Što je DNK – deoksiribonukleinska kiselina. Metodološki razvoj na temu: Obrazovni i metodološki kompleks u biologiji Kako se zove neaktivni dio DNK
Kako je moguće da je DNK izvan stanice?
Bakterijske stanice mogu otpustiti DNA u okoliš - to je zbog procesa njihove reprodukcije i razmjene informacija. Na primjer, širi se otpornost na antibiotike: jedna bakterija preuzima odgovarajući gen, kopira ga i dijeli s ostatkom populacije. U eukariotskim (nuklearnim) organizmima takvi su procesi dugo bili nepoznati: vjerovalo se da oni koriste DNK samo za pohranu, čitanje i prijenos informacija.
No 1948. izvanstanična DNA otkrivena je u krvnoj plazmi – frakcija DNA koja nije povezana sa stanicama i postoji odvojeno od njih. Tijekom godina koje su uslijedile, znanstvenici su pronašli takvu DNK u svim proučavanim organizmima, od biljaka do životinja i ljudi. Pronađen je u međustaničnoj tvari, u cirkulirajućim tekućinama, pa čak iu pojedinačnim kulturama stanica. Čini se da se DNK redovito pojavljuje izvan stanica i stoga može igrati ulogu u životu organizma.
Izvanstanična DNK nije kao normalna DNK.
Genomska DNA sastoji se od dugih niti koje se nazivaju kromosomi, dok je cfDNA skup malih sekvenci, ponekad milijun puta kraćih od kromosoma.
Još uvijek je kontroverzno pitanje je li izbor ovih nizova slučajan ili ne.
Izvanstanična DNA nije uvijek sama u otopini. Ponekad je povezan s histonima, proteinima koje stanica koristi za kompaktno pakiranje DNK niti u jezgri. U drugim slučajevima, cfDNA se može pojaviti unutar egzosoma, vezikula okruženih membranom koje pupaju iz stanica, putuju cijelim tijelom i mogu se stopiti s drugim stanicama. Štoviše, jedna skupina znanstvenika izolirala je iz krvi životinja cijeli kompleks DNK, masti i proteina odgovornih za njegovo kopiranje. To jest, vjerojatno postoje čitavi molekularni strojevi koji lebde oko tijela, kopiraju i distribuiraju informacije u hodu. Međutim, još uvijek nije poznato koji se dio ukupne cfDNA sastoji od takvih struktura.
Odakle dolazi izvanstanična DNK?
Čini se logičnim da cfDNA ne nastaje sama, već je izlučuju stanice. Što može uzrokovati stanice da otpuštaju molekule koje nose njihovu nasljednu informaciju?
Hipoteza stanične smrti sugerira da se DNK oslobađa kada se stanice unište. Ova teorija pomaže objasniti zašto cfDNA dolazi u malim komadićima: na primjer, u apoptozi (programiranoj staničnoj smrti), DNA unutar stanice se reže na male komadiće prije nego što se cijela stanica raspadne. To je također u skladu s činjenicom da se u stanjima praćenim smrću stanica (infarkt miokarda, opekline) povećava količina cfDNA u krvi.
Ali nije sve tako jednostavno: izvanstanična DNK pronađena je u bilo kojoj kulturi tkiva, čak i tamo gdje nije bilo masovne stanične smrti. Hipoteza o "metaboličkoj DNK" pokušava to objasniti: vjerojatno stanice neprestano sintetiziraju novu DNK tijekom svog života, povećavajući broj kopija informacija kako bi ih bilo lakše čitati. S vremenom se molekule DNA troše i stanice ih otpuštaju u okoliš zajedno s produktima metabolizma.
Također postoji mišljenje da je oslobađanje cfDNA način na koji stanice razmjenjuju signale. Na primjer, membranske vezikule koje sadrže male količine DNA izolirane su iz različitih intraorganizmskih tekućina. Takve vezikule mogu se stopiti sa stanicama, prenoseći molekule DNK na njih.
Našli su DNK u mojoj krvi. To je loše?
Bezstanična DNK prirodna je komponenta krvne plazme i može se naći u svakoj osobi. Normalno je njegova koncentracija dosta niska, iako može varirati, ali u slučaju patoloških i stresnih stanja količina cfDNA naglo raste. Na primjer, za opekline ili bolesti povezane s masovnom smrću stanica - infarkt miokarda ili reumatoidni artritis. Čak i zdrava osoba može doživjeti velike fluktuacije u razinama cfDNA ako je izložena stresu, kao što je intenzivna tjelesna aktivnost. Međutim, nakon prestanka opterećenja koncentracije se vraćaju na normalne vrijednosti.
Situacija je složenija s rakom. Nije posve jasno odakle dolazi cfDNA u ovom slučaju - kao posljedica odumiranja zdravih tkiva ili kao produkt ciljane izolacije tumorskih stanica. Međutim, njegova količina je također vrlo različita od norme.
Medicina još nije naučila dijagnosticirati specifične bolesti na temelju koncentracije cfDNA u krvi, ali već sada je moguće procijeniti težinu stanja i predvidjeti razvoj bolesti.
Dakle, ako usporedimo količine cfDNA kod ljudi koji su preboljeli infarkt miokarda, ispada da što je više cfDNA, veće su komplikacije i rizik od ponovnog srčanog udara ili srčanog zastoja.
Možda će pažljivo proučavanje sekvenci cfDNA pomoći u postavljanju točnijih dijagnoza. Na to se oslanjaju i u području prenatalne dijagnostike: fetalna cfDNA prisutna je u krvi majke, što znači da je moguće dobiti genetski materijal djeteta bez kirurške intervencije. To otvara široko polje za genetske testove - za prepoznavanje fetalnih bolesti (na primjer, Rh sukob) ili određivanje spola.
Što stanice "misle" o izvanstaničnoj DNK?
Izvanstanična DNA stalno je prisutna oko stanica, te se može pretpostaviti da će promjena njezine koncentracije ili svojstava poslužiti kao signal na koji će druge stanice reagirati.
U nekim stanicama povećanje koncentracije cfDNA ima aktivirajući učinak. Stanice imunološkog sustava sposobne su pokrenuti imunološki odgovor nakon prepoznavanja cfDNA. To se događa zbog mehanizma koji je inače odgovoran za reakciju na strane molekule DNK, poput virusne DNK, u krvi. Isti receptori koji prepoznaju virusnu DNA također reagiraju na cfDNA vlastitog tijela, aktivirajući stanice imunološkog sustava.
Za druge stanice, cfDNA može djelovati kao signal za uzbunu - one razvijaju "efekt promatrača". Recimo da imamo staničnu kulturu koja je pod stresom: niske razine kisika, zračenje ili drugi abnormalni uvjeti. U tim stanicama dolazi do oštećenja DNK i razvoja oksidativnog stresa - nakupljaju se agresivne tvari koje uništavaju stanični sadržaj. Ako se cfDNA izolirana iz oštećenih stanica prenese u kulturu zdravih stanica, oštećenje DNA i oksidativni stres također se počinju detektirati u njima. Takve se stanice nazivaju "svjedocima" jer doživljavaju stres bez utjecaja izvornih čimbenika.
No, učinci cfDNA tu ne završavaju: ona može potaknuti ili usporiti diobu stanica, utjecati na aktivnost gena i sintezu proteina. Očigledno, cfDNA ima sistemski učinak na mnoge stanice, mijenjajući njihovu fiziologiju, ali njezina specifična priroda ostaje tajanstvena.
Što još (ne)znamo o izvanstaničnoj DNK?
Nedavno su se pojavili dokazi da životinjske i ljudske stanice mogu apsorbirati cfDNA iz krvi. U nekim slučajevima te molekule dopiru do stanične jezgre, prodiru unutra i integriraju se u vlastiti genom stanice. Često integracija takve lutajuće cfDNA molekule u genom završava oštećenjem DNA stanice primatelja i njezinom smrću. No ako je integracija uspješna, procesi čitanja informacija se mijenjaju: fragmenti bivše cfDNA blokiraju rad gena u staničnoj jezgri ili pokreću čitanje vlastitih informacija. Dakle, pred sobom imamo poseban mehanizam međustanične interakcije - razmjenu genetskih informacija.
Ovaj mehanizam vjerojatno igra važnu ulogu u razvoju bolesti. Prije nekoliko godina formuliran je koncept "genske metastaze": pretpostavlja se da tumorske stanice mogu lučiti višestruke kopije svojih mutantnih gena. Zdrave stanice ih apsorbiraju, integriraju u svoj genom i počinju proizvoditi mutirane tumorske proteine.
Slični se procesi teoretski mogu dogoditi tijekom interakcije stanica različitih organizama. Iako se fetalna cfDNA nalazi u majčinoj krvi, još nema dokaza o njenom unosu u stanice. Ali otkriveno je da se tijekom transfuzije krvi ne samo da se stanice darivatelja talože u tijelu primatelja, već se i cfDNA darivatelja može integrirati u stanice primatelja.
Istraživanja funkcija izvanstanične DNA započela su relativno nedavno, ali već sada možemo govoriti o otkriću temeljno novog mehanizma komunikacije između stanica unutar organizma i, vjerojatno, između samih organizama.
Gotovo sva DNK stanice sadržana je u jezgri. DNK je dugi linearni polimer koji sadrži mnogo milijuna nukleotida. Četiri tipa nukleotida DNA, različiti dušične baze. Nukleotidi raspoređeni su u niz koji predstavlja kodni oblik za bilježenje nasljedne informacije.
Da bi se ove informacije implementirale, one se prepisuju ili transkribiraju u kraće lance mRNA. Simboli genetskog koda u mRNA su trostruki nukleotidi - kodoni. Svaki kodon označava jednu od aminokiselina. Svaka molekula DNA odgovara zasebnom kromosomu, a sve genetske informacije pohranjene u kromosomima organizma nazivaju se genom.
Genom viših organizama sadrži višak DNA, što nije povezano sa složenošću organizma. Poznato je da ljudski genom sadrži 700 puta više DNK od bakterije E. coli. Istovremeno, genom nekih vodozemaca i biljaka je 30 puta veći od ljudskog genoma. Kod kralješnjaka više od 90% DNK nije bitno. Informacije pohranjene u DNK organiziraju, čitaju i repliciraju različiti proteini.
