13. Мейоздың биологиялық ролі

Мейоз (гр. meіosіs — кішірею, азаю) — жетіліп келе жатқан жыныс жасушаларының (гаметалардың) бөлінуінен хромосомалар санының азаюы (редукциясы). Мейоз кезінде әрбір жасуша екі рет, ал хромосомалар бір-ақ рет бөлінеді. Осының нәтижесінде жасушалардың гаметадағы хромосомалар саны бастапқы кезеңдегіден екі есе азаяды. Жануарларда мейоз жыныс жасушалар пайда болғанда (гаметогенез), ал жоғары сатыдағы өсімдіктерде споралары түзіле бастағанда жүреді. Кейбір төмен сатыдағы өсімдіктерде мейоз гаметалар түзілгенде жүре бастайды. Мейоз барлық организмдерде бірдей жүреді. Егер де ұрықтану диплоидтық жасушаларда жүрсе, онда ұрпақтардың плоидтығы келесі әр буында геометриялық прогрессиямен көтеріледі. Мейоздың арқасында гаметалар барлық уақытта гаплоидты жағдайда болады, бұл организмнің дене жасушаларының диплоидтығын сақтауға мүмкіншілік береді. Мейоздың бөліну уақытындағы екі сатысын 1-мейоз және 2-мейоз деп атайды. Әрбір мейоздық бөлінуде төрт сатысы бар: профаза, метафаза,анафаза және телофаза.

1-мейоздың профазасы лептотена, зиготена, пахитена, диплотена және диакинез секілді бес кіші кезеңдерден тұрады. Лептотенаға (жіңішке жіпшелер сатысы) хромосомалардың тығыздалуы және спираль тәрізденуі тән. Зиготена (жіпшелердің бірігу сатысы) кезінде гомологты хромосомалар бір-біріне жақындап ұзына бойы жұптанады да, коньюгацияланады. Пахитена сатысында (жуан жіпшелер сатысы) гомологты хромосомалардың хроматидтері айқасады (кроссинговер). Нәтижесінде әр гомологта аталық және аналық тұқым қуалаушылық материал араласады. Диплотена (екі жіпшелер сатысы) гомологтар бір-бірінен ажырасуынан және хиазма пайда болуынан басталады. Диакинез (екі жіпшелердің ажырасу сатысы) хромосомалардың барынша жуанданып және спираль тәрізденуімен сипатталады; хиазмалар биваленттердің ұшына (шетіне) қарай жылжиды. Диакинез аяқталғанда, ядроның қабықшасы және ядрошықтар еріп, жойылып кетеді. Әр жасушада хромосомалардың саны мейоздың бастапқы кезеңіндей екі қатар (2N) емес, бір N болады. ІІ профаза өте тез өтеді немесе мүлдем болмайды. ІІ метафазада хромосомалар центромераларымен ұршық жіпшелерге жабысып, метафаза пластинкасында орналасады. ІІ анафазада әр центромера екі бөлініп, жаңа хроматидтер хромосомаларға айналып, қарама-қарсы полюстерге орналасады. ІІ телофаза екі гаплоидтық ядроның сыртында ядролық мембрана құрылуымен аяқталады. Мейоздың тізбектеліп екі бөлінуінің нәтижесінде бастапқы бір диплоидтық жасушадан төрт гаплоидтық жасушалар құрылады. Мейоздың биологиялық маңызы өте зор. Мейоз жыныс жолымен көбейетін организмдер ұрпақтарының хромосома санының тұрақтылығын қамтамасыз етіп, гаметаларда жаңа гендік комбинациялар пайда болуына мүмкіншілік береді.

Мейоз (гр. meіosіs — кішірею, азаю) — жетіліп келе жатқан жыныс клеткаларының (гаметалардың) бөлінуінен хромосомалар санының азаюы (редукциясы). Мейоз кезінде әрбір клетка екі рет, ал хромосомалар бір-ақ рет бөлінеді. Осының нәтижесінде клеткалардың гаметадағы хромосомалар саны бастапқы кезеңдегіден екі есе азаяды. Жануарларда мейоз жыныс клеткалар пайда болғанда (гаметогенез), ал жоғары сатыдағы өсімдіктерде споралары түзіле бастағанда жүреді. Кейбір төмен сатыдағы өсімдіктерде мейоз гаметалар түзілгенде жүре бастайды. Мейоз барлық организмдерде бірдей жүреді. Егер де ұрықтану диплоидтық клеткаларда жүрсе, онда ұрпақтардың плоидтығы келесі әр буында геометриялық прогрессиямен көтеріледі. Мейоздың арқасында гаметалар барлық уақытта гаплоидты жағдайда болады, бұл организмнің дене клеткаларының диплоидтығын сақтауға мүмкіншілік береді. Мейоздың бөліну уақытындағы екі сатысын 1-мейоз және 2-мейоз деп атайды. Әрбір мейоздық бөлінуде төрт сатысы бар: профаза, метафаза, анафаза және телофаза. 1-мейоздың профазасы лептотена, зиготена, пахитена, диплотена және диакинез секілді бес кіші кезеңдерден тұрады.

