Méthodes de division des cellules somatiques et germinales. Division des cellules somatiques et germinales Quel est le nom de la division indirecte des cellules somatiques

Sa division Interprétation du ch. XXI, en tant qu'épilogue, doit partir de son contenu, et non d'une compréhension préconçue et aléatoire pour l'Evangile qui lui est imposée. Ch. XXI est clairement divisé en deux, et en fait, en trois parties clairement définies : Art. 1-14 et Art. 15–25, dont peuvent être identifiés comme

La manière la plus universelle de diviser les cellules somatiques, c'est-à-dire cellules du corps (du grec. soma - corps), est la mitose. Ce type de division cellulaire a été décrit pour la première fois par l'histologue allemand W. Fleming en 1882, qui a observé l'émergence et décrit le comportement des structures filamenteuses dans le noyau pendant la période de division. C'est de là que vient le nom du processus de division - mitose (du grec mitos - fil).

Au cours de la division mitotique, le noyau cellulaire subit une série de changements séquentiels strictement ordonnés avec la formation de structures filamenteuses spécifiques. En mitose, on distingue plusieurs phases : prophase, prométaphase, métaphase, anaphase et télophase (Fig. II.2).

La prophase est la première étape de préparation à la division. En prophase, la structure en réseau du noyau se transforme progressivement en fils visibles (chromosomiques) en raison de la spiralisation, du raccourcissement et de l'épaississement des chromosomes. Pendant cette période, vous pouvez observer la double nature des chromosomes, car. chaque chromosome semble longitudinalement doublé. Ces moitiés de chromosomes (résultat de la reduplication (doublement) des chromosomes dans la phase 3), appelées chromatines soeurs, sont maintenues ensemble par un site commun - le centromère. La divergence des centrioles vers les pôles et la formation du fuseau de division (2n4c) commencent.

En prométaphase, la spiralisation des fils chromosomiques se poursuit, la membrane nucléaire disparaît, le caryolymphe et le cytoplasme se mélangent avec la formation de myxoplasme, ce qui facilite le mouvement des chromosomes vers le plan équatorial de la cellule (2n4c).

En métaphase, tous les chromosomes sont situés dans la zone équatoriale de la cellule, formant ce que l'on appelle la "plaque de métaphase". Au stade de la métaphase, les chromosomes sont les plus courts, car à ce moment-là, ils sont le plus fortement spiralisés et condensés. Cette étape est la plus appropriée pour compter le nombre de chromosomes dans une cellule, étudier et décrire leur structure, déterminer les tailles, etc. La disposition des chromosomes les uns par rapport aux autres est aléatoire.

Le fuseau de division est complètement formé et les fils du fuseau sont attachés aux centromères des chromosomes (2n4c). L'anaphase est la phase suivante de la mitose, lorsque les centromères des chromosomes se divisent. Les fibres du fuseau tirent les chromatides sœurs, qui peuvent désormais être appelées chromosomes filles, vers différents pôles de la cellule. Cela garantit une distribution cohérente et précise du matériel chromosomique dans les cellules filles (2n2c).

En télophase, les chromosomes filles déspiralisent et perdent progressivement leur individualité visible. La coquille du noyau est formée, la division symétrique du corps cellulaire commence par la formation de deux cellules indépendantes (2n2c), chacune entrant dans la période O, interphase. Et le cycle se répète à nouveau.

La signification biologique de la mitose est la suivante.

1. Les événements survenant au cours du processus de mitose conduisent à la formation de deux gènes -

Schéma de division cellulaire mitotique

a - interphase; 6c, d, e - différents stades de la prophase ; f, g - prométaphase; h, je - métaphase ; à - anaphase; l,m~télophase ; et - la formation de deux cellules filles de cellules filles strictement identiques, chacune contenant des copies exactes du matériel génétique de la cellule ancestrale (mère).

2. La mitose assure la croissance et le développement de l'organisme dans la période embryonnaire et post-embryonnaire. Le corps humain adulte se compose d'environ 1014 cellules, ce qui nécessite environ 47 cycles de division cellulaire d'un seul ovule (zygote) fécondé par le sperme.

