ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 424
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Посттрансляционный уровень
Осуществляется после синтеза белка и основан на альтернативном процессинге полипептидов и их химической модификации.
Альтернативный процессинг полипептида приводит к образованию разных белков-продуктов, считанных с одного гена.
Пример:
● Предшественник гормонов гипофиза — проопиомеланокортин (ПОМК);
● С помощью прогормон-конвертазы 1 из молекулы ПОМК в результате реакции гидролиза формируется большое количество гормонов;
● В передней доле гипофиза из ПОМК образуется ЛГ и АКТГ, а в средней доле —
МСГ, кортикотропинподобный пептид, а также эндорфины и энкефалины;
● Нарушение альтернативного процессинга ПОМК, обусловленное мутациями гена прогормон-конвертазы 1, вовлечено в патогенез недостаточности гормонов надпочечников, ожирения у подростков, гипогонадизма, диабета.
Путь изменения скорости деградации белка:
Цитохром Р450 синтезируется, но быстро деградирует за счет действия протеаз;
При поступлении в клетку этанола цитохром Р450 не разрушается, а поступает в пероксисомы и участвует в окислении этанола;
Путь фосфорилирования и дефосфорилирования белков с помощью аллостерических взаимодействий с ионами, циклическими нуклеотидами (цАМФ и цГМФ),
стероидными гормонами или при взаимодействии с другими белками.
Нередко в регуляции активности белка используется несколько механизмов.
28. Медицинские аспекты регуляции действия генов. Глобиновые гены,
талассемия.
Регуляция действия генов - см. вопросы 25-27.
Глобиновые гены - см. вопрос 27.
Талассемии - заболевания, связанные с нарушением синтеза цепей гемоглобина, что приводит к задержке физического развития ребенка вследствие анемии:
● Варианты талассемий: в зависимости от типа поврежденной цепи глобина
(например, α-талассемия, β-талассемия) или от типа мутации в соответствующем гене (например, талассемию типа «0» — при полном отсутствии продукта гена,
или талассемию типа «+» — при снижении уровня глобина в клетке).
● Аутосомно- рецессивный тип наследования;
● Клинические проявления могут наблюдаться и у рецессивных гомозигот и у гетерозигот;
● Причина β-талассемий - точковые мутации, приводящие к нарушению транскрипции, процессинга и трансляции этого гена;
● Клинически различают большую и малую талассемии в зависимости от степени тяжести анемии.
● Причина α-талассемии - делеции разной протяженности в генах HBA1 и HBA2
или делеция регуляторного участка этих генов, которые могут приводить к разнообразным картинам заболевания.
29. Репарация ДНК. Реактивационная, эксцизионная, пострепликативная и
индуцируемая.
Система репарации ДНК
- исправление повреждений или восстановление исходной нативной структуры ДНК.
Типы повреждения ДНК:
1) апуринизация — утрата пуринового основания, которая блокирует работу
ДНК-полимераз;
2) окислительное дезаминирование и алкилирование азотистых оснований,
приводящие к мутациям типа замены оснований;
3) возникновение тиминовых димеров при ультрафиолетовом облучении,
сопровождающееся возникновением ковалентных связей между соседними тиминами и блокировкой работы ДНК-полимераз;
4) ковалентная сшивка двух цепей ДНК вследствие разрыва фосфодиэфирных связей при ионизирующем облучении;
5) одно- и двунитевые разрывы в ДНК (разрывы сахарофосфатных связей).
Типы репарации:
Конститутивная
- ферменты репарации уже синтезированы в клетке:
● -реактивационная (одноэтапное восстановление повреждений, происходящее в темноте или на свету.
o Темновая – апуриновые сайты восстанавливаются с помощью
ДНК-инсертаз, присоединяя пуриновое азотистое основание на место удаленного. Алкилированные нуклеотиды узнаются ферментом
алкилтрансферазой, присоединяющему метильную группу к собственному цистеину, после чего фермент инактивируется o Световая – удаление тиминовых димеров, возникающих при действии УФ.
Неферментативная или прямая фотореактивация – УФ лучи длиной 240 нм расщепляют ковалентные связи между тиминовыми основаниями.
