريبوزوماتها ، و RNA ، والإنزيمات المشاركة في عمليات الأكسدة والاختزال
الريبوسومات -عضويات خلوية عديدة: وحدتان فرعيتان - كبيرة وصغيرة ، تتكونان من جزيئات الحمض النووي الريبي الريباسي والبروتينات. الوظيفة الرئيسية هي المشاركة في التخليق الحيوي للبروتين
جهاز جولجي -وظيفتها هي نقل المواد والتعديل الكيميائي للمنتجات الخلوية التي تدخلها.
الجسيمات المحللة -لها شكل أكياس ، تحتوي على إنزيمات تكسر الأحماض النووية والبروتينات والسكريات ، أي مصاصو الليسو هي الجهاز الهضمي للخلية. في حالة تدمير غشاء الجسيمات الحالة ، يحدث التحلل الذاتي (الهضم الذاتي)
الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة- بروتينات مقلصة ذات بنية خيطية. تقع على طول السيتوبلازم بأكمله للخلية. إنهم يشكلون الهيكل الخلوي ، وينظمون حركة العضيات ، وحركة الكروموسومات أثناء انقسام الخلية.
بيروكسيسومات- أجسام بيضاوية الشكل تحتوي على إنزيمات أكسدة الأحماض الأمينية والكتلاز. أثناء عملية التمثيل الغذائي للمكيف ، يتم تشكيل H2O2 ، ويقوم الكاتلاز بوظيفة وقائية ، لأن. H2O2 مركب سام للخلية.
Centrisome (مركز الخلية)- يتكون من 2 centrioles - المشاركة في الانقساميةانقسام الخلية
العضيات المتخصصة- توفير وظائف محددة - ليف عضلي ليفي عضلي ، ليفات عصبية وحويصلات متشابكة من الخلايا العصبية ، ميكروفيلي للخلايا الظهارية.
نواة- اكتشف عام 1831 بواسطة R. Brown. عادة نواة واحدة ، ولكن هناك أيضًا خلايا متعددة النوى. قد تفقد بعض الخلايا نواتها (ER) في عملية التخصص. الشكل - كروي أو بيضاوي الشكل. الجزء المكون للنواة هو الغشاء النووي والكاريوبلازم (يحتوي على الكروماتينية- الحبيبات المصبوغة جيدًا والهياكل الخيطية ، وتحتوي على الحمض النووي المركب مع البروتينات و النوى - فقط في الخلايا غير المنقسمة - مركز تكوين جزيئات الريبوسوم الفرعية). تجعل حالة التصاعد من الممكن إدراك المعلومات الوراثية ومضاعفة المادة الوراثية. في عملية الانقسام ، يزداد تصاعد الكروماتين ، مما يؤدي إلى تكوين الكروموسومات. تؤدي النواة وظائف مهمة لتخزين واستخدام المعلومات الوراثية ، وتنظم الحياة الكاملة للخلية في عام 1866 ، ربط إرنست هيجل الوراثة بالنواة.
نوية- تتشكل فيه البنية الأكثر كثافة للنواة والحمض النووي الريبي الريبوسومي والريبوزومات.

التركيب الكيميائي للخلية: O2 -65-75٪ ، كربون -15-16٪ ، n2- 8-10٪ نيتروجين -1.5-3٪ فوسفور - 0.2-1٪ كلور - 0.05-0.1٪ وأخرى م / عناصر

دورة حياة الخلية

الفترة الكاملة للوجود - من ظهور الخلية إلى انقسامها أو موتها تسمى دورة الخلية.

تنمو الخلية التي ظهرت حديثًا في البداية ، وتميز ، وتؤدي وظائفها المحددة - هذا هو الوقت - فترة راحة.

يكون تكوين الخلية ممكنًا فقط عن طريق الانقسام ، وبالتالي ، فإن جزءًا مهمًا من FCC هو الدورة الانقسامية ، والتي تتضمن التحضير للانقسام (الطور البيني) والانقسام نفسه.

يشمل الطور البيني 3 فترات -

اصطناعي -جي1 - تنمو الخلية ويتم تخليق البروتين والحمض النووي الريبي ، حيث تتراكم المواد الغنية بالطاقة. - المدة مختلفة - حوالي 10 ساعات في المتوسط.
اصطناعي -جي2 - من الضروري مضاعفة المادة الوراثية حتى يكون للخلايا المشكلة حديثًا نفس الجينوم مثل سلفها .. يستمر تخليق البروتين والحمض النووي الريبي - حوالي 9 ساعات.
ما بعد الاصطناعية -جي2 - تستعد الخلية للانقسام ، وتراكم الطاقة والبروتينات ، ويزداد عدد الميتوكوندريا ، وينقسم الجسيم المركزي - المرحلة = 4 ساعات

تعتمد مدة دورة الخلية على نوع الخلية وعلى العوامل الخارجية مثل درجة الحرارة والأكسجين والمغذيات. يمكن أن تنقسم الخلايا البكتيرية كل 20 دقيقة ، والخلايا الظهارية المعوية - كل 8-10 ساعات ، والعديد من خلايا الجهاز العصبي لا تنقسم أبدًا.