Glavni strukturni proteini jezgre su histonski proteini, svojstven samo eukariotskim stanicama. Histoni- male, jako bazične bjelančevine. Ovo svojstvo je zbog činjenice da su obogaćeni glavnim aminokiselinama - lizinom i argininom. Histone karakterizira i nedostatak triptofana. Oni su među najkonzervativnijim od svih poznatih proteina; na primjer, H4 u kravi i grašku se razlikuje po samo dva aminokiselinska ostatka. Kompleks proteina s DNA u staničnoj jezgri eukariota naziva se kromatin.
Pri promatranju stanica svjetlosnim mikroskopom kromatin se otkriva u jezgrama kao zone guste tvari koje su dobro obojene osnovnim bojama. Duboko proučavanje strukture kromatina počelo je 1974. godine, kada su supružnici Ada i Donald Olins opisali njegovu osnovnu strukturnu jedinicu i nazvali je nukleosom.
Nukleosomi omogućuju kompaktnije pakiranje dugog lanca molekula DNA. Dakle, u svakom ljudskom kromosomu duljina DNA lanca tisućama je puta veća od veličine jezgre. Na elektronskim fotografijama nukleosom se pojavljuje kao čestica u obliku diska promjera oko 11 nm. Njegovu jezgru čini kompleks od osam molekula histona, u kojem su četiri histona H2A, H2B, H3 i H4 predstavljena sa po dvije molekule. Ovi histoni čine unutarnji dio nukleosoma – histonsku jezgru. Na histonsku jezgru namotana je molekula DNA koja sadrži 146 parova nukleotida. Formira dva nepotpuna zavoja oko histonske jezgre nukleosoma, s 83 para nukleotida po zavoju. Svaki nukleosom je odvojen od sljedećeg sekvencom poveznice DNA, koja može biti duga do 80 nukleotida. Ova struktura podsjeća na perle na niti.
Izračuni pokazuju da bi ljudska DNK, koja ima 6x10 9 parova nukleotida, trebala sadržavati 3x10 7 nukleosoma. U živim stanicama kromatin rijetko ima ovakav izgled. Nukleosomi su međusobno povezani u još kompaktnije strukture. Većina kromatina je u obliku fibrila promjera 30 nm. Ovo pakiranje se provodi pomoću drugog histona H1. Za svaki nukleosom postoji jedna molekula H1, koja spaja povezničko područje na mjestima gdje DNK ulazi i izlazi iz histonske jezgre.
DNK pakiranje značajno smanjuje njegovu duljinu. Ipak, prosječna duljina kromatinske niti jednog kromosoma u ovoj fazi trebala bi premašiti veličinu jezgre za 100 puta.
Struktura višeg reda kromatina je niz petlji, od kojih svaka sadrži približno 20 do 100 tisuća parova baza. U bazi petlje nalazi se DNA-vezujući protein specifičan za mjesto. Takvi proteini prepoznaju određene nukleotidne sekvence (mjesta) dvaju udaljenih dijelova niti kromatina i spajaju ih.
Svi znamo da se čovjekov izgled, neke navike, pa čak i bolesti nasljeđuju. Sve te informacije o živom biću kodirane su u genima. Dakle, kako izgledaju ti ozloglašeni geni, kako funkcioniraju i gdje se nalaze?
Dakle, nositelj svih gena bilo koje osobe ili životinje je DNK. Ovaj spoj otkrio je Johann Friedrich Miescher 1869. Kemijski, DNK je deoksiribonukleinska kiselina. Što to znači? Kako ova kiselina nosi genetski kod svega života na našem planetu?
Za početak pogledajmo gdje se nalazi DNK. Ljudska stanica sadrži mnoge organele koje obavljaju različite funkcije. DNK se nalazi u jezgri. Jezgra je mala organela, koja je obavijena posebnom membranom, au kojoj je pohranjen sav genetski materijal – DNK.
Kakva je struktura molekule DNA?
Prije svega, pogledajmo što je DNK. DNK je vrlo dugačka molekula koja se sastoji od strukturnih elemenata – nukleotida. Postoje 4 vrste nukleotida - adenin (A), timin (T), gvanin (G) i citozin (C). Lanac nukleotida shematski izgleda ovako: GGAATTCTAAG... Ovaj niz nukleotida je lanac DNA.Strukturu DNK prvi su dešifrirali 1953. James Watson i Francis Crick.
U jednoj molekuli DNK postoje dva lanca nukleotida koji su spiralno uvijeni jedan oko drugog. Kako ti nukleotidni lanci ostaju zajedno i uvijaju se u spiralu? Ova pojava je zbog svojstva komplementarnosti. Komplementarnost znači da se samo određeni nukleotidi (komplementarni) mogu naći jedan nasuprot drugog u dva lanca. Dakle, nasuprot adenina uvijek stoji timin, a nasuprot gvanina uvijek samo citozin. Dakle, gvanin je komplementaran citozinu, a adenin timinu.Takvi parovi nukleotida koji se nalaze jedan nasuprot drugom u različitim lancima nazivaju se još i komplementarni.
Shematski se može prikazati na sljedeći način:
G - C
T - A
T - A
C - G
Ovi komplementarni parovi A - T i G - C tvore kemijsku vezu između nukleotida para, a veza između G i C jača je nego između A i T. Veza se stvara isključivo između komplementarnih baza, odnosno stvaranje veze između nekomplementarnih G i A nije moguće.
"Pakiranje" DNK, kako lanac DNK postaje kromosom?
Zašto se ovi lanci nukleotida DNK također uvijaju jedan oko drugog? Zašto je to potrebno? Činjenica je da je broj nukleotida ogroman i da je potrebno mnogo prostora za smještaj tako dugih lanaca. Zbog toga se dva lanca DNK uvijaju jedan oko drugoga na spiralan način. Taj se fenomen naziva spiralizacija. Kao rezultat spiralizacije, lanci DNK se skraćuju 5-6 puta.Neke molekule DNK tijelo aktivno koristi, dok se druge rijetko koriste. Osim spiralizacije, takve rijetko korištene molekule DNK prolaze kroz još kompaktnije "pakiranje". Ovo kompaktno pakiranje se zove supercoiling i skraćuje lanac DNK za 25-30 puta!
Kako se pakiraju spirale DNK?
Supernavijanje koristi histonske proteine, koji imaju izgled i strukturu šipke ili kalema konca. Spiralizirane niti DNK namotane su na te "zavojnice" - histonske proteine. Tako duga nit postaje vrlo kompaktno pakirana i zauzima vrlo malo prostora. Ako je potrebno upotrijebiti jednu ili drugu molekulu DNA, dolazi do procesa "odmotavanja", odnosno lanac DNA se "odmotava" s "kaluta" - proteina histona (ako je bio namotan na njega) i odmotava se iz spiralu u dva paralelna lanca. A kada je molekula DNK u takvom raspletenom stanju, tada se iz nje mogu očitati potrebne genetske informacije. Štoviše, genetske informacije čitaju se samo iz neupletenih DNK niti!
Skup supersmotanih kromosoma naziva se heterokromatin, a kromosomi dostupni za čitanje informacija su eukromatin.
Što su geni, kakva je njihova veza s DNK?
Sada pogledajmo što su geni. Poznato je da postoje geni koji određuju krvnu grupu, boju očiju, kosu, kožu i mnoga druga svojstva našeg tijela. Gen je strogo definiran dio DNK koji se sastoji od određenog broja nukleotida raspoređenih u strogo određenu kombinaciju. Položaj u strogo određenom dijelu DNK znači da je određenom genu dodijeljeno njegovo mjesto, a to mjesto je nemoguće promijeniti. Prikladno je napraviti sljedeću usporedbu: osoba živi u određenoj ulici, u određenoj kući i stanu, a osoba se ne može dobrovoljno preseliti u drugu kuću, stan ili u drugu ulicu. Određeni broj nukleotida u genu znači da svaki gen ima određeni broj nukleotida i ne može ih biti više ili manje. Na primjer, gen koji kodira proizvodnju inzulina sastoji se od 60 parova nukleotida; gen koji kodira proizvodnju hormona oksitocina - od 370 parova nukleotida. Strogi nukleotidni slijed je jedinstven za svaki gen i strogo definiran. Na primjer, sekvenca AATTAATA je fragment gena koji kodira proizvodnju inzulina. Za dobivanje inzulina koristi se upravo ovaj slijed, a za dobivanje npr. adrenalina drugačija kombinacija nukleotida. Važno je razumjeti da samo određena kombinacija nukleotida kodira određeni “produkt” (adrenalin, inzulin itd.). Takva jedinstvena kombinacija određenog broja nukleotida, koja stoji na "svom mjestu" - to je gen.
Osim gena, lanac DNA sadrži takozvane "nekodirajuće sekvence". Takve nekodirajuće sekvence nukleotida reguliraju funkcioniranje gena, pomažu u spiralizaciji kromosoma i označavaju početnu i završnu točku gena. Međutim, do danas, uloga većine nekodirajućih sekvenci ostaje nejasna.
Što je kromosom? Spolni kromosomi
Skup gena pojedinca naziva se genom. Naravno, cijeli genom ne može biti sadržan u jednoj DNK. Genom je podijeljen na 46 parova molekula DNK. Jedan par molekula DNA naziva se kromosom. Dakle, ljudi imaju 46 ovih kromosoma. Svaki kromosom nosi strogo definiran skup gena, na primjer, kromosom 18 sadrži gene koji kodiraju boju očiju itd. Kromosomi se međusobno razlikuju po duljini i obliku. Najčešći oblici su X ili Y, ali postoje i drugi. Ljudi imaju dva kromosoma istog oblika, koji se nazivaju parovi. Zbog takvih razlika svi upareni kromosomi su numerirani - ima ih 23 para. To znači da postoji par kromosoma br. 1, par br. 2, par br. 3 itd. Svaki gen odgovoran za određenu osobinu nalazi se na istom kromosomu. Suvremene smjernice za stručnjake mogu naznačiti mjesto gena, na primjer, kako slijedi: kromosom 22, duga ruka.Koje su razlike među kromosomima?
