54. Стадии овогенеза у млекопитающих.

Дифференцировка яйцеклетки млекопитающих включает три стадии:

• Размножение – завершив серию митотических делений овогонии вступают в стадию роста.

• Рост – в этот период в цитоплазме накапливаются желточные включения .

• Созревание (мейоз) – первое деление мейоза остается незавершенным: образующиеся овоциты первого порядка в профазе первого деления мейоза вступают в длительный период покоя (2n4c), продолжающийся до наступления половой зрелости. С наступлением половой зрелости и установления менструального цикла завершается первое деление мейоза и начинается второе деление, останавливающееся в метафазе. При этом образуется крупный овоцит второго порядка и мелкая абортивная клетка – полярное тельце. Сигнал для завершения второго мейотического деления – оплодотворение. Овоцит второго порядка делится с образованием зрелой яйцеклетки и второго полярного тельца. Первое полярное тельце также подвергается второму мейотическому делению.

55. Строение сперматозоидов млекопитающих.

В сперматозоиде человека различают: головку, шейку, жгутик, тело.

Головка содержит ядро с гаплоидным набором хромосом и акросому с ферментами для растворения прозрачной оболочки яйцеклетки.

Тело сперматозоида имеет утолщения за счет спирально закрученных митохондрий.

Между телом и головкой находится дистальная и проксимальная центриоли. В соевой части тела и хвостика находится сократительная органелла аксонема, образованная микротрубочками. Снаружи от аксонемы располагаются фибриллы. Они проходят через тело и заканчиваются в хвосте.

56. Строение яйцеклетки млекопитающих.

Женская зрелая половая клетка имеет шарообразную форму, не способна к активному движению. Центрально расположенное округлое ядро имеет гаплоидный набор хромосом. В цитоплазме яйцеклетки, кроме типичных органелл имеется большое количество желточных включений. А под плазмолеммой локализуются кортикальные гранулы, которые инициируют кортикальные реакции.

57. Мейоз.

В ходе мейоза образуются гаплоидные гаметы. При этом происходят следующие события:

• Генетическая рекомбинация путем кроссинговера между гомологичными хромосомами

• Уменьшение числа хромосом

• Снижение числа ДНК

• Уменьшение плоидности клеточных потомков

• Значительный синтез РНК.

Первое деление мейоза – редукционное.

Профаза 1 – состоит из нескольких стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез.

Лептотена – хроматин конденсируется, каждая хромосома состоит из двух хроматид, соединенных центромерой.

Зиготена – гомологичные парные хромосомы сближаются и вступают в физический контакт в виде синаптонемального комплека, обеспечивающего конъюгацию хромосом. Контакт позволяет хромосомам обмениваться генетическим материалом. На этой стадии две лежащие рядом хромосомы образуют бивалент.

Пахитена – хромосомы утолщаются вследствие спирализации. Отдельные участки конъюгирующих хромосом перекрещиваются друг с другом и образуют хиазмы. Здесь происходит кроссинговер.

Диплотена – происходит разделение конъюгирующих хромосом в каждой паре в результате продольного расщепления синаптонемального комплекса. Хромосомы расщепляются по всей длине комплекса, за исключением хиазм. В составе бивалента четко различимы 4 хроматиды. Такой бивалент называют тетрадой. В хроматидах появляются участки раскручивания, где синтезируются РНК.

Диакинез – продолжаются процессы укорочения хромосом и расщепления хромосомных пар. Хиазмы перемещаются к концам хромосом. Разрушается ядерная мембрана, исчезает ядрышко. Появляется митотическое веретено.

Метафаза 1. В метафазе 1 тетрады образуют метафазную пластинку. В целом отцовские и материнские хромосомы распределяются случайным образом по ту или другую сторону экватора митотического веретена. Подобный характер распределения хромосом лежит в основе второго закона Менделя, что обеспечивает генетические различия между индивидуумами.

Анафаза 1. Анафаза 1 отличается от анафазы митоза тем, что при митозе к полюсам расходятся сестринские хроматиды. В эту фазу к полюсам отходят целостные хромосомы.

Телофаза 1. Телофаза 1 не отличается от телофазы митоза. Формируются ядра, имеющие 23 конъюгированных хромосом, происходит цитокинез, образуются дочерние клетки.

Второе деление мейоза.

Второе деление мейоза – эквационное – протекает так же, как митоз, но значительно быстрее. Дочерние клетки получают гаплоидный набор хромосом (22 аутосомы и одну половую хромосому).

58. Основные отличия митоза от мейоза.

59. Центральная догма молекулярной биологии.

Основными звеньями центральной догмы молекулярной биологии , сформулированно Френсисом Криком, являются:

Генетический код (64 кодона)

Антипараллельные (антисмысловая и смысловая) нити ДНК

Комплементарность мРНК антисмысловой нити

Антикодон тРНК, распознающий кодон мРНК

20 аминокилсот, где каждая имеет свою тРНК.

Согласно догме реализация наследственной информации происходит в направлении: ДНК – мРНК - белок, что является универсальным, что является универсальным механизмом экспрессии гена для всех эукариот.

60. Свойства генетического кода и их характеристики.

Генетический код – способ кодирования последовательности аминокислот в молекуле полипептидной цепи при помощи последовательности нуклеотидов.

Свойства:

• Три азотистых основания кодируют одну аминокислоту

• Триплеты генетического кода не перекрываются

• Последовательности триплетов считываются с определенной начальной точки, знаки препинания внутри кодирующей последовательности отсутствуют

• Одна аминокислота может быть закодирована разными триплетами – вырожденность (избыточность) генетического кода. 61 кодон кодирует 20 аминокислот. + стоп-кодоны.

61. В каких случаях изменения нуклеотидов в гене не влияет на структуру и функции кодирующего белка?

Участками ДНК, изменение которые не вызвало бы изменения структуры и функций белка, могут быть называемые «некодирующие последовательности». Например, такие последовательности составляют 90% генома человека, и функции белка остаются неизвестными – они не кодируют не один белок.

Другой пример таких участков – гены, кодирующие не белки, а рибосомные и транспортные РНК. Изменения в кодирующей последовательности таких генов не вызовет каких-либо изменений в структуре белка. При этом, если т-РНК утратит способность переноса соответствующей аминокислоты, это в конечном счете скажется на структуре и функциях белка.

Возможен еще случай – изменение могло произойти во внутренних, некодирующих последовательностях генов эукариот (интронах). При транскрипции интроны вырезаются из РНК – в этом состоит процесс сплайсинга. Матричная РНК, прошедшая сплайсинг, содержит только кодирующие последовательности. Изменения в интронах, следовательно, могут не повлиять на структуру и функции белка.

Учитывая особенности генетического кода, можно найти еще одну возможность осуществления этих условий: некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами, и часто третий нуклеотид не имеет существенного значения при узнавании триплета транспортной РНК.