3. La mitose est un mécanisme de régénération universel, fixé par l'évolution, c'est-à-dire la restauration de cellules corporelles perdues ou fonctionnellement obsolètes.

2. Dessinez le modèle d'héritage des traits des parents.

3. Définir les gonosomes (chromosomes sexuels), écrire la formule des caryotypes féminin et masculin.

CHROMOSOMES SEXUELS, une paire spéciale de chromosomes dans l'ensemble chromosomique des organismes dioïques ; Les chromosomes contiennent des gènes qui dirigent le développement d'un œuf fécondé en un mâle ou une femelle. Contrairement à toutes les autres paires de chromosomes homologues (autosomes), les chromosomes sexuels diffèrent par leur taille. Chez l'homme et d'autres mammifères, chez de nombreux insectes, les individus femelles contiennent deux grands chromosomes dans l'ensemble de chromosomes, qui sont désignés comme chromosomes X, c'est-à-dire que le type XX est caractéristique du sexe féminin. Dans les cellules des individus mâles, une paire avec un grand chromosome X est un petit chromosome, qui est désigné comme un chromosome Y, c'est-à-dire que le type XY est caractéristique du sexe masculin. Lors de la formation des cellules sexuelles (gamètes) dans méiose chez les femelles, tous les œufs recevront le chromosome X et seront équivalents. Un tel sexe est appelé homogamétique (du grec "homos" - égal, identique). Lors de la formation des gamètes par les mâles, une moitié des spermatozoïdes recevra un chromosome X, l'autre un chromosome Y. Un tel sexe avec des gamètes inégaux est appelé hétérogamétique.

Caryotype féminin 46XX, masculin 46XY.

4. Donner la classification des maladies héréditaires de N.P. Botchkov.

La classification des maladies héréditaires proposée par l'académicien N.P. Bochkov (1984) est basée sur le critère de la proportion d'hérédité et de l'influence de l'environnement dans l'apparition, les caractéristiques de développement et les résultats des maladies.

Sur la base de ce critère, quatre groupes de maladies sont distingués.

Groupe I - maladies réellement héréditaires (monogéniques et chromosomiques). Ils sont dus à des mutations. Les manifestations de mutations sont pratiquement indépendantes de l'environnement ; l'existence ou non d'une maladie dépend uniquement de la présence ou de l'absence d'une mutation. Ce groupe de maladies comprend, par exemple, de nombreux troubles métaboliques congénitaux : phénylcétonurie, mucopolysaccharidoses, galactosémie ; violations de la synthèse des protéines structurelles: maladie de Marfan, ostéogenèse imparfaite; troubles héréditaires des protéines de transport : hémoglobinopathies, maladie de Wilson-Konovalov ; maladies chromosomiques : maladie de Down, syndrome de Shereshevsky-Turner, etc.

Groupe II - maladies héréditaires causées par une mutation, dont l'effet ne se manifeste que lorsque le corps est exposé à un facteur environnemental spécifique du gène mutant.

Ce groupe comprend des maladies telles que la porphyrie hépatique, certaines réactions pharmacogénétiques (arrêt respiratoire prolongé lorsque le suxaméthonium est prescrit à des patients porteurs d'un variant de la pseudocholinestérase) et des maladies écogénétiques (favisme).

Groupe III - maladies dont l'apparition est largement déterminée par des facteurs environnementaux. Ils associent la plupart des maladies répandues, en particulier les maladies de la maturité et de la vieillesse. Le plus souvent et le plus sévèrement, les maladies se développent chez les individus qui y sont prédisposés. Des exemples de maladies dans ce groupe sont l'hypertension, le cancer, la maladie mentale. Il n'y a pas de frontière nette entre les groupes II et III, et ils sont souvent combinés en un groupe de maladies à prédisposition héréditaire, en distinguant une prédisposition déterminée de manière monotone ou polygénique.

Groupe IV - maladies causées exclusivement par des facteurs environnementaux (blessures, brûlures, engelures, infections particulièrement dangereuses, etc.). Mais même dans ces maladies, les facteurs génétiques déterminent les caractéristiques de l'évolution clinique, l'efficacité du traitement, l'éventail des complications qui surviennent, le taux de guérison, le volume des réactions compensatoires, l'issue de la maladie, etc.