Ферментативная – фермент фотолиаза взаимодействует с тиминовыми
димерами, разрывает связи, и структура ДНК восстанавливается.
Дефект фотолиазы – пигментная ксеродерма, при которой наблюдается атрофия кожи, гиперпигментация и раковые опухоли)
● -эксцизионная (вырезание поврежденного участка ферментом эндонуклеазой.
Дефект – синдром Луи-Бар, при котором происходит нарушение функций мозжечка и имунной системы)
● -репликативная (Дефект – синдром Блума, при котором наблюдается низкий рост, поражение кожи и возникновение опухолей лимфатических органов и жкт)
● -рекомбинационная
● -транскрипционная (При помощи белков транскрипционного комплекса. Дефект
– синдром Коккейна, при котором наблюдается задержка роста, аномалии скелета и сетчатки, микроцефалия, разрушение миелиновой оболочки нервных волокон, умственная отсталость)
Индуцибельная
, при которой повреждения индуцируют работу генов и происходит синтез ферментов репарации (при множественных повреждениях)
Подробности для самых умных
????
Типы систем репараций:
● Прямое ферментативное исправление конкретных повреждений ДНК;
● Вырезание азотистых оснований или нуклеотидов, с последующим удалением и заменой цепи ДНК;
● Использование рекомбинации с неповрежденной цепочкой ДНК, с помощью которой замещается поврежденный участок;
● Путь негомологичного соединения концов, склеивает двуцепочечные «рваные концы».
Эксцизионная репарация в клетках млекопитающих:
● Поврежденные участки вырезаются из цепи ДНК.
● Бреши застраиваются по матрице неповрежденной ДНК, поэтому для эксцизионной репарации необходима комплементарная цепь ДНК.
Этапы:
1. Распознавание повреждения. Например, ДНК-гликозилазы перемещаются по
ДНК, выворачивают основание из спирали и оценивают его статус;
2. Надрезание нити пентозофосфатного остова ДНК осуществляют эндонуклеазы.
Они гидролизуют внутренние фосфодиэфирные связи и расщепляют молекулу
ДНК;
3. Эксцизия участка, содержащего повреждение;
4. Репаративный синтез на неповрежденной матрице. Встраивание нуклеотидов проводят ферменты ДНК-полимеразы.
Дефект фотолиазы – пигментная ксеродерма, при которой наблюдается атрофия кожи, гиперпигментация и раковые опухоли)
● -эксцизионная (вырезание поврежденного участка ферментом эндонуклеазой.
Дефект – синдром Луи-Бар, при котором происходит нарушение функций мозжечка и имунной системы)
● -репликативная (Дефект – синдром Блума, при котором наблюдается низкий рост, поражение кожи и возникновение опухолей лимфатических органов и жкт)
● -рекомбинационная
● -транскрипционная (При помощи белков транскрипционного комплекса. Дефект
– синдром Коккейна, при котором наблюдается задержка роста, аномалии скелета и сетчатки, микроцефалия, разрушение миелиновой оболочки нервных волокон, умственная отсталость)
Индуцибельная
, при которой повреждения индуцируют работу генов и происходит синтез ферментов репарации (при множественных повреждениях)
Подробности для самых умных
????
Типы систем репараций:
● Прямое ферментативное исправление конкретных повреждений ДНК;
● Вырезание азотистых оснований или нуклеотидов, с последующим удалением и заменой цепи ДНК;
● Использование рекомбинации с неповрежденной цепочкой ДНК, с помощью которой замещается поврежденный участок;
● Путь негомологичного соединения концов, склеивает двуцепочечные «рваные концы».
Эксцизионная репарация в клетках млекопитающих:
● Поврежденные участки вырезаются из цепи ДНК.
● Бреши застраиваются по матрице неповрежденной ДНК, поэтому для эксцизионной репарации необходима комплементарная цепь ДНК.
Этапы:
1. Распознавание повреждения. Например, ДНК-гликозилазы перемещаются по
ДНК, выворачивают основание из спирали и оценивают его статус;
2. Надрезание нити пентозофосфатного остова ДНК осуществляют эндонуклеазы.