الأنواع الرئيسية لانقسام الخلايا حقيقية النواة

3 أنواع التقسيم:

amitosis- التقسيم المباشر ، مقسومًا على الانقباض المباشر ، يتم توزيع المواد الوراثية بشكل غير متساو. ربما تكون الخلايا ثنائية النواة. Amitosis هو ظاهرة نادرة ، مميزة للخلايا المحتضرة أو المتغيرة - على سبيل المثال ، الخلايا السرطانية.
الانقسام المتساوي- الانقسام غير المباشر للخلايا الجسدية - نتيجة للانقسام ، يتم تكوين نسختين من نسخها الدقيقة. في الخلايا سريعة الانقسام ، على سبيل المثال ، الجنينية ، تتزامن دورة الحياة عمليًا مع الدورة الانقسامية. هذه طريقة عالمية لزيادة عدد الخلايا حقيقية النواة الميتة أو استبدالها.
الانقسام الاختزالي- تصغير انقسام الخلايا الجنسية. يؤدي إلى انخفاض في محتوى المادة الوراثية في الخلايا المشكلة حديثًا ، بينما تحدث مضاعفة واحدة للكروموسومات في الخلية الأم (تكرار الحمض النووي ، كما هو الحال في الانقسام الفتيلي) ، تليها دورتان من الخلايا والانقسامات النووية. ومن بعد. يتم الحفاظ على ثبات مجموعة التراكيب الوراثية في النسل عندما تندمج الخلايا الجرثومية للوالدين

أساسيات علم الوراثة الخلوية. هيكل وأنواع الكروموسومات الطورية.

الكروموسوم هو عنصر بنيوي لنواة الخلية ذات طبيعة ديوكسي ريبونوكلي.

لوحظت الكروموسومات البشرية لأول مرة أرنولد (1879) وفليمينغ (1882)خلال الانقسام. ثم درس العديد من العلماء هذه الهياكل لنواة الخلية. ومع ذلك ، فقط في عام 1955. وجد تريو وليفان أن معظم الخلايا البشرية تحتوي على 46 كروموسومًا. الافتتاح في 1959 التغيرات المرضية في مجموعة الكروموسوماتمع مرض داون أدى إلى ظهور قسم جديد من علم الوراثة البشرية - عقيدة أمراض الكروموسومات.

الكروموسومات- (الأجسام الملطخة) تتشكل في بداية انقسام الخلية من كروماتين نواة الطور البيني. X هي الناقلات الرئيسية للمعلومات الوراثية المنقولة من جيل إلى جيل في معظم الكائنات الحية.

يتكون الكروماتين من جزيئات الحمض النوويالمرتبطة بالبروتينات. لا يمكن رؤية هذه الخيوط إلا بالمجهر الإلكتروني. وهي تتكون من جسيمات دقيقة تقع الواحدة تلو الأخرى - النيوكليوزومات ، Ø10 نانومتر.

نيوكليوسومله عمود فقري بروتيني يلتف حوله جزيء الحمض النووي.

أثناء الانقسام ، تلتف خيوط الكروماتين بقوة ، وتلتف وتكثف ، وتشكل الكروموسومات المرئية تحت المجهر الضوئي. يحتوي على عمود بروتين أساسي يلتف حوله جزيء الحمض النووي.

لهذا السبب ، تم الحصول على المعلومات الأساسية حول بنية الكروموسومات أثناء الانقسام.

منذ لحظة الانقسام ، تتضاعف الكروموسومات ، ثم في المجهر الضوئي تكون مرئية وتتكون من خيطين - كروماتيدات. هم مترابطون في منطقة الانقباض الأولي - سنترومير -يقسم الكروموسوم عبر وإلى جزأين - أكتاف (قصيرة وطويلة)

اعتمادًا على موقع السنترومير ، يتم تمييز 3 أنواع من الكروموسومات:

ميتاسينتري- السنترومير في الوسط ، الأكتاف متساوية.
تحت المتاخمة- يتم إزاحة السنترومير إلى أحد طرفي الكروموسومات ، الأسلحة 1
أكروسنتريك- بصريًا ، يمكن رؤية أذرع طويلة فقط في الكروموسوم.
قد تحتوي بعض الكروموسومات على قيود إضافية - ثانوية - الأقمار الصناعية- إذا كان الانقباض قريبًا من نهاية الكروموسوم. في البشر ، يحتوي القمر الصناعي على 5 أزواج من الكروموسومات - أزواج 13-15 و21-22.