5. Décrire la classification basée sur les différences dans le mécanisme pathogénique primaire de l'apparition des maladies héréditaires.

Une autre classification largement utilisée est basée sur les différences dans le mécanisme pathogénique primaire de l'apparition des maladies héréditaires.

À partir de ces positions, toutes les pathologies héréditaires peuvent être divisées en cinq groupes :

1) les maladies génétiques. Ce groupe comprend les maladies causées par des mutations génétiques. Ils se transmettent de génération en génération et sont hérités selon les lois de Mendel ;

2) maladies chromosomiques. Ce sont des maladies résultant de mutations chromosomiques et génomiques ;

3) les maladies causées par une prédisposition héréditaire (maladies multifactorielles). Ce sont des maladies résultant de la constitution génétique correspondante et de la présence de certains facteurs environnementaux. Sous l'influence de facteurs environnementaux, une prédisposition héréditaire se réalise;

4) les maladies génétiques résultant de mutations dans les cellules somatiques (maladies génétiques somatiques), un groupe identifié récemment. Il comprend certaines tumeurs, certaines malformations, des maladies auto-immunes ;

5) maladies d'incompatibilité génétique de la mère et du fœtus. Ils se développent à la suite de la réaction immunologique du corps de la mère à l'antigène fœtal.

G1-période présynthétique Processus intensifs de biosynthèse des protéines. La formation des organites. Les ARNm sont synthétisés sur des molécules d'ADN déspiralisées. Processus intensifs de biosynthèse des protéines. La formation des organites. Les ARNm sont synthétisés sur des molécules d'ADN déspiralisées. Synthèse d'ADN de période S-synthétique - auto-doublement de la molécule d'ADN. Construction de la deuxième chromatide. Des chromosomes à deux chromatides sont obtenus.La synthèse d'ADN est l'auto-doublement d'une molécule d'ADN. Construction de la deuxième chromatide. Les chromosomes à deux chromatides G2 sont obtenus - période post-synthétique Synthèse des protéines, accumulation d'énergie, préparation à la division.

Lors de la mitose, la cellule se divise en deux cellules absolument identiques, ayant la même composition chromosomique et les mêmes informations génétiques que la mère. Pourquoi cela arrive-t-il? A la fin de l'interphase, le nombre de chromosomes double. Rappelons le principe de complémentarité :

ADN : ATG-TAC-CCG-AAT-TGA-AGT SCAT-ATG-HHC-TTA-ACT-TCA RÉPLICATION DE L'ADN : ATG-TAC-CCG-AAT-TGA-AGT Un fragment d'une molécule d'ADN a la séquence de nucléotides d'ADN suivante : ATG-TAC-CCG-AAT-TGA-AGT. Quelle est la séquence du second brin d'ADN ? Quelle molécule d'ADN double brin résultera de la réplication de l'ADN d'origine ?

La mitose (du grec mitos - fil), également appelée caryocinèse, ou division cellulaire indirecte, est un mécanisme universel de division cellulaire. La mitose suit la période G2 et complète le cycle cellulaire. Il dure 1 à 3 heures et assure une distribution uniforme du matériel génétique dans les cellules filles.

La cytokinèse suit la caryocinèse En conséquence, un septum se forme le long de l'équateur de la cellule et 2 cellules filles se forment. (Dans de nombreux manuels, vous pouvez voir ce qu'on appelle la « mitose », division nucléaire combinée (caryocinèse) et division cytoplasmique (cytokinèse)).

Tâche Chez l'homme 2n = 46. Compter : 1. Le nombre de chromosomes dans l'interphase de la mitose 2. Le nombre de chromosomes en spirale dans la prophase de la mitose 3. Combien de chromosomes s'aligneront dans une cellule le long de l'équateur dans la métaphase de mitose? 4. Combien de chromosomes iront à chaque pôle de la cellule dans l'anaphase de la mitose ? 5. Combien de chromosomes les cellules filles auront-elles dans la télophase de la mitose ? 6. Donnez des exemples de tissus humains dont les cellules se divisent par mitose ?