Мейоздың алғашқы бөлінуі (редукциялық). Мейоз I

-Липтотена (нәзік жіпшелер стадиясы)-хромосомалар әлсіз өте нәзік әрі ұзын. Жіпшелер күйінде көрінеді. Ядро қабықшасы мен ядрошық жойылады,

- Зиготена (қосарлы жіптер)-көлемі бірдей хромосомалар конъюгацияланып қосылады. Конъюгацияланушы гомологты хромосомалардың әр жұбы бивалент түзеді.

- пахитена (жуан жіпшелер стадиясы) – кроссинговердің жүруімен, яғни гомологты хромосомалардың бірдей үлескілерімен алмасуымен сипатталады. Биваленттердің саны хромосомалардың гаплоидтік санына тең.

- Диплотена биваленттер және олардың әрқайсысын құрайтын құрайтын төрт хроматидтер көрінеді. Бұл стадияда гомологтың серпіліп жіберілуі басталып, хиазма деп аталатын фигуралар пайда болады.

- Диакенез ширатылу күшейе түседі, хиазмалар саны азайып, биваленттер ядроның шет жағында орналасады.

Метафаза I Биваленттер метафазалық пластинканы құра отырып, клетканың экватор жазықтығына орналаса бастайды. Хромосомалар толық жуандап, қысқарады. Организмнің толық клеткасындағы хромосомалар санынан биваленттер саны екі есе кем, яғни гоплоидты санға тең болады.

Анафаза I Бір центромераға бекіген екі хроматидтерден тұратын хромосомалар қарсы полюстерге таралады. Әр биваленттің аталық және аналық центромералары қарсы полюстерге тарап, тәуелсіз қозғалады. Хромосоманың әрқайсысы бұрынғыдай екі хроматидтен тұрады.

Телофаза I (өсімдіктер клеткасында болмайды) - Хромосомалар ұзарып, олардың жанында ядро қабықшасы түзіледі. Ахроматин жіпшелері жоқ болады. Цитоплазма жылжуы басталып, ядролық мембрана түзіледі, ядро құрылымы қалпына келеді.

Интеркинез (тек жануарларклеткасында) Мейоздың бірінші және екінші бөлінуінің арасындағы уақыт. Хромосомалар екі еселенбейді және ДНҚ синтезі жүзеге аспайды.

Мейоздың екінші бөлінуі (эквационды). Мейоз II

Профаза II (тек жануарлар клеткасында) Ядролық қабықша, ядрошық жойылады да, центриольдер полюстерге жылжып, ұршық тәріздес жіпшелер түзіледі. Кроссинговер жүрмейді

Метафаза II - Екі хроматидадан тұратын хромосомалар экваторға жылжиды. Центромераға ахроматин жіпшелері бекінеді.

Анафаза II - Екі еселенген центромералар бір-бірінен ажырайды да, нәтижесінде жаңа түзілген хроматидтер әр полюстерге тарайды.

Телофаза II Гаплоидты төрт ядро түзіледі. Ядро қабықшасы мен ядрошық пайда болады. Содан соң цитокенез жүреді де, нәтижесінде төрт клетка түзіледі.

-Тіршілік дамуының негізгі қасиеті — көбею. Көбею тіршіліктің маңызды қасиеті ретінде организмдердің құрылымдық-қызметтік ерекшеліктерінің ұрпақтарға берілуі мен өмір бойы сақталуын қамтамасыз етеді. Көбеюдің басты маңызы — ДНК молекуласында нуклеотидтер реттілігі түрінде жазылған генетикалық акпараттың сақталуы, іске асырылуы және ұрпақтан-ұрпаққа тасымалдануы.