Они гидролизуют внутренние фосфодиэфирные связи и расщепляют молекулу
ДНК;
3. Эксцизия участка, содержащего повреждение;
4. Репаративный синтез на неповрежденной матрице. Встраивание нуклеотидов проводят ферменты ДНК-полимеразы.
Три вида эксцизионной репарации:
1. Эксцизионная репарация оснований (base excision repair, BER).
2. Эксцизионная репарация неспаренных оснований (mismatch repair, MMR).
3. Эксцизионная репарация нуклеотидов (nucleotide excision repair, NER), которая делится на глобальную и транскрипционную.
- BER (вырезание отдельных оснований):
А) фермент гликозидаза удаляет измененное а.о.
– эндонуклеаза рвет фосфодиэфирную связь с 5’-стороны от измененного нуклеотида
- ДНК-полимераза δ или ε вытесняет поврежденный участок, застраивая его по неповрежденной второй цепи
- вытесненный участок с поврежденным нуклеотидом отрезается эндонуклеазой FEN I
- лигаза сшивает цепь ДНК (это способ «длинной заплатки»)
или
В) фермент лиаза рвет фосфодиэфирную связь с 3’- стороны от поврежденного нуклеотида
– эндонуклеаза в комплексе в ДНК-полимеразой β замещают один нуклеотид (он вытесняется)
– цепь сшивает лигаза
Также может быть
Исправление димеров тимина Т ^Т (спаренных в одной цепи):
комплекс ферментов (в т.ч. геликаза, эндонуклеаза) соединяются с ДНК в районе ТТ
– рвут водородные связи между цепями ДНК
– эндонуклеазы делают разрезы с обеих сторон от ТТ
– поврежденный участок выпадает
– ДНК-полимераза застраивает брешь
- лигаза сшивает цепь.
- NER (репарация нескольких нуклеотидов):
А) GG (исправление глобальных, крупных повреждений):
белковый комплекс ХРА находит повреждение
– ХРА взаимодействует с транскрипционными факторами (II H)
- вызывают деспирализацию ДНК в поврежденном месте и разрыв водородных связей
– две эндонуклеазы разрезают фосфодиэфирные связи с обеих сторон от повреждения
- поврежденный участок выпадает
- ДНК-полимераза δ или ε застраивает брешь – лигаза сшивает цепь
B) TC (исправление повреждений в участке, с которого идет транскрипция):
РНК-полимераза II во время транскрипции останавливается перед поврежденным участком ДНК
– присоединяются белки (Cs A и CsB)
– присоединяются белки ХРА и транскрипционные факторы (II H)
-эндонуклеазы разрезают в одном месте поврежденную цепь
– поврежденные нуклеотиды отщепляются из нее экзонуклеазой
– ДНК-полимераза застраивает брешь по неповрежденной второй цепи ДНК
– лигаза сшивает цепь
–РНК-полимераза двигается дальше.
-MMR (репарация неправильно спаренных оснований):
исправляется нуклеотид во вновь синтезированной цепи сразу после репликации ДНК:
А) к некомплементарной паре оснований присоединяются белки mutS
– делают разрез в ближайшей к повреждению последовательности GATC
– экзонуклеазы расщепляют надрезанную цепь
- ДНК-полимераза застраивает одноцепочечную брешь
– лигаза сшивает цепь
Или
В) присоединяются белки mut M и mut Y (это гликозилазы)
– а дальше идет BER (вариант А).
Негомологичное соединение двуцепочечных концов ДНК ( у человека) при
возникновении двуцепочечных разрывов ДНК:
Ферменты Ku70 и Ku 80 узнают двуцепочечный разрыв
– привлекают другие ферменты (в т.ч. ДНК-зависимую протеинкиназу, геликазы)
– эта протеинкиназа фосфорилирует белок Artemis
- он обрезает одноцепочечные концы ДНК (делает концы ДНК ровными)
– лигаза сшивает концы (при этом несколько п.н. теряется при выравнивании, т.е.