Définissez la correspondance avec les processus et les phases de la mitose. Ecrivez votre réponse sous forme de tableau 1. Déspiralisation de l'ADN A. Télophase 2. Réplication de l'ADN B. Prophase 3. Divergence chromosomique C. Interphase aux pôles de la cellule 4. Disposition des chromosomes D. Métaphase le long de l'équateur cellulaire 5. Spiralisation des chromosomes E. Anaphase 6. Accumulation de substances nutritives, ATP, enzymes

Répondre ABGBV

Travail de laboratoire "Examen des micropréparations du processus de mitose dans la racine d'oignon" Objectif: détecter et dessiner les phases de la mitose. Avancement des travaux : 1. Considérez la micropréparation. 2. Trouvez les cellules en division sur la micropréparation. 3. Déterminer quelles phases de division cellulaire sont fixées sur la préparation. 4. Sans déplacer la micropréparation, comptez le nombre de cellules en division dans le champ de vision. 5. Dessinez les cellules, faites les notations appropriées dans les figures.

La division d'une cellule somatique et de son noyau (mitose) s'accompagne de transformations multiphases complexes des chromosomes : 1) dans le processus de mitose, chaque chromosome est dupliqué sur la base d'une réplication complémentaire de la molécule d'ADN avec la formation de deux filamenteux sœurs copies (chromatides) reliées au centromère ; 2) par la suite, les chromatides sœurs sont séparées et réparties de manière équivalente sur les noyaux des cellules filles. En conséquence, l'identité de l'ensemble de chromosomes et du matériel génétique est maintenue dans les cellules somatiques en division.

étapes de la mitose.

Le processus de la mitose est généralement divisé en quatre phases principales : prophase, métaphase, anaphase et télophase. Puisqu'il est continu, le changement de phase s'effectue en douceur - l'un passe imperceptiblement dans l'autre.

en prophase le volume du noyau augmente et, en raison de la spiralisation de la chromatine, des chromosomes se forment. À la fin de la prophase, chaque chromosome est constitué de deux chromatides. Progressivement, les nucléoles et la membrane nucléaire se dissolvent et les chromosomes sont localisés au hasard dans le cytoplasme de la cellule. Les centrioles se déplacent vers les pôles de la cellule. Un fuseau achromatinien est formé, dont certains fils vont de pôle à pôle, et certains sont attachés aux centromères des chromosomes. Le contenu du matériel génétique dans la cellule reste inchangé (2n2хр).

En métaphase les chromosomes atteignent une spiralisation maximale et sont disposés de manière ordonnée à l'équateur de la cellule, de sorte que leur comptage et leur étude sont effectués pendant cette période. Le contenu du matériel génétique ne change pas (2n2хр).

en anaphase chaque chromosome se "scinde" en deux chromatides, qui sont désormais appelées chromosomes filles. Les fibres du fuseau attachées aux centromères se contractent et tirent les chromatides (chromosomes filles) vers les pôles opposés de la cellule. Le contenu du matériel génétique dans la cellule à chaque pôle est représenté par un ensemble diploïde de chromosomes, mais chaque chromosome contient une chromatide (2nlxp).

en télophase les chromosomes situés aux pôles déspiralisent et deviennent peu visibles. Autour des chromosomes à chaque pôle, une membrane nucléaire se forme à partir des structures membranaires du cytoplasme et des nucléoles se forment dans les noyaux. Le fuseau de la division est détruit. Dans le même temps, le cytoplasme se divise. Les cellules filles ont un ensemble diploïde de chromosomes, chacun constitué d'une chromatide (2n1хр).

25 . Cellules germinales humaines, leur structure. Types de structure de l'ovocyte.

Cellules sexuelles (gamètes) - cellules spécialisées à l'aide desquelles se produit la reproduction sexuée. Les cellules sexuelles matures, contrairement aux cellules du corps, dites somatiques, possèdent la moitié de l'ensemble des chromosomes caractéristiques de cette espèce. La réduction du nombre de chromosomes se produit lors de la méiose et est restaurée lors de la fécondation.