مفهوم النمط النووي البشري

لكل نوع بيولوجي مجموعته الخاصة من الكروموسومات. شخص لديه ستة وأربعون.

يُطلق على مجموع جميع السمات الهيكلية والكمية للمجموعة الكاملة من الكروموسومات المميزة لخلايا نوع معين من الكائنات الحية النمط النووي.

يتكون النمط النووي للكائن الحي المستقبلي في عملية اندماج خليتين جرثومية - بويضة وحيوان منوي. في هذه الحالة ، يتم الجمع بين مجموعات الكروموسوم.

التين. لتجميع النمط النووي ، يتم توزيع الخلايا المنقسمة على لوحة بحيث تكون كروموسوماتها مرئية بوضوح ، وتصويرها (أ). ثم يتم إقران الكروموسومات المتجانسة في الصورة وترتيبها في الحجم بحيث يسهل دراستها.

تحتوي نواة الخلية الناضجة على نصف مجموعة الكروموسومات - 23 - تسمى مجموعة واحدة من الكروموسومات أحادية العدد ؛ عندما يتم تخصيبها في الجسم ، يتم إعادة تكوين النمط النووي الخاص بهذا النوع. المجموعة الكاملة من الكروموسومات (46) للخلية الجسدية العادية ثنائية الصبغيات (2p)

يمكن تقسيم الكروموسومات البشرية ، مثل العديد من الحيوانات ، إلى أزواج. ستة وأربعون كروموسومًا بشريًا يشكلون 23 زوجًا (الشكل 5.36). بترتيبها في الصورة بالترتيب ، نحصل على النمط النووي ، أي مجموعة من الكروموسومات يمكنك من خلالها تشخيص بعض الأمراض الوراثية.

يتم استدعاء اثنين من الكروموسومات متطابقة متجانسة (فهي ليست متشابهة في المظهر فحسب ، بل تحتوي أيضًا على الجينات المسؤولة عن نفس الصفات).

إذا قمنا بترتيبهم بالترتيب ، بدءًا من الأطول ، فسنصل إلى أقصر زوج ، والذي يعتمد عليه الفرق بين الرجال والنساء.

تمتلك النساء 23 زوجًا من الكروموسومات بالضبط ، لكن في الرجال ، يظل الكروموسومات الأخيرتان غير متزاوجتين ، وأحدهما قصير للغاية.

يسمى هذا الكروموسوم القصير ص-كروموسوم،والأطول كروموسوم إكس.

في النساء ، يحتوي الزوج الثالث والعشرون على اثنين من الكروموسومات X.

من الواضح أن الكروموسومات X و Y تحدد جنس الشخص (الجنس). تسمى الأزواج الـ 22 المتبقية من الكروموسومات المتجانسة جسيمات جسمية.

من الواضح أن كل شخص لديه صبغيان متطابقان ، لأن لكل فرد والدين.

يبدأ نمو جسم الإنسان بإخصاب البويضة بواسطة حيوان منوي. يحتوي كل مشيج على 23 كروموسومًا ، واحدًا من كل نوع ، ويحتوي الزيجوت الناتج بالفعل على كروموسومين من كل نوع.

تنقسم جميع الجسيمات الذاتية إلى 7 مجموعات: A (1،2،3) ، B (4،5) ، C (6-12) ، D (13-15) ، E (16-18) ، F (19-20) ) ، خ (21-22).

يتم ترتيب المعلومات الوراثية للكائن الحي بدقة وفقًا للكروموسومات الفردية. النوع المبرد هو جواز سفر الأنواع. يتم تمثيل النمط النووي البشري من خلال 24 كروموسوم ، و 22 كروموسومًا ، وكروموسومات x و y.

يكشف تحليل النمط النووي عن الاضطرابات التي يمكن أن تؤدي إلى تشوهات في النمو أو أمراض وراثية أو موت الجنين والجنين في المراحل المبكرة من التطور. أولئك. من أجل التطور الطبيعي ، يلزم وجود مجموعة من الجينات لمجموعة كروموسوم كاملة.

الانقسام ، جوهره. علم أمراض الانقسام

يضمن سلوك الكروموسومات أثناء الانقسام الفتيلي توزيعًا متساويًا تمامًا للمواد الوراثية بين الخلايا البنتية والأم.