Kako se inače kromosomi razlikuju jedni od drugih? Što znači izraz dugo rame? Uzmimo kromosome oblika X. Sjecište DNA lanaca može se dogoditi strogo u sredini (X) ili se može dogoditi necentralno. Kada se takvo sjecište DNA niti ne događa središnje, onda su u odnosu na točku sjecišta neki krajevi duži, drugi kraći. Takvi dugi krajevi obično se nazivaju dugim krakom kromosoma, a kratki krajevi nazivaju se kratkim krakom. Kod kromosoma Y oblika većinu krakova zauzimaju dugi kraci, a kratki su vrlo mali (nisu ni naznačeni na shematskoj slici). Veličina kromosoma varira: najveći su kromosomi parova br. 1 i br. 3, najmanji su kromosomi parovi br. 17, br. 19.
Osim po obliku i veličini, kromosomi se razlikuju i po funkcijama koje obavljaju. Od 23 para, 22 para su somatski i 1 par je polni. Što to znači? Somatski kromosomi određuju sve vanjske karakteristike pojedinca, karakteristike njegovih reakcija u ponašanju, nasljedni psihotip, odnosno sve osobine i karakteristike svake pojedine osobe. Par spolnih kromosoma određuje spol osobe: muški ili ženski. Postoje dvije vrste ljudskih spolnih kromosoma: X (X) i Y (Y). Ako se kombiniraju kao XX (x - x) - ovo je žena, a ako XY (x - y) - imamo muškarca.
Nasljedne bolesti i oštećenja kromosoma
Međutim, dolazi do “kvarova” genoma, a zatim se kod ljudi otkrivaju genetske bolesti. Na primjer, kada se u 21. paru kromosoma umjesto dva nalaze tri kromosoma, osoba se rađa s Downovim sindromom.Mnogo je manjih “kvarova” genetskog materijala koji ne dovode do bolesti, već naprotiv, daju dobra svojstva. Svi "kvarovi" genetskog materijala nazivaju se mutacijama. Mutacije koje dovode do bolesti ili pogoršanja svojstava tijela smatraju se negativnima, a mutacije koje dovode do stvaranja novih korisnih svojstava smatraju se pozitivnima.
No, kod većine bolesti od kojih današnji ljudi boluju, ne nasljeđuje se bolest, već samo predispozicija. Na primjer, otac djeteta sporo apsorbira šećer. To ne znači da će se dijete roditi s dijabetesom, ali će dijete imati predispoziciju. To znači da ako dijete zlorabi slatkiše i proizvode od brašna, razvit će dijabetes.
Danas se tzv predikativni lijek. U sklopu ove medicinske prakse identificiraju se predispozicije osobe (na temelju identifikacije odgovarajućih gena), a zatim mu se daju preporuke - koju dijetu treba slijediti, kako pravilno izmjenjivati rad i odmor kako se ne bi razbolio.
Kako čitati informacije kodirane u DNK?
Kako možete pročitati informacije sadržane u DNK? Kako ga vlastito tijelo koristi? Sama DNK je vrsta matrice, ali ne jednostavna, već kodirana. Da bi se informacija pročitala iz matrice DNK, ona se prvo prenosi na poseban nosač - RNK. RNA je kemijski ribonukleinska kiselina. Od DNK se razlikuje po tome što može proći kroz jezgrinu membranu u stanicu, dok DNK nema tu sposobnost (nalazi se samo u jezgri). Kodirana informacija koristi se u samoj ćeliji. Dakle, RNA je nositelj kodirane informacije od jezgre do stanice.Kako dolazi do sinteze RNA, kako se sintetizira protein pomoću RNA?
Niti DNK s kojih treba „pročitati“ informacije odmotavaju se, pristupa im poseban enzim „graditelj“ i sintetizira komplementarni lanac RNK paralelan lancu DNK. Molekula RNK također se sastoji od 4 vrste nukleotida – adenin (A), uracil (U), gvanin (G) i citozin (C). U ovom slučaju, sljedeći parovi su komplementarni: adenin - uracil, gvanin - citozin. Kao što vidite, za razliku od DNK, RNK koristi uracil umjesto timina. Odnosno, enzim "graditelj" radi na sljedeći način: ako vidi A u lancu DNK, tada pričvršćuje Y na lanac RNK, ako G, tada pričvršćuje C, itd. Tako se iz svakog aktivnog gena tijekom transkripcije formira predložak – kopija RNK koja može proći kroz nuklearnu membranu. Kako dolazi do sinteze proteina kodiranog određenim genom?
Nakon napuštanja jezgre, RNK ulazi u citoplazmu. Već u citoplazmi RNK se može ugraditi kao matrica u posebne enzimske sustave (ribosome), koji mogu sintetizirati, vođeni informacijama RNK, odgovarajući slijed proteinskih aminokiselina. Kao što znate, molekula proteina sastoji se od aminokiselina. Kako ribosom zna koju aminokiselinu dodati u rastući proteinski lanac? To se radi na temelju koda tripleta. Tripletni kod znači da je niz od tri nukleotida lanca RNA ( trojka, na primjer, GGU) kodiraju jednu aminokiselinu (u ovom slučaju glicin). Svaka aminokiselina je kodirana određenim tripletom. I tako, ribosom "čita" triplet, određuje koju aminokiselinu treba dodati sljedeću dok čita informacije u RNK. Kada se formira lanac aminokiselina, on poprima određeni prostorni oblik i postaje protein sposoban za obavljanje enzimatskih, konstrukcijskih, hormonalnih i drugih funkcija koje su mu dodijeljene.Protein za svaki živi organizam proizvod je gena. Proteini su ti koji određuju sva različita svojstva, kvalitete i vanjske manifestacije gena.
Tema: Dioba stanica. Mitoza Zadatak 4.1 Građa kromosoma
Zadatak 4.2 Životni ciklus stanice Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
Koja su razdoblja međufaze označena brojevima 1 - 3?
Kakav je skup kromosoma i DNK u različitim razdobljima interfaze?
Koja su razdoblja mitoze označena brojevima 4 - 7?
Kakav je skup kromosoma i DNK u različitim razdobljima mitoze?
Ispunite tablicu:
| Razdoblja interfaze i mitoze | Tekući procesi | Broj kromosoma (n) i količina DNK(a) |
| Presintetski (G 1) sintetička (S) Postsintetski (G 2) | ||
| Metafaza Telofaza |
Test 1. U kojem se razdoblju mitotskog ciklusa količina DNA udvostručuje?
Tijekom predsintetskog razdoblja.
Tijekom sintetičkog razdoblja.
Tijekom postsintetskog razdoblja.
U metafazu.
Test 2. U kojem razdoblju dolazi do aktivnog rasta stanica?
Tijekom predsintetskog razdoblja.
Tijekom sintetičkog razdoblja.
Tijekom postsintetskog razdoblja.
U metafazu.
Test 3. Tijekom kojeg razdoblja životnog ciklusa stanica ima set kromosoma i DNA 2n4c i priprema se za diobu?
Tijekom predsintetskog razdoblja.
Tijekom sintetičkog razdoblja.
Tijekom postsintetskog razdoblja.
U metafazu.
Test 4. U kojem razdoblju mitotskog ciklusa počinje spiralizacija kromosoma i otapanje jezgrene membrane?
Tijekom predsintetskog razdoblja.
Tijekom sintetičkog razdoblja.
Tijekom postsintetskog razdoblja.
U metafazu.
Test 5. Tijekom kojeg razdoblja mitotskog ciklusa kromosomi se poredaju duž ekvatora stanice?
Tijekom predsintetskog razdoblja.
Tijekom sintetičkog razdoblja.
Tijekom postsintetskog razdoblja.
U metafazu.
Test 6. Tijekom kojeg se razdoblja mitotskog ciklusa kromatide udaljavaju jedna od druge i postaju neovisni kromosomi?
Tijekom predsintetskog razdoblja.
Tijekom sintetičkog razdoblja.
Tijekom postsintetskog razdoblja.
U metafazu.
Test 7. Tijekom kojih je razdoblja mitoze broj kromosoma i DNA jednak 2n4c?
U profazi.
U metafazu.
U anafazu.
U telofazi.
Test 8. U kojoj je fazi mitoze broj kromosoma i DNA jednak 4n4c?
U profazi.
U metafazu.
U anafazu.
U telofazi.
Test 9. Kako se zove neaktivni dio DNK u stanici?
Kromatin.
Eukromatin.
Heterokromatin.
Sva DNK u stanici je aktivna.
Test 10. Kako se nazivaju kromosomi tijekom interfaznog razdoblja?
Kromatin.
Eukromatin.
Heterokromatin.
Kromosomi.
Dajte odgovore na pitanja:
Što je diploidna garnitura kromosoma?
Što je haploidni set kromosoma?
Kakav je skup kromosoma i DNA tijekom predsintetskog razdoblja interfaze?
Kakav je skup kromosoma i DNA tijekom postsintetskog razdoblja interfaze?
Kakav je skup kromosoma i DNK u profazi i metafazi mitoze?
Kakav je skup kromosoma i DNK u anafazi mitoze?
Kakav je skup kromosoma i DNK u telofazi mitoze?
Koliko se molekula DNA nalazi u jezgri ljudske somatske stanice prije mitoze?
Koliko se molekula DNA nalazi u jezgri ljudske somatske stanice nakon mitoze?
Kako se nazivaju kromosomi tijekom interfaznog razdoblja?
1. Međufaza. 2. Kromatin. 3. Kromosom. 4. Kromatide. 5. Centromera. 6. Profaza. 7. Metafaza. 8. Anafaza. 9. Telofaza. 10. Diploidna garnitura kromosoma.
Tema: Dioba stanica. Mejoza Zadatak 4.7. Prva i druga dioba mejoze
Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
Kakav je skup kromosoma i DNK u stanicama prije prve mejotičke diobe?
Kakav je skup kromosoma i DNA u stanicama tijekom različitih razdoblja prve mejotičke diobe?
Kakav je skup kromosoma i DNK u stanicama prije druge mejotičke diobe?