отрезании, одноцепочечных «хвостов»)
Репарация на основе рекомбинации:
между поврежденной и неповрежденной цепями ДНК во время репликации
(исправление вилки репликации перед движущимся репликационным комплексом)
SOS – репарация:
( при множественных повреждениях ДНК), идет во время репликации:
Работают TLS-полимеразы (ДНК-полимеразы не точно работающие) – напротив поврежденных оснований синтезируют дочернюю цепь не по правилу комплементарности.
Это позволяет избежать одноцепочечных брешей в дочерней цепи напротив поврежденных оснований, т.е. во время следующей репликации дочерняя ДНК не развалится на фрагменты.
Вопросы 30-34
30. Молекулярные основы канцерогенеза, гены контроля клеточных делений.
31. Интерфаза и ее значение в жизни клетки.
32. Сперматогенез.
33. Овогенез.
34. Строение половых клеток.
30. Молекулярные основы канцерогенеза, гены контроля клеточных делений.
Отличия опухолевых клеток от нормальных:
● Изменение поверхностного аппарата клеток, приводящее к усилению транспорта метаболитов, нарушению рецепторной функции и механических контактов,
вследствие чего возникает способность опухоли к метастазированию;
● Изменение роста и деления клеток, увеличение клеток и постоянное размножение на фоне резкого снижения потребности в факторах роста и способности к запуску апоптоза;
● Неподчинение клеточных делений регуляторным сигналам приводит к или иммортализации клеток, которые формируют опухоль;
● Изменение адгезивных свойств раковых клеток способствует их инвазивности в окружающие нормальные ткани;
● Раковые клетки способны дедифференцироваться, в них обнаруживаются белковые компоненты, характерные для эмбриональных клеток;
● Раковые клетки характеризуются генетической нестабильностью,как на уровне хромосом, так и отдельных генов.
Ключевая роль в возникновении и развитии трансформированных клеток у генов контроля клеточного цикла (КЦ):
● Протоонкогены - стимуляторы клеточных делений (факторы роста, рецепторы факторов роста, транскрипционные факторы, G-белки, мембранные протеинкиназы);
● Антионкогены - супрессоры клеточных делений (факторы ингибиторы деления);
Мутации протоонкогенов и антионкогенов способствуют гиперактивности клеточных делений или возникновению дефектов в ферментах репарации и репликации, которые приводят к накоплению повреждений ДНК, к хромосомным разрывам и нарушению стабильности генома.
Онкогены усиливают клеточный рост и деление, препятствуют апоптозу и приводят к разрывам ДНК и хромосом.
1971 г., А. Кнудсен - «Двухударная» теория развития опухолей:
● Одна соматическая мутация гена-супрессора опухолевого роста в клетке только повышает риск ее трансформации в раковую, а мутационное повреждение второго аллеля того же гена приведет к образованию опухоли.
● При наследственных формах опухолей одна мутация наследуется от родителей,
но для злокачественной трансформации клетки необходимо еще 1 мутационное событие во втором аллеле того же гена (Аа→аа→опухоль);
● Если мутация затрагивает гены стабильности генома (ГСГ), то повышается вероятность мутирования генов-хранителей клеточного цикла (ГХКЦ) за счет нарушения репарации;
● При наследовании одной мутации ГСГ от родителей для развития опухоли будут необходимы 3 независимых мутационных события: вторая мутация ГСГ и две мутации ГХКЦ (АаВВ→ааВВ→ааВв→аавв→опухоль). При этом риск развития опухоли для носителя мутации ГСГ окажется на порядок ниже, чем у носителя мутации ГХКЦ.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 27
«Потеря гетерозиготности»
- для проявления трансформирующего эффекта одного рецессивного онкогена необходима инактивация его обоих гомологичных аллелей.
Доп. причины мутаций:
● Папиллома-вирус, вызывающий бородавки, может приводить к раку шейки матки;
● Вирус гепатита В — к раку печени;
● РНК-содержащий вирус Т-лейкоза приводит к лимфомам.
Вирусная ДНК встраивается в хромосомы хозяина, при этом она может иметь в
своем составе онкоген, который способен превратить нормальную клетку в
злокачественную, либо встраивание ДНК в хромосому рядом с протоонкогеном
может привести к его активации и превращению в онкоген.