الانقسام المتساويهي عملية مستمرة من 4 مراحل:

الطور الأول- تبدأ خيوط الكروماتين في الالتواء ، وتصاعد. تتقلص الكروموسومات وتزداد سُمكًا ، وتصبح متاحة للفحص المجهري. النواة تختفي ويتفكك الغلاف النووي. مركزيينقسم إلى 2 centrioles ، والتي تنتقل إلى أقطاب مختلفة من الخلية. من بروتين تي أوبوليناتتشكل الأنابيب الدقيقة - خيوط مغزل الأكروماتين. تتركز الكروموسومات في المركز.
الطورية- الكروموسومات ماكس متصاعدة وموجودة في مستوى خط الاستواء للخلية - من السهل عرضها في المجهر الضوئي. يتم ربط خيوط المغزل من أقطاب مختلفة بسنتروميرات جميع الكروموسومات.
طور- تتميز بتقسيم الكروموسومات في منطقة السنترومير إلى 2 كروماتيدات. تتقلص ألياف المغزل وتسحب الكروماتيدات لكل كروموسوم إلى أقطاب مختلفة من الخلية. أقصر مرحلة من الانقسام.
Telophase- نزع الصبغيات من الكروموسومات ، وإعادتها إلى خيوط رفيعة من الكروماتين ، غير مرئية في المجهر الضوئي. حول كل مجموعة من الخلايا الوليدة ، يتم تشكيل غلاف نووي ، تظهر النوى. تتفكك خيوط مغزل الانشطار

يسبق انقسام السيتوبلازم في الخلايا الحيوانية ظهور انقباض CMP.

ينتهي الانقسام الخيطي بتكوين خليتين متطابقتين من حيث الكمية والنوعية للخلية الأم.

مضاعفة الكروموسومات وفي الطور البيني للانقسام ، التوزيع المنتظم للكروماتيدات بين الخلايا والخلايا الوليدة يضمن الحفاظ على ثبات المعلومات الجينية في عدد من أجيال الخلايا ، ويعمل كأساس لنمو وتطور الكائن الحي.
علم أمراض الانقسام
يمكن لعوامل بيئية مختلفة أن تعطل عملية الانقسام وتؤدي إلى ظهور خلايا غير طبيعية.

هناك ثلاثة أنواع من الانتهاكات:

تغيير في بنية الكروموسومات –

لكن)ظهور فواصل الكروموسومات ، وجود شظايا كروموسومية صغيرة. يحدث تحت تأثير الإشعاع والمواد الكيميائية والفيروسات وكذلك في الخلايا السرطانية (الطفرات).

ب)يمكن للكروموسومات أن تتخلف عن الآخرين في الطور ولا تصل إلى خلاياها. سيؤدي هذا إلى تغيير في عدد الكروموسومات في الخلايا الوليدة - اختلال الصيغة الصبغية.

تلف المغزل- وظيفة توزيع الكروموسومات بين الخلايا الوليدة مضطربة - من الممكن ظهور خلايا تحتوي على فائض كبير من الكروموسومات (على سبيل المثال ، 92). يعتبر إجراء مماثل نموذجيًا للأدوية المضادة للسرطان - هذه هي الطريقة التي يتم بها إعاقة نمو الخلايا السرطانية.
انتهاك بضع الخلايا- بمعنى آخر. غياب انقسام سيتوبلازم الخلية خلال فترة الطور البعيد. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها الخلايا ثنائية النواة

يمكن أن تؤدي أمراض الانقسام إلى الظهور الفسيفساء- في كائن حي واحد ، يمكن العثور على استنساخ الخلايا مع مجموعة مختلفة من الكروموسومات (على سبيل المثال ، تحتوي بعض الخلايا على 46 كروموسومًا ، والبعض الآخر - 47).

تتشكل الفسيفساء في المراحل المبكرة من انقسام الخلايا الجرثومية.

كقاعدة عامة ، يصاحب اضطرابات النمط النووي عند البشر تشوهات متعددة ؛ معظم هذه الحالات الشاذة لا تتوافق مع الحياة وتؤدي إلى الإجهاض التلقائي في المراحل المبكرة من الحمل.

ومع ذلك ، فإن عددًا كبيرًا نسبيًا من الأجنة (2.5٪) ذوي الأنماط النووية غير الطبيعية يستمرون حتى نهاية الحمل.
الانقسام الاختزالي

نوع من التقسيم يتم فيه تقليل عدد الكروموسومات بمقدار النصف من ثنائي الصبغة إلى أحادي العدد ، ويتكون من قسمين متتاليين من النواة.

اتصل الانقسام الاختزالي.مع كل إخصاب ، يتم استعادة العدد الأصلي للكروموسومات.