Kakav je skup kromosoma i DNA u stanicama tijekom različitih razdoblja druge mejotičke diobe?
U kojoj fazi mejoze dolazi do konjugacije i križanja kromosoma?
***U mejozi se rekombinacija genetskog materijala događa tri puta. Kada?
Koje je biološko značenje mejoze?
Ispunite tablicu:
| Mejotičke diobe | Tekući procesi | Broj kromosoma (n) i količina DNK(a) |
| Profaza-1 Metafaza-1 Anafaza-1 Telofaza-1 | ||
| Interfaza | ||
| Profaza-2 Metafaza-2 Anafaza-2 Telofaza-2 |
Molimo navedite točne odgovore:
Test 1. Kada dolazi do konjugacije homolognih kromosoma tijekom mejoze?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Test 2. Kakav je skup kromosoma i DNK na kraju 1. mejotičke diobe?
Test 3. Kakav je skup kromosoma i DNK na kraju 2. mejotičke diobe?
Test 4. U kojim je fazama mejoze skup kromosoma i 1n4c DNA?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Test 5. U kojim je fazama mejoze skup kromosoma i DNA 2n4c?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Test 6. U kojim je fazama mejoze skup kromosoma i DNA 1n2c?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Test 7. U kojim je fazama mejoze skup kromosoma i DNA 2n2c?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Test 8. U kojim fazama mejoze je skup kromosoma i DNA 1n1c?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
***Test 9. U kojim fazama mejoze dolazi do rekombinacije genetskog materijala?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Test 10. U kojim fazama mejoze dolazi do crossingovera?
Profaza 1. 5. Profaza 2.
Metafaza 1. 6. Metafaza 2.
Anafaza 1. 7. Anafaza 2.
Telofaza 1. 8. Telofaza 2.
Dajte odgovore na pitanja:
Kakav je skup kromosoma i DNK prije prve mejotičke diobe?
Kakav je skup kromosoma i DNK prije druge mejotičke diobe?
Koji se kromosomi nazivaju homolognima?
Koji se procesi odvijaju tijekom profaze 1 mejoze?
Tijekom kojih faza prve mejotičke diobe dolazi do rekombinacije genetskog materijala?
Kakav je skup kromosoma i DNK u profazi-2 i metafazi-2?
Tijekom koje faze druge mejotičke diobe dolazi do rekombinacije genetskog materijala?
Kakav je skup kromosoma i DNK na kraju druge mejotičke diobe?
Koliko stanica nastaje kao rezultat mejoze iz jedne matične stanice?
1. Homologni kromosomi. 2. Konjugacija. 3. Prijelaz. 4. Diploidna garnitura kromosoma. 5. Haploidna garnitura kromosoma. 6. Redukcijska dioba mejoze. 7. Rekombinacija u anafazu-1. 8. Rekombinacija u anafazu-2. 9. Biološko značenje mejoze.
Tema: Nespolno i spolno razmnožavanje Zadatak 4.12. Razni oblici nespolnog razmnožavanja
Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
Koji su oblici nespolnog razmnožavanja označeni na slici brojevima 1 - 6?
Kakav genetski materijal imaju kćeri tijekom aseksualne reprodukcije?
Ispunite tablicu:
Zadatak 4.14. Usporedba nespolnog i spolnog razmnožavanjaIspunite tablicu:
| Usporedne karakteristike | Bespolna reprodukcija | Spolno razmnožavanje |
| Broj jedinki koje sudjeluju u reprodukciji Genetski materijal potomaka Rekombinacija genetskog materijala Vrijednost odabira |
Zadatak 4.15. Nespolno i spolno razmnožavanje
Molimo navedite točne odgovore:
Test 1. Koji je oblik nespolnog razmnožavanja najtipičniji za mahovine i paprati?
Test 2. Koji je oblik nespolnog razmnožavanja najkarakterističniji za hidru i kvasac?
Binarna fisija. 5. Kloniranje.
Shizogonija. 6. Vegetativno razmnožavanje.
Fragmentacija. 7. Poliembrionija.
Pupljenje. 8. Sporulacija.
Test 3. Koji se oblik nespolnog razmnožavanja koristi za razmnožavanje voćaka i bobičastog voća?
Binarna fisija. 5. Kloniranje.
Shizogonija. 6. Vegetativno razmnožavanje.
Fragmentacija. 7. Poliembrionija.
Pupljenje. 8. Sporulacija.
Test 4. Koji je prirodni oblik nespolnog razmnožavanja kod ljudi poznat?
Binarna fisija. 5. Kloniranje.
Shizogonija. 6. Vegetativno razmnožavanje.
Fragmentacija. 7. Poliembrionija.
Pupljenje. 8. Sporulacija.
Test 5. Koji je oblik nespolnog razmnožavanja karakterističan za planarije i neke prstenaste?
Binarna fisija. 5. Kloniranje.
Shizogonija. 6. Vegetativno razmnožavanje.
Fragmentacija. 7. Poliembrionija.
Pupljenje. 8. Sporulacija.
Test 6.
Potomak ima gene samo jednog, majčinog organizma.
Potomstvo se genetski razlikuje od roditeljskih organizama.
Jedna jedinka sudjeluje u formiranju potomstva.
U formiranju potomstva obično sudjeluju dvije jedinke.
Test 7. Koji oblik reprodukcije omogućuje prilagodbu promjenjivim uvjetima okoliša?
Bespolna reprodukcija.
Spolno razmnožavanje.
I nespolno i spolno razmnožavanje jednako je uobičajeno.
Oblik razmnožavanja nije bitan.
**Test 8. Molimo navedite točne izjave:
Partenogeneza je poseban oblik nespolnog razmnožavanja.
Partenogeneza je poseban oblik spolnog razmnožavanja.
Partenogenetski razvoj poznat je kod lisnih uši, pčela i dafnija.
Kod ljudi je poznat partenogenetski razvoj.
**Test 9. Molimo navedite točne izjave:
Hermafroditi su organizmi koji mogu proizvoditi muške i ženske spolne stanice.
Gamete imaju haploidan skup kromosoma, zigota ima diploidan set.
B.L. Astaurov je razvio metode za namjerno dobivanje 100% jedinki istog spola.
Bakterije se dijele mitozom.
**Test 10. Molimo navedite točne izjave:
Nespolno razmnožavanje nema prednosti u odnosu na spolno razmnožavanje.
Gamete i zigote imaju haploidan set kromosoma.
U spolnom razmnožavanju uvijek sudjeluju dvije jedinke.
Spolno razmnožavanje dramatično povećava nasljednu varijabilnost potomaka.
Tema: Nastanak spolnih stanica i oplodnja Zadatak 4.16. Gametogeneza
Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
Što je na slici označeno brojevima 1 - 6?
Kakav je skup kromosoma u reprodukcijskoj zoni, gdje se prekursori gameta mitotski dijele?
Kakav je set kromosoma u zoni rasta prije prve mejotičke diobe?
Kakav je set kromosoma i DNK nakon prve mejotičke diobe? Nakon druge lige?
Koliko se normalnih jajašaca proizvede iz jedne oocite koja ulazi u mejozu?
Zadatak 4.17. Građa spolnih stanica
Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
***Što je na slici označeno brojevima od 1 do 12?
Kolika je veličina ljudskog jajeta?
Što se nalazi u citoplazmi jajeta?
Gdje se nalaze jezgra i mitohondriji u spermi?
Zadatak 4.18. Gametogeneza. Gnojidba
Molimo navedite točne odgovore:
Test 1. Kakav skup kromosoma imaju prekursori gameta u zoni reprodukcije?
Diploidni.
Haploidan.
Spermatogoniji su diploidni, oogoniji su haploidni.
Spermatogoniji su haploidni, oogoniji su diploidni.
Test 2. Koji set kromosoma imaju stanice u zoni sazrijevanja nakon prve mejotičke diobe?
Test 3. Koji set kromosoma imaju gamete?
Test 4. Koliko se normalnih jajašaca proizvede iz jedne jajne stanice nakon dvije mejotičke diobe?
Test 5. Koliko normalnih spermija nastaje iz jedne spermatocite nakon dvije mejotičke diobe?
Test 6. Gdje se nalazi Golgijev kompleks u spermi?
U glavi.
U srednjem odjelu.
U konjski rep.
Test 7. Gdje se nalaze mitohondriji u spermi?
U glavi.
U srednjem odjelu.
U konjski rep.
Test 8. Gdje se nalaze centrioli u spermi?
U glavi.
U srednjem odjelu.
U konjski rep.
**Test 9. Molimo navedite točne izjave:
U zoni rasta kromosomski set je 2n.
U zoni sazrijevanja javljaju se dvije podjele mejoze - redukcijska i ekvacionalna.
Tijekom oogeneze iz jedne oocite nastaju četiri normalna jajašca.
Tijekom oogeneze iz jedne oocite nastaje jedno normalno jaje i četiri usmjerena (polarna) tjelešca.
***Test 10. Molimo navedite točne izjave:
Ljudsko jaje mjeri oko 0,1 mm.
Jaja kod ljudi nastaju u embrionalnoj fazi.
Ljudsko jaje ima dvije opne - sjajnu i blistavu.
Ljudsko jaje nema ribosome i mitohondrije.
Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
***Što je na slici označeno brojevima 1 - 21?
Gdje nastaju mikrospore cvjetnica?
***Što nastaje od integumenata? Sa stijenki jajnika?
Molimo navedite točne odgovore:
Test 1. Koliko ovula može biti u tučku?
Uvijek sam.
Obično je jednak broju sjemenki.
Obično jednako broju plodova.
Jednak broju tučaka.
Test 2. Cvijet je organ nespolnog i spolnog razmnožavanja. Što je nespolno razmnožavanje?
U formiranju sjemena.
U formiranju plodova.
U obrazovanju se vodi rasprava.
U stvaranju gameta.
Test 3. Koji dijelovi cvijeta čine cvjetnjak?
Čaška građena od čašičnih listova.
Vjenčić od latica.
Čaška i vjenčić.
Čaška, vjenčić, androcej i ginecej.
Test 4.Što je muški gametofit cvjetnica?
Zbirka prašnika.