Семейства онкогенов:
● Семейство sis кодирует белок, подобный тромбоцитарному ФР. ФР образуется постоянно и в больших количествах, что стимулирует клеточные деления. Белки sis часто обнаруживаются в опухолевых тканях при раке молочной железы и желудка;
● Семейства erb и neu кодируют дефектные рецепторы ФР эпидермиса. Эти рецепторы дают постоянный сигнал о клеточном делении, независимо от того,
взаимодействует ли рецептор с ФР или нет.
● Семейства ras и rab кодируют ГТФ-связывающие белки (G-белки),
отличающиеся от нормальных одной аминокислотной заменой. Однако замена приводит к повышению концентрации ц-АМФ, ДАГ и И3Ф, что делает клетку сверхчувствительной к ФР;
Стадии онкогенеза:
● Инициация;
● Промоция;
● Опухолевая прогрессия.
31. Интерфаза и ее значение в жизни клетки.
См. вопрос 17.
32. Сперматогенез.
Гаметогенез
— это процесс образования половых клеток, который протекает в половых железах, называемых у самок яичники, у самцов семенники.
● Через 20 дней после начала развития зародыша первичные половые клетки
(ППК) мигрируют в желточный мешок зародыша;
● На 27-й день ППК мигрируют в зачаток гонады, который дифференцируется в семенник или яичник только на 46-й день развития.
● ППК, включившиеся в состав гонад, остаются в них до периода созревания.
Сперматогенез
— это процесс образования мужских половых клеток —
сперматозоидов (спермиев).
В будущей мужской гонаде формируются полости, которые превращаются в извитые семенные канальцы, располагающиеся в дольках семенника и сливающиеся в семявыносящий проток.
Стенка семенного канальца:
● Клетки Сертоли - выполняют функции опоры, защиты и питания половых клеток;
● Половые клетки, находящиеся на разных стадиях развития и располагающиеся в впячиваниях боковой поверхности клеток Сертоли;
● Между канальцами клетки Лейдига, которые синтезируют тестостерон,
стимулирующий сперматогенез.
Созревание спермиев начинается только в пубертатный период (12–14 лет) и непрерывно продолжается всю жизнь. Время образования спермиев 70 дней.
Внутриутробный период:
● ППК дают начало сперматогониям;
● Сперматогонии в состоянии покоя, между ними цитоплазматические мостики для обмена сигналами и питательными веществами;
Период полового созревания:
● Сперматогонии начинают расти и увеличиваться в размерах в 4 раза;
● Увеличившиеся половые клетки называют сперматоцитами I порядка;
● Сперматоциты I вступают в два деления мейоза, которые заканчиваются образованием гаплоидных сперматид;
● Сперматиды претерпевают процесс формирования - спермиогенез.
Спермиогенез:
● Удлиняется клеточное тело;
● Ядро сдвигается к одному из полюсов клетки;
● Хроматин уплотняется, гистоны замещаются на протамины, которые способствуют большей компактизации ДНК и полностью подавляют транскрипцию;
● Видоизменяются центриоли, формируя две базальные пластинки, от которых отходит тонкое волоконце, в дальнейшем образующее аксонему;
● Формируется акросома;
● Митохондрии образуют кольцо вокруг основания жгутика;
● Большая часть цитоплазмы элиминирует за счет отделения ее кусков.
Хвост и центриоли - локомоторный аппарат сперматозоида:
● Хвост совершает движения винтового характера и головка спермия, вращаясь вокруг собственной оси, движется вперед;
● Скорость движения спермия составляет 1–2 мм/с;
● При щелочных рН скорость движения увеличивается, а при кислых замедляется;
Время жизни спермия в половых путях самки составляет 2–3 дня.
33. Овогенез.
Овогенез
— это процесс образования женских половых клеток, называемых яйцеклетками.
Овуляция
- это выход зрелых яйцеклеток из яичника называют.
Процессы периодической овуляции:
● Гипоталамус выделяет рилизинг-фактор для активации гипофиза. Гипофиз секретирует свои гонадотропные гормоны ФСГ (фолликулостимулирующий гормон) и ЛГ (лютеинизирующий гормон), которые стимулируют овуляцию.