وبالتالي يمكن اعتبار التكاثر الجنسي على أنه الدورة العظيمة التالية للأحداث:

في الغدد الجنسية (الغدد التناسلية) للكائن البالغ - الخصيتين والمبيضين - تتكاثر بعض الخلايا من خلال الانقسام الاختزالي ، وتشكل الحيوانات المنوية والبويضات على التوالي ، أي خلايا أحادية العدد. تحتوي كل هذه الأمشاج على مجموعة واحدة من 23 كروموسومًا. أثناء الإخصاب ، يتم تكوين زيجوت مع مجموعة مزدوجة من الكروموسومات ؛ وأثناء الانقسام الانقسامي ، ينمو منه كائن بالغ ، وتبدأ الدورة من جديد.

آلية الانقسام - تشكيل المريكز ، المغزل ، وما إلى ذلك - هي نفسها أثناء الانقسام الاختزالي كما هو الحال أثناء الانقسام ، فقط الكروموسومات تتصرف بشكل مختلف إلى حد ما.

الانقسام الاختزالي

أرز. 5.4. عملية الانقسام الاختزالي(بعبارات عامة) في خلية بها زوجان من الكروموسومات ؛ يشار إلى أحد الكروموسومات المزدوجة بخط سميك ، والآخر بخط منقط.

المرحلة الأولى: تصبح الكروموسومات مرئية وتشكل أزواجًا.

الطور الأول: تصطف الكروموسومات المزدوجة مقابل بعضها البعض في منتصف الخلية.

الطور الأول: كل من الكروموسومات المتجانسة المزدوجة تنحرف تمامًا إلى أحد أقطاب الخلية. لاحظ أن الكروماتيدات لا تنفصل ولا تزال متصلة بواسطة السنتروميرات.

Telophase I: تم الانتهاء من التقسيم الأولي.

المرحلة الثانية: تصبح الكروموسومات مرئية مرة أخرى ، كما هو الحال في الانقسام الانقسامي.

الطور الثاني: تصطف الكروموسومات مرة أخرى في منتصف الخلية.

Anaphase II: هذه المرة تنفصل الكروماتيدات عن بعضها البعض وتتباعد باتجاه القطبين المعاكسين.

Telophase II: ينتهي الانقسام بتكوين أربع خلايا أحادية العدد

الأهمية البيولوجية للانقسام الاختزالي:

التكاثر الجنسي - تضمن هذه العملية ثبات عدد الكروموسومات في عدد من أجيال الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا.
التباين الجيني - يخلق إمكانية لتوليفات جينية جديدة. هذا يؤدي إلى تغييرات في التركيب الوراثي والنمط الظاهري للنسل.

علم أمراض الانقسام الاختزالي: تحت تأثير العوامل الخارجية الضارة: عدم الفصل البسيط والمتسلسل والمزدوج.

عدم الفصل البسيط:

مع علم أمراض الانقسام الاختزالي 1 ، سيكون لجميع الأمشاج الناضجة مجموعة مرضية من الكروموسومات

الانقسام الاختزالي 2 - يتغير عدد الكروموسومات فقط في جزء من الأمشاج.

تسلسليعدم الانفصال - يؤثر على كلا القسمين 1 و 2 ، ولا تتشكل الأمشاج الطبيعية.

عدم انفصال مزدوج- نادر للغاية - تلف الانقسام الاختزالي في كلا الوالدين.

من الممكن أيضًا التمييز بين عدم الانفصال الأولي والثانوي والثالث للكروموسومات.
يمكن أن تتعطل عملية الانقسام الاختزالي تحت تأثير العوامل السلبية الخارجية المختلفة.

لا تؤثر التغييرات المتوازنة في الكروموسومات في النمط النووي البشري على حالة صحة الإنسان.
تطور الحيوانات المنوية والبويضات عند الإنسان.

تكوين الجامع مقسمة إلى تكوين الحيوانات المنوية (عملية تكوين الحيوانات المنوية عند الذكور) و التكوُّن (عملية تكوين البيض). فيما يتعلق بما يحدث للحمض النووي ، فإن هذه العمليات لا تختلف عمليًا: خلية واحدة ثنائية الصبغيات أولية تؤدي إلى أربع خلايا أحادية العدد. ومع ذلك ، وفقًا لما يحدث للسيتوبلازم ، تختلف هذه العمليات اختلافًا جوهريًا.

تقوم البويضة بتجميع العناصر الغذائية اللازمة لنمو الجنين في المستقبل ، وبالتالي فإن البويضة هي خلية كبيرة جدًا ، وعندما تنقسم ، يكون الهدف هو توفير العناصر الغذائية للجنين المستقبلي ، وبالتالي يكون تقسيم السيتوبلازم غير متماثل. من أجل الحفاظ على جميع احتياطيات السيتوبلازم وفي نفس الوقت التخلص من المواد الوراثية غير الضرورية ، يتم فصل الأجسام القطبية عن السيتوبلازم ، والتي تحتوي على القليل جدًا من السيتوبلازم ، ولكنها تسمح بتقسيم مجموعة الكروموسوم. تنفصل الأجسام القطبية في القسمين الأول والثاني من الانقسام الاختزالي.