Peludna vrećica.
mikrospore.
Peludno zrno.
Test 5.Što je ženski gametofit cvjetnica?
Tučkom.
Jajnik tučka.
Neoplođeno jaje.
Embrionalna vrećica.
Test 6.Što nastaje iz oplođenog jajašca?
Sjemeni zametak.
Endosperma.
Test 7.Što nastaje iz oplođene središnje stanice?
Sjemeni zametak.
Endosperma.
Test 8.Što se formira od integumenata?
Perikarp.
Testa.
Endosperma.
Kotiledoni.
Test 9. Od čega nastaje perikarp?
Od integumenata.
Sa stijenki jajnika.
Iz tučka.
Iz spremnika.
Test 10. Tko je otkrio dvostruku oplodnju
S.G. Navashin.
I.V. Michurin.
N. I. Vavilov.
G. Mendel.
Dajte odgovore na pitanja:
Kakav je skup kromosoma u somatskim stanicama biljke cvjetnice?
Što je muški gametofit cvjetnica?
Koliko stanica ima zreli muški gametofit, kako se nazivaju?
Što je ženski gametofit cvjetnica?
Koliko stanica ima zreli ženski gametofit, kako se nazivaju?
Što nastaje iz oplođenog jajašca?
Što nastaje iz oplođene središnje stanice?
Što nastaje od integumenata (pokrivala jajne stanice)?
Što nastaje od stijenki jajnika?
Što nastaje iz jajne stanice?
Što nastaje iz plodnice tučka?
Tko je otkrio dvostruku oplodnju u cvjetnica?
1. Sporofit cvjetnica. 2. Cvijet. ***3. Androecij. ***4. Ginecej. ***5. Muški gametofit cvjetnica. ***6. Ženski gametofit cvjetnica. 7. Dvostruka gnojidba cvjetnica. 8. Endosperm. 9. Sjemeni zametak. 10. Sperma. ***jedanaest. Integumenti. 12. Mikropil. ***13. Nucellus. 14. Jajna stanica.
Tema: Individualni razvoj organizama Zadatak 4.23. Glavne faze embriogeneze
Pogledaj sliku i odgovori na pitanja:
***Što je na slici označeno brojevima od 1 do 10?
***Što naknadno nastaje iz blastocela?
Kako se zove otvor u gastruli?
Od kojeg klicinog listića nastaje neuralna cijev?
Kako se zove embrij s formiranim aksijalnim kompleksom?
Što se događa ako se dio ektoderma iz kojeg je formiran živčani sustav uzme iz jedne gastrule i presadi pod trbušni ektoderm druge gastrule?
Ispunite tablicu:
| Zametni listići | Derivati klicinog listića |
| Ektoderm | |
| Endoderm | |
| Mezoderm |
Molimo navedite točne odgovore:
Test 1.Što nastaje kao posljedica potpune fragmentacije zigote?
Blastula.
Gastrula.
Test 2. Kako se zove šupljina unutar blastule?
Blastocoel.
Gastrocel.
Sekundarna tjelesna šupljina.
Test 3. Kako se zove dvoslojni embrij sa zametnim listićima: ektoderm i endoderm?
Gastrula.
Blastula.
Test 4. Kako se zove šupljina u koju vode primarna usta?
Blastocoel.
Gastrocel.
Sekundarna tjelesna šupljina.
Mješovita tjelesna šupljina (mixocel).
Test 5. Koji organizmi su deuterostomi?
Koelenterati i spužve.
Plosnati i okrugli crvi.
Mekušci i člankonošci.
Bodljikaši i hordati.
Test 6. Kako se zove embrij s aksijalnim kompleksom organa?
Gastrula.
Blastula.
Test 7. Navedite derivate ektoderma:
Test 8. Navedite derivate endoderma:
Epidermis kože. 6. Probavni sustav.
Epitel probavnog sustava. 7. Probavne žlijezde.
Krvožilni sustav. 8. Dišni sustav.
Sustav za izlučivanje. 9. Reproduktivni sustav.
Živčani sustav. 10. Osjetilni organi.
Test 9. Navedite derivate mezoderma:
Epidermis kože. 6. Probavni sustav.
Epitel probavnog sustava. 7. Probavne žlijezde.
Krvožilni sustav. 8. Dišni sustav.
Sustav za izlučivanje. 9. Reproduktivni sustav.
Živčani sustav. 10. Osjetilni organi.
Test 10. Navedite životinje s neizravnim postembrionalnim razvojem:
Sisavci. 5. Leptiri.
Ptice. 6. skakavac.
Gmazovi. 7. Pauci.
Vodozemci. 8. Žohari.
Biološki diktat:
Kako se naziva individualni razvoj organizma od nastanka zigote do kraja života?
Kako se naziva razvoj organizma od zigote do rođenja ili do izlaska iz jajne ovojnice?
Kako se zove razdoblje od rođenja do kraja života?
Kako završava razdoblje fragmentacije?
Kako se zove embrij s tri klicina listića: ektoderm, endoderm i mezoderm?
Koji organizmi su deuterostomi?
Kako se zove embrij u kojem je formiran aksijalni sklop organa?
Koji organski sustavi nastaju iz ektoderma?
Navedite derivate endoderma.
Napiši dvije vrste životinja s izravnim i neizravnim tipom postembrionalnog razvoja.
1. Gnojidba. 2. Zigota. 3. Blastomeri. 4. Blastula. 5. Blastocoel (primarna šupljina). 6. Gastrula. 7. Mezoderm. 8. Sekundarna usta. 9. Neirula. 10. Indirektan postembrionalni razvoj.
Zadatak 4.28. Pitanja za testiranje:
Kako se zove skup kromosoma karakterističan za neku vrstu?
Kakav je skup kromosoma u somatskim i zametnim stanicama?
Koliko kromosoma i DNA ima u različitim razdobljima interfaze?
Kako se zovu upareni, identični kromosomi somatske stanice?
Kako se zovu primarna konstrikcija i krajevi kromosoma?
Koliko kromosoma i DNK ima stanica prije mitoze i na kraju mitoze?
Koliko kromosoma i DNA ima u profazi, metafazi i anafazi mitoze?
Što je značenje mejoze?
Kako se nazivaju prva i druga dioba mejoze?
Koji se procesi odvijaju u stanici tijekom profaze 1 mejoze?
Koliko ima kromosoma i DNA prije mejoze, nakon prve i druge diobe?
Kakav je skup kromosoma i DNK u metafazi 1 i anafazi 1 mejoze?
Što je karakteristično za međufazu između prve i druge diobe mejoze?
Kakav je skup kromosoma i DNK u metafazi 2 i anafazi 2 mejoze?
Kada dolazi do rekombinacije genetskog materijala u mejozi?
Nabrojite faze mejoze tijekom kojih su kromosomi bikromatidni.
Što je karakteristično za nespolno razmnožavanje?
Kako se zove odjel u kojem dolazi do višestrukih dioba jezgre i stvaranja više jedinki (kod tripanosoma malarični plazmodij)?
Što je karakteristično za genotipove jedinki kćeri u usporedbi s majkom tijekom nespolnog razmnožavanja?
Koji set kromosoma imaju spore?
Kako se zovu membrane jajne stanice sisavaca?
Kada počinje oogeneza kod ljudi?
Kako se zove reprodukcija u kojoj se iz neoplođenog jajašca razvija novi organizam?
Što je set gametogonijalnih kromosoma? Gametociti 1. reda? Gametociti 2. reda?
Što nastaje nakon spermatogeneze iz jedne spermatocite?
Što nastaje nakon oogeneze iz 1 oocita?
Koji organizmi imaju vanjsku oplodnju?
Što su muški i ženski gametofiti cvjetnica?
Što nastaje od integumenata i središnje stanice embrionalne vrećice?
Od čega nastaje perikarp?
Tko je otkrio dvostruku oplodnju?
Od kojih se razdoblja sastoji ontogeneza životinja?
Od kojih se razdoblja sastoji životinjska embriogeneza?
Što nastaje kao rezultat fragmentacije zigote?
Kako se zove embrij dvoslojne lancete?
Što nastaje od ektoderma, endoderma i mezoderma neurule?
Koji zametni listići tvore kralježnicu, epidermu i pluća?
Koje su životinje deuterostomi?
Napiši tri životinje s izravnim postembrionalnim razvojem.
Napiši tri životinje s neizravnim postembrionalnim razvojem.
Zadatak 4.1.
1 - jednakokraki (metacentrični) kromosomi; 2 - nejednaka ramena (submetacentrična); 3 - oštro nejednaka ramena (akrocentrična); 4 - telocentrični kromosomi, u kojima je primarna konstrikcija u području telomera; 5 - primarna konstrikcija, centromera; 6 - sekundarna konstrikcija (nukleolarni organizator); 7 - satelit; 8 - kromatide; 9 - telomeri.
Dvije kromatide, dvije molekule DNA.
Tijekom mitoze i mejoze.
2n - 46, n - 23.
Upareni, identični kromosomi koji nose identične gene.
***Oko 8 cm u prvom kromosomu.
***Oko 2 metra.
Zadatak 4.2.
1 - presintetski (G 1), 2 - postsintetski (S), 3 - postsintetski (G 2).
G 1 - 2n2c; na kraju S-periode - 2n4c; G 2 - 2n4c.
4 - profaza, 5 - metafaza, 6 - anafaza, 7 - telofaza.
Profaza - 2n4c, metafaza - 2n4c, anafaza - 4n4c, telofaza - 2n2c.
Zadatak 4.3.
| Razdoblja interfaze i mitoze | Tekući procesi | Broj kromosoma (n) i količina DNK(a) |
| Presintetski (G 1) sintetička (S) Postsintetski (G 2) | Aktivan rast stanica, sinteza strukturnih i funkcionalnih proteina. U stanicama sisavaca traje oko 6-10 sati.dolazi do replikacije DNA. Do kraja razdoblja svaki se kromosom sastoji od dvije kromatide, dvije molekule DNA. Mitohondriji, plastidi i centrioli se udvostručuju. Akumuliraju se proteini i energija za diobu. | |
| Metafaza Telofaza | Dolazi do spiralizacije DNA, kromosomi se skraćuju i zadebljaju, jezgrice nestaju, centrioli se razilaze i nastaje vreteno. Nuklearna membrana se raspada na fragmente. Kromatide se razdvajaju na suprotne polove i postaju neovisni kromosomi. Kromosomi despiriraju, stvara se jezgrina ovojnica, pojavljuje se jezgrica, a vretenasti mikrotubuli nestaju. Citoplazma je podijeljena, u životinjskim stanicama stezanjem, u biljnim stanicama nastaje pregrada. |
Zadatak 4.4.