14.Клеткалардың сыртқы ортамен қарым-қатынасы (қоршаған ортаның сыртқы антропогеендік факторлармен әсері) Адамның денсаулығына зиянды әсер ететін факторлардың ішінде әр түрлі ластаушы заттар бірінші орын алады. Адамның іс-әрекеті нәтижесінде биосфераға, оған тән емес 4 млн.-нан астам заттар шығарылады. Олардың көпшілігі ксенобиотиктер (грек тілінен аударғанда хеnos —бөтен) адам мен басқа да тірі ағзалар үшін бөтен заттар. Аурулардың көбеюі сонымен қатар табиғи ортаның әр түрлі трансформацияларымен, оның толық бұзылуы, өнеркәсіптік кешендерге, бір типті тұрғын жерлерге және т.б., яғни «үшінші табиғатқа» айналуына байланысты. Денсаулыққа әлеуметтік және экономикалық жағдайлардың әсері артып отыр. Пестицидтердің әсері.Табиғи және физико-химиялық тұрғыдан алғанда таза орта болса да, қолайсыз әлеуметтік-экономикалық жағдай ауру мен өлімнің артуына әкелетінін өмір көрсетіп отыр. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының мәліметтері бойынша жыл сайын дүние жүзінде шамамен 500 мың адам пестицидтермен уланады және оның 5 мыңы өліммен аяқталады. Мұндай құбылыстар әдетте «үшінші әлем» елдерінде жиі кездеседі. АҚІІІ-пен салыстырғанда бұл елдерде улану 13  есе  артық. Ісік аурулары. Американ ғалымдарының мәліметтері бойынша барлық қатерлі ісік ауруларының 90%-ы қоршаған ортаның қолайсыз әсеріне байланысты. ФРГ-де соңғы 10 жылда қатерлі ісікпен ауыратындардың үлесі ер кісілерде 15-тен 23%-ға дейін, ал әйелдерде 17-ден 25%-ға дейін артқан. Ағзаларғақолайсыз әсер ететін және ауруларға әкеліп соқтыратын заттарды төмендегідей топтарға бөліп көрсетуге болады:   канцерогендер, тетрагендер, мутагендер. Канцерогендер (латынша cancer – қатерлі ісік және грекше genes – тудырушы) – организмде қатерлі ісік ауруларын және әр түрлі қатерлі және қатерсіз ісіктерді туғызушы химиялық қосылыстар. Қазіргі кезде 1000-нан аса канцерогендік хим. заттар белгілі. Бұл заттардың құрылысы алуан түрлі келеді. Сондай-ақ, ол заттардың ерекшелігі – зат алмасу процесінен кейін организмде қатерлі ісік тудыратын қасиетінің болуы. Табиғатта жиі кездесетін канцерогендік заттар түрлері: 1, 7, 12-диметилбензантрацен; 3,4-бензпирен; 20-метилхолантрен, т.б.; бояуға пайдаланатын химиялық канцерогендік заттар 2-нафтил-амин, 2-амино-флуорен, 4-аминодифенил, т.б.; аминды топтары бар алифат циклды нитроазоқосылыстары (диметил-нитрозамин, диэтилнитрозоамин, И-метил-, И-нитро-, И-нитрозогуанидин, т.б.); өсімдіктердегі зат алмасу процестерінің бұзылуынан пайда болатын улы зат (афлотоксиндер), кейбір саңырауқұлақтар (циказин, сафрол, т.б.); гетероциклді ароматтық көмірсутегі бар заттар (1,2,5,6-ди-бензакридин, т.б.); төртхлорлы көмірсутегі, этионин, уретан, эпоксид, кейбір ауыр металдар, т.б. Хим. канцерогендер клетканың ядросына, оның бөліну, өніп-өсу аппараттарына (ДНҚ, РНҚ) тікелей әсер етеді. Канцерогендік заттардың зиянды әрекеттері (ісік туғызғыш қасиеттері) организмдегі биохимиялық алмасу процесінен соң бір тәуліктен кейін байқалады. Олар ядроның ДНҚ, РНҚ-ларымен химиялық реакцияға түсіп, биологиялық әсері өзгертілген нуклеин қышқылының жеке бөлініп шығуына жағдай жасайды. Бұл өзгертілген генетикалық аппарат организмнің жүйелі түрде реттеп отыратын тойтарыс күштеріне бағынбайды, клеткалар дамылсыз бөлініп, өніп-өсе беретін патологиялық қасиетке (яғни ісік клеткасына) ие болады. Мутагендер - физикалық, биологиялық және химиялық факторлар. Олардық әсерінен организмде пайда болатын мутациялар саны табиғи мутациялар санынан көп жоғарылайды. Физикалық мутагендерге иондайтын сәулелердіқ барлық түрлері, УФ-сәулесі, жоғары және төмен температура жатады. Химиялық мутагендерге кептеген алкилдейтін заттар, азот негіздерінін егіздері, кейбір биополпмерлер (нуклеин қышқылдары), алкалоидтар т. б. жатады. Мутациялар санын жүздеген есе үлкейте алатын мутагендерді супермутагендер деп атайды. Көбіне М. концерогенді және тератогенді болады. Көп елдерде жаңадан түзілетін химиялық қосылыстардық мутагендік касиетін тексеретін арнайы орындар құрылған.