أثناء تكوين الحيوانات المنوية ، ينقسم السيتوبلازم للخلايا المنوية الأصلية من الدرجة الأولى (الانقسام الانتصافي الأول) بالتساوي بين الخلايا ، مما يؤدي إلى ظهور خلايا منوية من الدرجة الثانية. يؤدي التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي إلى تكوين خلايا منوية أحادية العدد من الدرجة الثانية. ثم يحدث النضج دون انقسام الخلية ، ويتم التخلص من معظم السيتوبلازم ، ويتم الحصول على الحيوانات المنوية التي تحتوي على مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات مع القليل جدًا من السيتوبلازم.

يحتوي الحيوان المنوي على رأس يتم فيه تعبئة الحمض النووي بإحكام. رأس الحيوان المنوي محاط بطبقة رقيقة جدًا من السيتوبلازم. في نهايته الأمامية هو هيكل يسمى acrosome. تحتوي هذه التركيبة على إنزيمات تسمح للحيوانات المنوية باختراق غشاء البويضة.

يحدث نضج الحيوانات المنوية في الأنابيب المنوية للخصيتين. أثناء تحول الخلية الأصلية ، الحيوانات المنوية ، إلى خلايا منوية ، وحيوانات منوية ، وحيوانات منوية ناضجة ، تنتقل الخلية من الغشاء القاعدي للحبل المنوي إلى تجويفها. بعد النضج ، يتم فصل الحيوانات المنوية ، وتسقط في تجويف الأنابيب المنوية ، وتكون جاهزة للتحرك بحثًا عن بويضة والتخصيب. تستغرق عملية النضج حوالي ثلاثة أشهر. عند الذكور ، تبدأ عملية نضوج الحيوانات المنوية - تكوين الحيوانات المنوية - في سن البلوغ ثم تستمر حتى الشيخوخة.

تختلف عملية نضج البويضات اختلافًا كبيرًا. أثناء التطور الجنيني للثدييات ، ينشأ عدد كبير من البيض ، وبحلول الوقت الذي تولد فيه الأنثى ، يوجد بالفعل حوالي 200-300 ألف بويضة في مبيضها ، والتي توقفت في المرحلة الأولى من الانقسام الانتصافي. خلال فترة البلوغ ، تبدأ البويضات في الاستجابة للهرمونات الجنسية ، وتتسبب التغيرات الدورية المنتظمة في الهرمونات لاحقًا في نضوج بويضة واحدة ، وأحيانًا اثنتين أو أكثر. عندما يتم حقن المرأة بالهرمونات الجنسية لعلاج العقم للحث على نضوج البويضات ، فإن زيادة هذه الهرمونات يمكن أن تؤدي إلى نضوج عدة بويضات ، ونتيجة لذلك ، الحمل المتعدد. تنضج البويضة في كيس يسمى الجريب.

النمط النووي لكروموسوم الخلية الوراثة

الوحدة الأساسية للحياة هي الخلية. لها وزن خصائص الأحياء ، أي أنها قادرة على التكاثر والتغيير والاستجابة للتهيج. الوحدات الأصغر من المادة لا تظهر هذه الخصائص. كتب R.Virchow: "الخلية هي العنصر المورفولوجي الأخير لجميع الأجسام الحية ، وليس لدينا الحق في البحث عن نشاط حقيقي خارجها"

بين الكائنات الحية ، هناك نوعان من تنظيم الخلية: خلية بدائية النواة (في بدائيات النوى - البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة) وخلية حيوانية النواة (في حقيقيات النوى ، أي جميع الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا - النباتات والفطريات والحيوانات) .

هيكل الخلية.

يتم تغطية الخلية بدائية النواة بغشاء هيولي يلعب دور حاجز نشط بين سيتوبلازم الخلية والبيئة الخارجية. خارج الغشاء هو جدار الخلية. لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على نواة واضحة شكليًا ، ولكن هناك منطقة مليئة بالحمض النووي تحمل معلومات وراثية. في المادة الرئيسية للسيتوبلازم للخلايا بدائية النواة يوجد العديد من الريبوسومات.