Test 1: 2. Test 2: 1. Test 3: 3. Test 4: 1. Test 5: 4. Test 6: 1. **Test 7: 1, 2.Test 8: 3. ***Test 9: 3. **Test 10: 3, 4, 5.
Zadatak 4.5.
1. Dvostruki set kromosoma, karakterističan za somatske stanice. 2. Jedan niz kromosoma, karakterističan za zametne stanice. 3. 2n2c. 4. 2n4c. 5. 2n4c. 6. 4n4c. 7. 2n2c. 8. 92 molekule. 9. 46. 10. Kromatin.
Zadatak 4.6.
1. Razdoblje tijekom kojeg se stanica priprema za diobu. 2. Kromosomi u interfaznom razdoblju. 3. Organele stanične jezgre, koje su nositelji gena. 4. Strukturni elementi kromosoma koji nastaju u interfazi kao rezultat umnožavanja DNA. Najjasnije vidljiv tijekom metafaze. 5. Područje kromosoma na koje su pričvršćene vretenaste mikrotubule. 6. Početno razdoblje mitoze, tijekom kojeg dolazi do spiralizacije kromosoma, otapanja jezgrene membrane, nestanka jezgrice, divergencije centriola i stvaranja vretena. 7. Razdoblje mitoze, tijekom kojeg se kromosomi poredaju u ravnini ekvatora stanice, a vretenaste mikrotubule pričvršćuju se na centromere. 8. Razdoblje mitoze, tijekom kojeg se kromatide odvajaju prema polovima stanice i postaju neovisni kromosomi. 9. U tom razdoblju dolazi do dekondenzacije kromosoma, stvaranja jezgrinih membrana i pojave jezgrica, dolazi do citokineze – diobe citoplazme. 10. Dvostruki set kromosoma.
Zadatak 4.7.
1. 2n4c. 2. Profaza 1 - 2n4c, metafaza 1 - 2n4c, anafaza 1 - 2n4c, telofaza 1 - n2c. 3. n2c. 4. Profaza 2 - n2c, metafaza 2 - n2c, anafaza 2 - 2n2c, telofaza 2 - nc. 5. U profazi 1. 6. U profazi 1, u anafazi 1, u anafazi 2. 7. Redukcija kromosomske garniture radi održavanja konstantnog broja kromosoma pri smjeni generacija i rekombinaciji genetskog materijala.
Zadatak 4.8.
| Mejotičke diobe | Tekući procesi | Broj kromosoma (n) i količina DNK(a) |
| Profaza-1 Metafaza-1 Anafaza-1 Telofaza-1 | Uz uobičajene procese karakteristične za profazu, dolazi do konjugacije homolognih kromosoma i crossing overa - izmjene dijelova homolognih kromosoma. Homologni kromosomi ostaju povezani u nekim područjima i nalaze se u ekvatorijalnoj ravnini stanice. Vretenasti mikrotubuli pričvršćeni su na centromere. Homologni kromosomi, koji se sastoje od dvije kromatide, povlače se na suprotne polove, a svaki pol završava s haploidnim skupom kromosoma. Dolazi do sekundarne rekombinacije genetskog materijala. Kromosomi se despiriraju, stvara se jezgrina ovojnica i citoplazma se dijeli. | |
| Interfaza | Kratko, bez S-periode. | |
| Profaza-2 Metafaza-2 Anafaza-2 Telofaza-2 | Kromosomi se skraćuju i zadebljaju, centrioli se odvajaju i nastaje vreteno. Nuklearna membrana je uništena. Kromosomi su smješteni u ekvatorijalnoj ravnini stanice. Vretenasti mikrotubuli pričvršćeni su na centromere. Kromatide se razdvajaju na suprotne polove i postaju neovisni kromosomi. Treća rekombinacija genetskog materijala. Kromosomi despiriraju, stvara se jezgrina ovojnica, pojavljuje se jezgrica, a vretenasti mikrotubuli nestaju. Citoplazma se dijeli. |
Zadatak 4.9.
Test 1: 1. Test 2: 2. Test 3: 1. **Test 4: 1, 2, 3,. Test 5: 8. **Test 6: 4, 5, 6. Test 7: 7.Test 8: 8. Test 9: 1, 3, 7. Test 10: 1.
Zadatak 4.10.
1. 2n4c. 2. n2c. 3. Upareni, identični kromosomi koji nose identične gene. 4. Konjugacija i crossing over. 5. Tijekom profaze i anafaze. 6. Nema S-periode. 7. n2c. 8. U anafazi 2. 9. nc. 10. Četiri.
Zadatak 4.11.
1. Parni kromosomi, identični po veličini, obliku, sastavu i redoslijedu rasporeda gena. 2. Proces bliske konvergencije homolognih kromosoma. 3. Izmjena dijelova homolognih kromosoma. 4. Dvostruki set kromosoma. 5. Pojedinačni set kromosoma. 6. Prva dioba mejoze, uslijed koje se smanjuje broj kromosoma. 7. Nastaje kao posljedica divergencije homolognih kromosoma na različite polove stanice. Na svakom polu prikuplja se nasumična kombinacija kromosoma oca i majke. 8. Kao rezultat križanja, kromatide u kromosomu počele su se međusobno razlikovati, kao rezultat anafaze, kromosomi jedinstveni u svom skupu gena okupljaju se na svakom polu. 9. Redukcija kromosomske garniture radi održavanja konstantnog broja kromosoma tijekom generacija i rekombinacija genetskog materijala tijekom stvaranja gameta ili spora.
Zadatak 4.12.
1 - binarna fisija; 2 - shizogonija, višestruka fisija; 3 - pupanje; 4 - fragmentacija; 5 - vegetativno razmnožavanje; 6 - razmnožavanje sporama.
Obično identičan genetskom materijalu majke.
Neće, svaka spora nastala kao rezultat mejoze ima jedinstven skup gena.
Zadatak 4.13.
| Oblici nespolnog razmnožavanja | Karakteristike |
| Nespolno razmnožavanje bakterija Binarna fisija Shizogonija Sporulacija Pupljenje Fragmentacija Vegetativno razmnožavanje Poliembrionija Kloniranje | Podjela na pola, a ne mitoza, događa se unutar 20 minuta pod povoljnim uvjetima. Mitotička dioba. Karakteristično za protozoe i somatske stanice višestaničnih organizama. Višestruka podjela. Karakterističan za protozoe i neke alge. Spore mogu nastati mitotički (npr. kod mahovina) i mejotički (npr. kod paprati). U drugom slučaju, spore su genetski nejednake. Karakteristično za neke gljive (na primjer, kvasac), životinje (na primjer, slatkovodna hidra) i neke biljke. Reprodukcija, u kojoj je tijelo podijeljeno na fragmente, od kojih svaki regenerira organe koji nedostaju. Razmnožavanje biljaka vegetativnim organima (korijen, list, izbojci). Razvoj više embrija iz jedne zigote. Sposobnost uzgoja genetski identične jedinke presađivanjem jezgre iz somatske stanice u jajnu stanicu iz koje je jezgra prethodno uklonjena. |
Zadatak 4.14.
| Usporedne karakteristike | Bespolna reprodukcija | Spolno razmnožavanje |
| 1. Broj jedinki koje sudjeluju u reprodukciji 2. Genetski materijal potomaka 3. Rekombinacija genetskog materijala 4. Implikacije za odabir | Potomak ima gene samo jednog, majčinog organizma. Genetski materijal obično je isti kao i kod majke. Obično odsutan. Nastaje ako npr. kao rezultat mejoze nastaju spore. Dovodi do brzog povećanja broja genetski identičnih potomaka. | Razlikuje se od genetskog materijala roditeljskih organizama. Javlja se tijekom formiranja spolnih stanica i njihove slučajne kombinacije. Opskrbljuje genetski heterogeni materijal za prirodnu selekciju. |
Zadatak 4.15.
Test 1: 8. Test 2: 4. Test 3: 6. Test 4: 7. Test 5: 3. **Test 6: 1, 3. Test 7: 2.**Test 8: 2, 3. **Test 9: 1, 2, 3. Test 10: 4.
Zadatak 4.16.
***1 - oogonija; 2 - oocite 1. reda; 3 - jajne stanice 2. reda; 4 - prvo usmjereno tijelo; 5 - jaje; 6 - Vodeća tijela 2. reda.
Nakon prve podjele n2s, nakon druge - ns..
Zadatak 4.17.
1 - kromosomi u fazi metafaze 2. 2 - zona pellucida. 3 - školjka radiata. 4 - prvo usmjereno tijelo. 5 - glava spermija. 6 - akrosom. 7 - jezgra. 8 - centriole. 9 - vrat. 10 - mitohondriji. 11 - srednji odjel. 12 - flagellum.
Oko 0,1 mm.
Čak i prije rođenja, u embrionalnoj fazi.
Jezgra je u glavi, mitohondriji su u srednjem dijelu spermija.
Zadatak 4.18.
Test 1: 1. Test 2: 3. Test 3: 4. **Test 4: 1, 2, 4, 5. Test 5: 4. Test 6: 1. Test 7: 3.Test 8: 2. **Test 9: 1, 2, 4. **Test 10: 1, 2, 3.
Zadatak 4.19.
***1 - peteljka; 2 - posuda; 3 - sepals; 4 - latice vjenčića; 5 - žarna nit; 6 - polenova vrećica; 7 - jajnik tučka; 8 - ovule; 9 - integumenti; 10 - mikropil; 11 - posteljica; 12 - stabljika sjemena; 13 - nucellus; 14 - jaje; 15 - sinergidi; 16 - središnja stanica; 17 - antipod; 18 - chalaza; 19 - mikrosporangije; 20 - egzina; 21 - intina; 22 - vegetativna stanica; 23 - generativna stanica; 24 - dva spermija.