La structure du sperme. Sperme est la cellule sexuelle masculine (gamète). Il a la capacité de se déplacer, ce qui assure dans une certaine mesure la possibilité de rencontrer des gamètes hétérosexuels. Les dimensions du spermatozoïde sont microscopiques : la longueur de cette cellule chez l'homme est de 50 à 70 microns.

En morphologie, les spermatozoïdes diffèrent fortement de toutes les autres cellules, mais ils contiennent tous les principaux organites. Chaque spermatozoïde a une tête, un cou, une section intermédiaire et une queue en forme de flagelle. Presque toute la tête est remplie du noyau, qui porte le matériel héréditaire sous forme de chromatine. À l'extrémité antérieure de la tête se trouve l'acrosome, qui est un complexe de Golgi modifié. Ici, la formation de hyaluronidase se produit - une enzyme capable de décomposer les mucopolysaccharides des membranes de l'ovule, ce qui permet au sperme de pénétrer dans l'ovule. Les mitochondries, qui ont une structure hélicoïdale, sont situées dans le col du spermatozoïde. Il est nécessaire de générer de l'énergie, qui est dépensée pour le mouvement actif du sperme vers l'ovule. La majeure partie de l'énergie que le sperme reçoit sous forme de fructose. Le centriole est situé à la frontière de la tête et du cou. Sur la coupe transversale du flagelle, 9 paires de microtubules sont visibles, 2 autres paires sont au centre. Le flagelle est un organite de mouvement actif. Dans le liquide séminal, le gamète mâle développe une vitesse égale à 5 cm/h. La microscopie électronique du spermatozoïde a révélé que le cytoplasme de la tête n'a pas un état colloïdal, mais un état cristallin liquide. Cela permet d'obtenir la résistance du spermatozoïde aux conditions environnementales défavorables (par exemple, à l'environnement acide du tractus génital féminin). Il a été établi que la membrane du sperme possède des récepteurs spécifiques qui reconnaissent les produits chimiques libérés par l'ovule. Par conséquent, les spermatozoïdes humains sont capables d'un mouvement dirigé vers l'ovule (c'est ce qu'on appelle la chimiotaxie positive). Lors de la fécondation, seule la tête du spermatozoïde, qui porte l'appareil héréditaire, pénètre dans l'ovule, tandis que le reste des parties reste à l'extérieur.

Œuf- une grande cellule immobile qui a un apport de nutriments. La taille de l'œuf femelle est de 150 à 170 microns.

L'ovule possède des membranes qui remplissent des fonctions protectrices, empêchent la pénétration de plus d'un spermatozoïde dans l'ovule, favorisent l'implantation de l'embryon dans la paroi utérine et déterminent la forme primaire de l'embryon. L'ovule a généralement une forme sphérique ou légèrement allongée, contient un ensemble de ces organites typiques que toute cellule possède. Comme les autres cellules, l'œuf est délimité par une membrane plasmique, mais à l'extérieur il est entouré d'une coquille brillante constituée de mucopolysaccharides (qui tire son nom de ses propriétés optiques). La zone pellucide est recouverte d'une couronne rayonnante, ou membrane folliculaire, qui est la microvillosité des cellules folliculaires. Il joue un rôle protecteur, nourrit l'œuf.L'œuf est dépourvu d'appareil de mouvement actif. Pendant 4 à 7 jours, il traverse l'oviducte jusqu'à la cavité utérine, à une distance d'environ 10 cm.La ségrégation plasmatique est caractéristique de l'œuf. Cela signifie qu'après la fécondation dans un œuf qui n'est pas encore écrasé, il se produit une distribution si uniforme du cytoplasme qu'à l'avenir, les cellules des rudiments des futurs tissus le reçoivent en une certaine quantité régulière. L'œuf humain est alecithal. Cela est dû au fait que l'embryon humain passe très rapidement du type de nutrition histiotrophique à celui hématotrophique. De plus, l'œuf humain est isolecithal en termes de distribution du jaune : avec une quantité négligeable de jaune, il est uniformément situé dans la cellule, de sorte que le noyau est approximativement au centre.