الخلية حقيقية النواة أكثر تعقيدًا من الخلية بدائية النواة. إنه مغطى بغشاء هيولي يلعب دورًا مهمًا في تنظيم تكوين المحتويات الخلوية ، حيث تخترق جميع العناصر الغذائية ومنتجات الإفراز من خلاله. تحتوي كل خلية على جسم كروي أو بيضاوي صغير يسمى النواة. مخطط بنية خلية حقيقية النواة تعمل النواة كمركز تنظيمي مهم للخلية ، فهي تحتوي على عوامل وراثية (جينات) تحدد علامات كائن حي معين ، وتتحكم في العديد من العمليات داخل الخلايا

ينظم الغشاء المحيط بالنواة ويفصلها عن السيتوبلازم ، الغشاء النووي ، حركة المواد من النواة إلى داخل النواة. يوجد عدد محدد بدقة من التكوينات الخيطية الممدودة التي تسمى الكروموسومات في المادة الأساسية شبه السائلة للنواة-كاريوبلازم. تظهر الكروموسومات عادةً على جزء ملطخ من الخلية غير المنقسمة على شكل شبكة غير منتظمة من الخيوط الداكنة والحبيبات ، والتي تسمى مجتمعة الكروماتين.

تسمى المادة الموجودة داخل غشاء البلازما ولكن خارج النواة السيتوبلازم.

عند فحص قسم رفيع من الخلية في المجهر الإلكتروني ، يمكن ملاحظة أن السيتوبلازم عبارة عن متاهة معقدة للغاية من الأغشية التي تشكل ما يسمى بالشبكة الإندوبلازمية التي تملأ معظم السيتوبلازم. هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية: الحبيبية ، بالأغشية التي ترتبط بها العديد من الريبوسومات - جزيئات بروتين نووي صغيرة تعمل كموقع لتخليق البروتين ، وحبيبية ، تتكون من أغشية وحدها. في نفس الخلية ، يمكن العثور على شبكة من كلا النوعين. تمتلئ بقية السيتوبلازم بهياكل متخصصة أخرى لها وظائف محددة: هذه الميتوكوندريا وجهاز جولجي والمريكزات والبلاستيدات.

تحتوي جميع الخلايا الحية على ميتوكوندريا - أجسام بحجم 0.2-5 ميكرون ، يختلف شكلها من كروي إلى على شكل قضيب وخيطي. في خلية واحدة ، يمكن أن يكون هناك من عدة ميتوكوندريا إلى ألف أو أكثر. عادة ما يتركزون في ذلك الجزء من الخلية حيث يكون التمثيل الغذائي أكثر كثافة.

كل ميتوكوندريا يحدها غشاء مزدوج. تشكل الطبقة الخارجية من الغشاء سطحًا خارجيًا أملسًا ، وتمتد طيات عديدة من الطبقة الداخلية على شكل نتوءات متوازية موجهة نحو مركز الميتوكوندريا ، والتي يمكن أن تلتقي وأحيانًا تندمج مع طيات تمتد من الجانب المقابل. تحتوي الطيات ، المسماة cristae ، على إنزيمات تشارك في نظام نقل الإلكترون ، والتي تلعب دورًا مهمًا في تحويل طاقة العناصر الغذائية إلى طاقة مفيدة بيولوجيًا ضرورية لتنفيذ الوظائف الخلوية. تحتوي المحتويات الداخلية شبه السائلة للميتوكويدريا - المصفوفة - على إنزيمات. الميتوكوندريا ، التي تتمثل وظيفتها الرئيسية في توليد الطاقة ، تسمى مجازيًا محطات توليد الطاقة في الخلية.

توجد في خلايا معظم النباتات بلاستيدات - تكوينات يحدث فيها تخليق أو تراكم للمواد العضوية.

مركب جولجي ، وهو أحد مكونات السيتوبلازم الموجود في جميع الخلايا تقريبًا باستثناء الحيوانات المنوية الناضجة وخلايا الدم الحمراء ، عبارة عن شبكة مضطربة من الأنابيب المبطنة بالأغشية. يقع عادة بالقرب من النواة ويحيط بالمريكزات. لم يتم توضيح وظيفة المجمع بالكامل بعد ، ولكن وفقًا لبعض علماء الخلايا ، فإن مجمع جولجي يعمل كموقع تخزين مؤقت للمواد المنتجة على الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية ، وترتبط أنابيب المجمع بغشاء البلازما. الليزوزومات - مجموعة من العضيات داخل الخلايا توجد في الخلايا الحيوانية - تشبه في الحجم الميتوكوندريا ، ولكنها أقل كثافة إلى حد ما ؛ وهي أجسام محدودة الغشاء تحتوي على مجموعة متنوعة من الإنزيمات القادرة على التحلل المائي لمكونات الجزيئات الضخمة للخلية. في حالة تغلغل الحمض النووي (الفيروس) الغريب في الخلية ، تطلق الليزوزومات إنزيمات شطر الحمض النووي ، النيوكلايز ، في السيتوبلازم ، وبالتالي تؤدي وظيفة الحماية.