Тератогендер (грек тілінен аударғанда teras, teralos — құбыжық) — жеке дамуда кемістіктерге әкелетін,   кемтарлықтардың пайда болуына әкелетін заттар.   Тератогендерге әсер ететін мөлшерінен артып кететін кез келген   фактор жатады. Көбінесе тератогендерге мутагендер, сондай-ақ   пестицидтер, тыңайтқыштар, шу және т.б. ластаушылар жатады.Көптеген ауыр металдар ағзалардың тіршілігіне қажет және микроэлементтер тобына жатады. Оларға цинк, мыс, марганец, темір және т.б. кіреді. Сонымен қатар олар тірі ағзалар үшін улы. Ауыр металдар ақуыздармен жеңіл байланысып, майда еріп, жинақталады. Ауыр металдардың қоршаған орта мен ағзада жинақталуының негізгі көзі — отынды жағу, пестицидтер, кейбір органикалық қосылыстар, өндірістік қалдықтар және т.б. Белгілі мәліметтер бойынша (Вронский, 1996) антропогенді заттар есебінен қоршаған ортаға қорғасынның 94-97%-ы, кадмийдің — 84-89%-ы, мыстың — 56-87%-ы, никельдің — 66—75%-ы, сынаитың — 60%-ы шығарылады.Қорғасынмен улану немесе «сатуризмнің» белгілері мынадай: тез шаршау, кешке көру қабілетінің төмендеуі, қан аздық, бүйректің зақымдануы, жүрек ауруы,  уақытынан бұрын  босану, түсік  тастау.Ауыр металдардың ішіндегі ең улы элемент. Ортаға кадмийдің шығарылу себептері тас көмірдің шаңы, химиялық тыңайтқыштар, пластмассалардың қалдықтары мен жану өнімдері, темекі түтіні. Қорғасынға қарағанда кадмий топырақтан өсімдікке жеңіл өтеді (70%-ға дейін) де, ағзадан баяу шығарылады. Негізінен бүйректі (бүйректе жиналады), жүйке жүйесін, жыныс мүшелерін зақымдайды, тыныс алу жүйесіне зиян. “Ита-ита” ауруын туғызады.Темекі түтінінің құрамы: созылмалы гипоксияны(ағзадағы ауа жетіспеушілік) тудыратын улы газ радиоактивті полоний-изотоп және мырыш – ағзадағы тұқымқуалаушылық, онкологиялық ауру тудыратын тұнба. Темекі түтіні адам ағзасының қорғаныс жүйесін күйзеліске ұшыратады, әйелдердің өсімталдық денсаулығын бұзады, еріксіз түсік тастауға әкеп соғатын гормон жетіспеушілігін тудырады. Ішкі ағзалар зақымданады және жүрек- қан тамыр жүйесінің, тыныс алу, асқазан ішек жүйелерінің ауруына әкеліп соктырадыТемекі түтінін жұтқанда... Темекі түтінін жұтқанда, ол сіздің ауызыңыз бен тамағыңыз арқылы өкпеңізге түседі. Түтіннің құрамында обырды тудыратын уытты заттектерді қоса алғанда, 4 мыңнан астам химикат бар. Мысалы, формальдегид, бензол, мышьяк және басқалары. Бұл заттектер ағзаға енгенде тіндермен өзара әрекетке түседі. Түтін өкпеге жеткенде шайыр түрінде тұнып қалады. Қанда...Химиялық заттектер көп мөлшерде қанға өкпе арқылы түседі. Көміртегі тотығы (автомобильдегі пайдаланған газдың шығуымен тең!) қандағы оттегінің жарты бөлігінің орнын басады. Бұл барлық мүшелерде, соның ішінде мида оттегінің жетіспеушілігін тудырады.Шу, шуыл - дыбыс сигналын қабылдауға бөгет жасайтын табиғаттағы, тегі әртүрлі бейберекет акустикалық тербеліс. Өндірістік орталардағы қолайсыз факторларға шу жатады. Адам ағзасына олардың әсері ең алдымен жаңа жоғары өнімді құралдарды қолдану кезіндегі  әртүрлі станоктар мен агрегаттардың жоғары жылдамдықта жұмыс істеулерімен байланысты. Насостар, компрессорлар, трубиналар, пневматикалық құралдар, станоктар және тағыда басқа қозғалыстағы құралдар шудың көзі болып табылады. Сонымен қатар, соңғы жылдардағы қаладағы транспорттардың көбеюіне байланысты, қолайсыз факторлар ретінде шудың әлеуметтік маңызы да зор.