Les œufs sont immobiles, ont un noyau, un cytoplasme, une matière nutritive (jaune).

isolecithal (pauvre en jaune) : le jaune est uniformément réparti dans tout le cytoplasme. Ces œufs chez les mammifères (Fig. 60, 61) ;

télolécital - le jaune est situé à l'un des pôles (végétatif). Ces œufs sont caractéristiques des amphibiens, des reptiles, des oiseaux. Un pôle sans un jaune est appelé animal (Fig. 61) ;

centrolécital - le jaune est situé autour du noyau. À la périphérie, il y a un cytoplasme exempt de jaune. Ces œufs sont caractéristiques des insectes.

division cellulaire somatique et son noyau (mitose) s'accompagne de transformations multiphases complexes des chromosomes : 1) dans le processus de mitose, chaque chromosome est dupliqué sur la base d'une réplication complémentaire de la molécule d'ADN avec la formation de deux copies filamenteuses sœurs (chromatides) connectées en la région centromère; 2) par la suite, les chromatides sœurs sont séparées et réparties de manière équivalente sur les noyaux des cellules filles.

En conséquence, dans fissile Les cellules somatiques maintiennent l'identité de l'ensemble chromosomique et du matériel génétique. Séparément, il convient de parler des neurones - des cellules postmitotiques hautement différenciées qui ne subissent pas de divisions cellulaires tout au long de leur vie. Les capacités compensatoires des neurones en réponse à l'action de facteurs dommageables sont limitées par la régénération intracellulaire et la réparation de l'ADN dans le noyau non en division, ce qui détermine en grande partie la spécificité des processus neuropathologiques de nature héréditaire et non héréditaire.

Un type de division complètement différent - méiose- caractéristique des cellules sexuelles. La caractéristique principale de la méiose est deux divisions successives de la cellule précurseur et de son noyau, tandis que les chromosomes ne sont dupliqués qu'une seule fois. Schématiquement, le mécanisme de la méiose est le suivant : 1) dans la première division de la méiose, les cellules filles reçoivent de chaque paire de chromosomes un chromosome homologue, constitué de chromatides sœurs doublées (le nombre de chromosomes dans les cellules filles étant divisé par deux, cette division est réduction); dans la deuxième division, les chromatides sœurs se séparent et divergent de manière équivalente le long des cellules germinales matures résultantes - les gamètes. En conséquence, le nombre de chromosomes dans les gamètes est la moitié de celui de la cellule mère d'origine.

Après la fusion des noyaux reproducteurs cellules lors de la fécondation, le zygote reçoit un double ensemble standard de chromosomes. Étant donné : le mécanisme assure la constance du nombre de chromosomes dans différentes générations d'organismes à reproduction sexuée.

Le rôle biologique le plus important méiose est d'assurer la diversité génétique des individus grâce au « brassage » des gènes paternels et maternels dans le gamète. Cela se fait de deux façons. Premièrement, dans la première division de la méiose, la distribution des chromosomes paternels et maternels aux cellules filles se produit de manière aléatoire, à la suite de quoi les gamètes portent différentes combinaisons de chromosomes parentaux.

Deuxième fondamental mécanisme le maintien de la diversité génétique mérite d'être analysé plus en détail, car il est directement lié au sujet de cette monographie - le diagnostic ADN.

Dans la phase initiale de la première division méiose les chromosomes homologues sont situés l'un en face de l'autre et s'apparient, formant une ou plusieurs zones de contact (chiasma) entre les chromatides individuelles non sœurs. Ensuite, la paire de chromatides qui a formé le chiasma échange des segments d'ADN - un processus appelé croisement. À la suite du croisement, des chromosomes recombinants sont formés, constitués de régions provenant de différentes lignées parentales. À la fin de la méiose, les chromosomes recombinants se sépareront en différents gamètes.

De cette façon, traverser est un cas particulier de recombinaison génétique - le processus de redistribution du matériel génétique des parents lors de la transmission à la progéniture. Une conséquence importante du croisement est la création d'une nouvelle combinaison de gènes dans la progéniture lorsque les gamètes parentaux sont combinés. Étant donné que la recombinaison implique l'échange de matériel génétique entre les chromosomes paternel et maternel, ce phénomène doit toujours être pris en compte lors de l'analyse de l'héritage chromosomique dans le processus de diagnostic indirect de l'ADN et de calcul de la liaison génétique.