بالإضافة إلى هذه العناصر ، قد يحتوي السيتوبلازم على فجوات - تجاويف مملوءة بسائل ويفصلها غشاء فجوي عن باقي السيتوبلازم. الفجوات شائعة جدًا في الخلايا النباتية والحيوانية السفلية ، ولكنها نادرًا ما تحدث في الخلايا الحيوانية الأعلى من خلال العمليات.

النواة هي أهم جزء في الخلية. في الفترة بين الانقسامات ، يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة الغشاء النووي وغالبًا ما يكون لها شكل كروي أو إهليلجي. يمتلئ تجويف النواة بالعصير النووي (karyoplasm) ، الذي تختلف لزوجته عن تلك الموجودة في السيتوبلازم وغالبًا ما تكون أقل بكثير. لا تملك النواة القدرة على استعادة الغشاء النووي ، لذلك في حالة تلفه ، تختلط محتويات النواة مع السيتوبلازم.

النوى - الأجسام المستديرة (واحد أو أكثر) ، المحاطة بالنواة ، تتميز بمعامل انكسار عالٍ. النوى الأكبر والأكثر كثافة هي سمة من سمات الخلايا النشطة للغاية ، أي التقسيم المكثف للخلايا والخلايا الجنينية التي تقوم بتخليق البروتين. أثناء انقسام الخلية ، تختفي النواة ثم تعود إلى الظهور. في النواة ، يتم تصنيعه في الحمض النووي الريبي ، والذي تتشكل منه جزيئات الريبوسوم.

بالإضافة إلى النوى ، تحتوي النواة على صبغيات. لديهم شكل مستطيل مع انقباض يقع في منطقة أو أخرى - السنترومير. يقسم السنترومير الكروموسوم إلى جزأين يسميان أذرع الكروموسوم. يطلق على الكروموسوم الذي يقع في المنتصف اسم metacentric ، بينما تكون ذراعي الكروموسوم من نفس الحجم ؛ إذا تم إزاحة السنترومير بعيدًا عن المركز ، فإن الكروموسوم يسمى تحت المركز ؛ عندما يتم إزاحة السنترومير مسافة كبيرة من المركز - acrocentric. يخدم موقع السنترومير كأساس لتصنيف الكروموسومات وتصنيفها.

أكثر من نصف الكتلة الكاملة للكروموسوم هو بروتين خاص هيستون ، له خصائص قلوية بسبب التركيز العالي للأحماض الأمينية أرجينين ولايسين فيه. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الكروموسوم على بعض البروتينات التي لها خصائص حمضية. تم العثور على الحمض النووي والحمض النووي الريبي في الكروموسومات بكميات صغيرة ولكن قابلة للقياس.

يتم الجمع بين هيستون و DAYs في بنية تسمى خيوط الكروماتين ، وهي عبارة عن حلزون مزدوج من DAYS يحيط بقضيب الهيستون ؛ إنه مبني من وحدات متكررة (نيوكليوسومات) ، كل منها يحتوي على ما يقرب من 200 زوج من قواعد الحمض النووي وجزيئين من كل من الهستونات الأربعة (n2A ، H2B ، H3 ، و H4) (الشكل 4). يعتقد أن هذه الجزيئات الثمانية هيستون تشكل وحدة كروية. لا يزال من غير الواضح كيف يقع الحلزون المزدوج للحمض النووي حول الهيستونات.

جميع خلايا أي كائن حي تأتي من زيجوت - خلية ناتجة عن اندماج اثنين من الأمشاج (الخلايا الجنسية التي تحتوي على مجموعة كروموسومات مفردة أو أحادية الصبغيات - ن). تحتوي البيضة الملقحة على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات (2p). مجموعة واحدة من الكروموسومات تسمى الجينوم.

تسمى مجموعة الكروموسومات في الخلية الجسدية ، والتي تميز نوعًا معينًا من الحيوانات أو النباتات ، بالنمط النووي. يشمل جميع ميزات مركب الكروموسومات: عدد الكروموسومات ، وشكلها ، ووجود تفاصيل بنية الكروموسومات الفردية المرئية تحت المجهر الضوئي.

من بين جميع كروموسومات النمط النووي ، هناك أزواج من الصبغيات الجسدية متشابهة للذكور والإناث ، وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية التي تختلف في الذكور والإناث. يُشار إلى الكروموسومات الجنسية للثدييات الأنثوية بالحرفين XX والذكور - XY ، لذلك يُطلق على الجنس الأنثوي اسم homogametic ، ذكر - heterogametic. في الطيور والفراشات ، العكس هو الصحيح. الأنثى غير متجانسة ، الذكر متماثل.