U mikrosporangijima, u gnijezdima prašnika.
Peludno zrno.
Embrionalna vrećica.
Sjemeni zametak.
Triploidni endosperm.
Od integumenata - sjemena ovojnica, od zidova jajnika - perikarp.
Zadatak 4.20.
Test 1: 2. Test 2: 3. Test 3: 3. Test 4: 4. Test 5: 4. Test 6: 3. Test 7: 4.Test 8: 2. Test 9: 2. Test 10: 1.
Zadatak 4.21.
1. Diploidni. 2. Peludno zrno. 3. Vegetativna stanica i dva spermija. 4. Embrionalna vreća. 5. Sedam stanica: jajna stanica i dvije stanice - sinergidi, središnja stanica i tri stanice - antipodi. 6. Sjemeni zametak. 7. Endosperm. 8. Kožica sjemena. 9. Perikarp. 10. Sjeme. 11. Voće. 12. S.G.Navashin.
Zadatak 4.22.
1. Sama cvjetnica. 2. Modificirani izdanak prilagođen za spolno razmnožavanje. 3. Ukupnost prašnika u cvijetu. 4. Ukupnost tučkova u cvijetu. 5. Peludno zrno. 6. Embrionalna vreća. 7. Spajanje jednog spermija s jajetom, drugog sa središnjom stanicom. 8. Hranjivo tkivo sjemena. 9. Poklopac jajne stanice. 10. Građa iz koje se potom razvija sjeme.
Zadatak 4.23.
***1 - blastocel; 2 - blastoderm; 3 - blastopore, primarna usta; 4 - ektoderm; 5 - endoderm; 6 - gastrocoel; 7 - mezoderm; 8 - neuralna cijev; 9 - akord; 10 - transplantacija dijela ektoderma s dorzalne strane jedne gastrule na ventralnu stranu druge; 11 - formiranje dodatnog aksijalnog kompleksa.
Blastula.
***Primarna tjelesna šupljina.
Blastopore, primarna usta.
Iz ektoderma.
Formirat će se dodatni embrij.
Zadatak 4.24.
| Zametni listići | Derivati klicinog listića |
| Ektoderm | Epidermis kože, kose, noktiju, znojnih, lojnih i mliječnih žlijezda. Od neuralne ploče - živčani sustav, komponente organa vida, sluha, mirisa, zubne cakline, epitela usne šupljine i rektuma. |
| Endoderm | Crijeva, jetra, gušterača i pluća. |
| Mezoderm | Hrskavični i koštani skelet, vezivno tkivo kože, skeletni mišići, izlučujući, krvožilni i reproduktivni sustav. |
Zadatak 4.25.
Test 1: 2. Test 2: 1. Test 3: 1. Test 4: 2. Test 5: 4. Test 6: 3. **Test 7: 1, 2, 5.**Test 8: 6, 7, 8, 10. **Test 9: 3, 4, 8, 9. **Test 10: 4, 5, 6, 8.
Zadatak 4.26.
1. Ontogeneza. 2. Embrionalni razvoj. 3. Postembrionalni razvoj. 4. Stvaranje blastule. 5. Gastrula. 6. Bodljikaši i hordati. 7. Neirula. 8. Epidermis kože, kose, noktiju, znojnih, lojnih i mliječnih žlijezda. Od neuralne ploče - živčani sustav, komponente organa vida, sluha, mirisa, zubne cakline, epitela usne šupljine i rektuma. 9. Crijeva, jetra, gušterača i pluća. 10. S izravnim - pticama i paukovima, s neizravnim - žabama i leptirima.
Zadatak 4.27.
1. Spajanje zametnih stanica. 2. Oplođeno jaje. 3. Stanice nastale kao rezultat prvih dioba zigote. 4. Embrij s unutarnjom primarnom šupljinom. 5. Šupljina unutar blastule, primarna šupljina. 6. Zametak u kojem nastaju zametni listovi: ektoderm, endoderm i mezoderm. 7. Treći klicni listić. 8. Rupa koja nastaje kada se stanice njezine stijenke invaginiraju u šupljinu blastule. Kasnije postaje anus. 9. Embrij u kojem je formiran aksijalni kompleks organa. 10. Razvoj sa stadijem ličinke.
Zadatak 4.28.
1. Kariotip. 2. U somatskim stanicama organizama s diploidnom garniturom kromosoma kromosomska garnitura je diploidna, u gametama je haploidna; u somatskim stanicama organizma s haploidnom garniturom kromosoma kromosomska garnitura je haploidna, gamete nastaju mitotski i imaju haploidnu garnituru kromosoma. 3. G 1 - 2n2c, na kraju S-periode - 2n4c, G 2 - 2n4c. 4. Homologni. 5. Primarno suženje je centromera, krajevi kromosoma su telomeri. 6. Prije mitoze 2n4c, nakon mitoze 2n2c. 7. U profazi - 2n4c, u metafazi - 2n4c, u anafazi -4n4c. 8. Rekombinacija genetskog materijala i redukcija kromosomske garniture u spolnim stanicama. 9. Redukcija i jednadžba. 10. Završava replikacija DNA, dolazi do konjugacije, crossing overa, a događaju se isti procesi kao u profazi mitoze. 11. Prije mejoze - 2n4c, nakon prve diobe - n2c, nakon druge - nc. 12. U metafazi 1 i anafazi 1 - 2n4c. 13. Kratka, bez S-periode. 14. U metafazi 2 - n2c, u anafazi 2 - 2n2c. 15. U profazi 1, u anafazi 1, u anafazi 2. 16. Profaza 1, metafaza 1, anafaza 1, telofaza 1, interfaza 2, profaza 2, metafaza 2. 17. Organizmi kćeri imaju gene samo jedne, majke organizam. 18. Shizogonija. 19. Ako spore nastaju kao rezultat mitoze, tada imaju isti set kromosoma kao i stanice majčina tijela; ako njihovom nastanku prethodi mejoza dolazi do redukcije kromosomskog sklopa i rekombinacije genetskog materijala. 20. Kod cvjetnica spore su haploidne. Neke skupine organizama mogu imati diploidni set kromosoma. 21. Dva sloja stanica nazivaju se zona pellucida i zona radiata. 22. U trećem mjesecu embriogeneze. 23. Partenogeneza. 24. Gametogonij - 2n, gametociti 1. reda 2n4c, gametociti 2. reda n2c. 25. Četiri spermija. 26. Jedno jaje i tri polarna (usmjerena) tijela. 27. Većina riba i vodozemaca. 28. Muški gametofit je peludno zrnce, ženski gametofit je zametna vrećica. 29. Iz integumenata - sjemena ovojnica, iz središnje stanice - triploidni endosperm. 30. Iz stijenki jajnika. 31. S.G.Navashin. 32. Embriogeneza i postembrionalni razvoj. 33. Cijepanje (blastulacija), gastrulacija i organogeneza. 34. Blastula. 35. Gastrula. 36. Iz ektoderma: epidermis kože i njegovi derivati, živčani sustav, osjetilni organi i stražnji režanj hipofize. Iz endoderma: probavni i dišni sustav, prednji režanj hipofize i štitnjača. Iz mezoderma: kostur, mišići, reproduktivni, ekskretorni i krvožilni sustav. 37. Kralježnica je iz mezoderma, epidermis kože je iz ektoderma, pluća su iz endoderma. 38. Bodljikaši i hordati. 39. Gmazovi, ptice, sisavci. 40. Vodozemci, kukci, ribe koštunjače.
Razdoblje postojanja stanice od trenutka njezina nastanka preko diobe matične stanice (uključujući i samu diobu) do vlastite diobe ili smrti naziva se životni (stanični) ciklus.
Trajanje životnog ciklusa različitih stanica višestaničnog organizma je različito. Dakle, nakon završetka embrionalnog razdoblja stanice živčanog tkiva prestaju se dijeliti i funkcionirati tijekom cijelog života organizma, a zatim umiru. Stanice embrija u fazi cijepanja, nakon završetka jedne diobe, odmah započinju sljedeću, zaobilazeći sve ostale faze.
Mitoza- neizravna dioba somatskih stanica, uslijed koje se prvo događa udvostručenje, a zatim ravnomjerna raspodjela nasljednog materijala između stanica kćeri.
Biološki značaj mitoze: Kao rezultat mitoze nastaju dvije stanice od kojih svaka sadrži isti broj kromosoma koliko ih je bilo u majčinoj. Stanice kćeri su genetski identične roditeljskim. Kao rezultat mitoze povećava se broj stanica u tijelu, što je jedan od glavnih mehanizama rasta. Mnoge vrste biljaka i životinja razmnožavaju se aseksualno koristeći samo mitotičku diobu stanica, stoga je mitoza u osnovi reprodukcije . Mitoza osigurava regeneraciju izgubljenih dijelova i zamjenu stanica, što se u jednom ili drugom stupnju događa kod svih višestaničnih organizama.
Mitotski ciklus- sastoji se od interfaze i mitoze. Trajanje mitotskog ciklusa uvelike varira među različitim organizmima. Izravna stanična dioba obično traje 1-3 sata, odnosno glavni dio života stanice je u interfazi.
Interfaza naziva se interval između dviju staničnih dioba. Trajanje interfaze, u pravilu, iznosi do 90% cijelog staničnog ciklusa. Sastoji se od tri razdoblja: predsintetsko ili G 1; sintetička, ili S, postsintetička, ili G 2.
Početni segment interfaze je predsintetsko razdoblje(2n2c, gdje je n broj kromosoma, c je količina DNA), razdoblje rasta počevši odmah nakon mitoze. Sintetičko razdoblje. Trajanje sintetskog razdoblja varira: od nekoliko minuta u bakterijama do 6-12 sati u stanicama sisavaca. Tijekom sintetskog razdoblja događa se najvažniji događaj interfaze – udvostručenje molekula DNA. Svaki kromosom postaje bikromatid, ali se broj kromosoma ne mijenja (2n4c).
Postsintetsko razdoblje. Osigurava pripremu stanice za diobu, a također je karakterizirana intenzivnim procesima sinteze proteina koji čine kromosome; sintetiziraju se enzimi i energetske tvari potrebne za osiguranje procesa diobe stanica.
Mitoza. Radi praktičnosti proučavanja događaja koji se događaju tijekom diobe, mitoza je umjetno podijeljena u četiri faze: profaza, metafaza, anafaza, telofaza.
Profaza(2n4c). Kao rezultat spiralizacije, kromosomi su zbijeni i skraćeni. U kasnoj profazi jasno je vidljivo da se svaki kromosom sastoji od dvije kromatide povezane centromerom. Kromosomi se počinju kretati prema ekvatoru stanice. Formira se vreteno, jezgrina ovojnica nestaje, a kromosomi se slobodno nalaze u citoplazmi. Jezgrica obično nestane nešto ranije.
Metafaza(2n4c). Kromosomi se nižu u ekvatorijalnoj ravnini tvoreći tzv metafazna ploča. Centromeri kromosoma leže strogo u ravnini ekvatora. Vretenasti filamenti pričvršćeni su na centromere kromosoma; neki se filamenti protežu od pola do pola stanice bez pričvršćivanja na kromosome.
Anafaza(4n4c). Započinje diobom centromera svih kromosoma, uslijed čega se kromatide pretvaraju u dva potpuno odvojena, neovisna kromosoma kćeri. Tada se kromosomi kćeri počinju razilaziti prema polovima stanice.
Telofaza(2n2c). Kromosomi se koncentriraju na polovima stanice i despiralno. Fisijsko vreteno je uništeno. Oko kromosoma se formira ljuska jezgri stanica kćeri, zatim dolazi do diobe stanične citoplazme (ili citokineze).
Kada se životinjske stanice dijele, na njihovoj se površini u ekvatorijalnoj ravnini pojavljuje utor koji, postupno produbljujući, matičnu stanicu dijeli na dvije stanice kćeri. U biljkama se dioba odvija stvaranjem takozvane stanične ploče koja odvaja citoplazmu. Nastaje u ekvatorijalnom području vretena, a zatim raste u svim smjerovima, dopirući do stanične stijenke.
© Konsolidacija. Razgovor. Učenici rade s bilježnicom i kodogramom.
© Domaća zadaća .
| |
Lekcija 2. Mejoza
Zadaci. Razviti znanja o osobitostima nastanka spolnih stanica s haploidnim skupom kromosoma, o jedinstvenosti gameta i mehanizmima rekombinacije genetskog materijala tijekom mejoze, o sličnostima i razlikama mejoze i mitoze, o potrebi zaštite prirodni okoliš od onečišćenja mutagenima.
Pregledati morfologiju kromosoma, mitotski ciklus i procese koji se odvijaju u različitim razdobljima mitotičkog ciklusa, značenje mitoze.
Oprema. Demo materijal: tablice opće biologije, filmska vrpca "Dioba stanica", kodogram.
Tijekom nastave:
© Ponavljanje.
Pisani rad s karticama 10 minuta.
1. Obilježja međufaze.
2. Obilježja mitoze.
3. Morfologija kromosoma.
Rad s karticama na ploči: Dodatak 2.
Računalno testiranje: Prilog 3.
Usmeno ponavljanje.
© Učenje novog gradiva: objašnjenje pomoću filmske vrpce.
1. Prva dioba mejoze.
Mejoza je glavni stadij u stvaranju zametnih stanica. Tijekom mejoze ne dolazi do jedne (kao kod mitoze), nego do dvije uzastopne stanične diobe. Prvoj mejotičkoj diobi prethodi interfaza I - faza pripreme stanice za diobu; u ovom trenutku odvijaju se isti procesi kao u interfazi mitoze.
Prva mejotička dioba naziva se redukcionistička, budući da se tijekom te diobe smanjuje broj kromosoma, nastaju dvije stanice s haploidnim skupom kromosoma, ali kromosomi ostaju bikromatidni. Neposredno nakon prve mejotičke diobe dolazi do druge, slično običnoj mitozi. Ova podjela se zove jednačina, budući da tijekom te diobe kromosomi postaju monokromatidni.
Biološki značaj mejoze: uslijed mejoze dolazi do smanjenja broja kromosoma. Iz jedne diploidne stanice nastaju 4 haploidne stanice. Zahvaljujući mejozi nastaju genetski različite gamete jer Tijekom procesa mejoze rekombinacija genetskog materijala događa se tri puta: zbog crossing overa; slučajna i neovisna divergencija homolognih kromosoma, a potom i kromatida. Zahvaljujući mejozi održava se konstantnost diploidnog skupa kromosoma u somatskim stanicama.
Dio I i II mejoze sastoje se od istih faza kao i mitoza, ali je bit promjena u nasljednom aparatu drugačija.
Profaza I.(2n4c). Najduža i najsloženija faza mejoze. Sastoji se od niza uzastopnih faza. Homologne kromosome počinju međusobno privlačiti slična područja i konjugirati. Konjugacija naziva se proces bliske konvergencije homolognih kromosoma. Par kromosoma koji se konjugiraju naziva se dvovalentan. Bivalenti se nastavljaju skraćivati i debljati. Svaki bivalent tvore četiri kromatide. Zato ga zovu bilježnica. Najvažniji događaj je prelazeći preko- izmjena dijelova kromosoma. Crossing over rezultira prvom rekombinacijom gena tijekom mejoze. Na kraju profaze I nestaju jezgrina ovojnica i nukleol. Bivalenti se pomiču u ekvatorijalnu ravninu. Centriole (ako ih ima) pomiču se prema polovima stanice i nastaje vreteno.
Metafaza I(2n; 4c). Formiranje fisijskog vretena završava. Spiralizacija kromosoma je maksimalna. Bivalenti se nalaze u ekvatorijalnoj ravnini. Štoviše, centromeri homolognih kromosoma okrenuti su prema različitim polovima stanice. Položaj bivalenata u ekvatorijalnoj ravnini jednako je vjerojatan i slučajan, odnosno svaki od očevih i majčinih kromosoma može biti okrenut prema jednom ili drugom polu. Time se stvaraju preduvjeti za drugu rekombinaciju gena tijekom mejoze. Vretenaste niti su pričvršćene na centromere kromosoma.
Anafaza I(2n; 4c). Cijeli kromosomi se pomiču prema polovima, a ne kromatidima, kao u mitozi. Svaki pol ima polovicu kromosomskog seta. Štoviše, parovi kromosoma divergiraju jer su bili smješteni u ekvatorijalnoj ravnini tijekom metafaze. Kao rezultat toga, nastaje veliki izbor kombinacija očevih i majčinih kromosoma, te dolazi do druge rekombinacije genetskog materijala.
Telofaza I(1n; 2c). Kod životinja i nekih biljaka kromatide despiriraju i oko njih se formira jezgrina ovojnica. Zatim dolazi do diobe citoplazme (kod životinja) ili stvaranja stanične stijenke koja se dijeli (kod biljaka). Kod mnogih biljaka stanica odmah prelazi iz anafaze I u profazu II.
2. Druga dioba mejoze.
Interfaza II(1n; 2c). Karakteristično samo za životinjske stanice. Ne dolazi do replikacije DNK.
Drugi stupanj mejoze također uključuje profazu, metafazu, anafazu i telofazu. Nastavlja se na isti način kao normalna mitoza.
Profaza II(1n; 2c). Kromosomi se spiraliziraju, nuklearna membrana i jezgrice se uništavaju, centrioli, ako ih ima, pomiču se na polove stanice i formira se vreteno.
Metafaza II(1n; 2c). Formiraju se metafazna ploča i vreteno, a vretenaste niti su pričvršćene na centromere.
Anafaza II(2n; 2c). Centromeri kromosoma se dijele, kromatide postaju neovisni kromosomi, a niti vretena ih rastežu do polova stanice. Broj kromosoma u stanici postaje diploidan, ali se na svakom polu formira haploidni set. Budući da su u metafazi II kromatide kromosoma nasumično smještene u ekvatorijalnoj ravnini, u anafazi dolazi do treće rekombinacije genetskog materijala stanice, budući da su se kao rezultat križanja kromatide počele razlikovati jedna od druge i kromatide kćeri, ali međusobno različiti, premjestiti se na polove.
Telofaza II(1n; 1s). Vretenaste niti nestaju, kromosomi despiriraju, nuklearna membrana oko njih se obnavlja, a citoplazma se dijeli. Dakle, kao rezultat dviju uzastopnih mejotičkih dioba, diploidna stanica daje četiri kćeri, genetski različite stanice s haploidnim skupom kromosoma.
© Konsolidacija. Razgovor. Učenici rade s bilježnicom i kodogramom.
© Domaća zadaća. Proučite tekst odlomka i odgovorite na pitanja.
Dodatak 1. Kodogram. Dodatak 2 Karte na ploči.
Dodatak 3. Računalno testiranje.
Zadatak 14. "Mitoza".
Test 1. Količina DNK u stanici se udvostručuje:
1. Tijekom predsintetskog razdoblja.
2. Tijekom sintetičkog razdoblja.
4. U metafazu.
Test 2. Dolazi do aktivnog rasta stanica:
1. Tijekom predsintetskog razdoblja.
2. Tijekom sintetičkog razdoblja.
3. Tijekom postsintetskog razdoblja.
4. U metafazu.
Test 3. Stanica ima set kromosoma i DNK 2n4c i priprema se za diobu:
1. Tijekom predsintetskog razdoblja.
2. Tijekom sintetičkog razdoblja.
3. Tijekom postsintetskog razdoblja.
4. U metafazu.
Test 4. Počinje spiralizacija kromosoma, nuklearna membrana se otapa:
1. U anafazi.
2. U profazi.
3. U telofazi.
4. U metafazu.
Test 5. Kromosomi se poredaju duž ekvatora stanice.
Bojni brod “Victory” – Legendarni jedrenjaci
Stvaranje peptidne veze Dva ekvivalentna oblika
Kasatkin Mihail Aleksandrovič (1902–1974) M Kasatkin