Овогенез:
● В эмбриогенезе ППК, закладывающиеся еще в желточном мешке,
мигрируют в яичник;
● В яичнике 22 митотических деления, образуются диплоидные овогонии;
● К пяти-семи месяцам развития число овогониев примерно равно семи миллионам;
● К моменту рождения остается около одного миллиона;
● Все овогонии соединены цитоплазматическим мостиками;
● К третьему месяцу развития яичники начинают вырабатывать сигналы остановки митоза и стимуляции мейоза;
● Овогонии вступают в профазу первого деления мейоза, доходят до стадии диплонемы;
● На седьмом месяце развития мейоз вновь останавливается с помощью третьего специального сигнала, овогонии становятся овоцитами I порядка;
● В их ядре происходят: транскрипция и-РНК с хромосом типа «ламповых щеток»
и амплификация генов гистонов и генов р-РНК.
● Стадия относительного покоя овоцита-I - диктиотена, в ней овоцит может находиться много лет: до периода полового созревания (12–13 лет) и далее до менопаузы (50–55 лет).
Фолликулогенез
— это процесс образования зрелого фолликула в яичнике.
Фолликулогенез:
● Овоцит-I в яичнике, постепенно окружается фолликулярными клетками - первичный, или примордиальный, фолликул;
● Далее происходит рост фолликула, число фолликулярных клеток увеличивается,
и, возрастает до 500 раз объем овоцита-I - вторичный фолликул;
● Между ФК и яйцеклеткой устанавливаются щелевые коммуникационные контакты, через которые в яйцеклетку проникает цикло-АМФ;
● От ФК в овоцит-I отходят макроворсинки, а им навстречу от овоцита формируются многочисленные микроворсинки. По ворсинкам транспортируются питательные вещества, АК, ц-АМФ, АТФ, которые овоцит поглощает из периовоцитарного пространства путем эндоцитоза;
● По мере роста фолликула в овоците-I происходит отложение запаса питательных веществ: желтка, жира, гликогена, и формируется слой кортикальных гранул,
которые представлены секреторными пузырьками с протеолитическим ферментами, мукополисахаридами и белком гиалинового слоя;
● Сократимый поверхностный слой с кортикальными гранулами запускает механизм защиты от полиспермии;
● Вокруг овоцита формируется прозрачная оболочка - zona pellucida;
● В растущем фолликуле ФК начинают выделять жидкость, содержащую гормоны и ц-АМФ. В результате скопления жидкости происходит образование полости в фолликуле, который теперь называют антральным;
● Фолликулярная (антральная) полость увеличивается в размере, фолликул становится зрелым и его называют граафов пузырек;
● Одновременно ФК выделяют эстроген, который воздействует на гипоталамус, а последний выделяет рилизинг-фактор, активирующий выброс гонадотропных гормонов гипофиза ФСГ и ЛГ;
● ФСГ и ФЛГ действуют на ФК, способствуя образованию ими гиалуроновой кислоты, которая вызывает разрыв контактов между макро- и микроворсинками.
Также, прерываются и щелевые контакты между овоцитами и ФК;
● Из-за нарушения контактов ц-АМФ перестает поступать в овоцит-I и в нем снижается активность ц-АМФ-зависимых протеинкиназ, что приводит к нарушению фосфорилирования белков, блокирующих мейоз;
● Блок мейоза снимается, овоцит-I проходит последовательные фазы первого деления мейоза и вступает во второе деление, превращаясь в овоцит II порядка;
● Второе деление мейоза останавливается на метафазе II за счет нового блока мейоза цитостатическими факторами;
● Образовавшийся овоцит-II теперь способен покинуть яичник, и этот процесс называется овуляцией.
Физический выход овоцита-II из граафова пузырька:
● Коллагеназа и протеаза разрыхляют и расщепляют внеклеточный матрикс фолликула. Повышение концентрации простагландинов внутри ФК способствует оттоку воды, что повышает давление в полости фолликула и вызывает его разрыв.
Если оплодотворение произойдет:
● В овоците-II закончится мейоз;
● Слияние генетического материал;
● В яичнике на месте лопнувшего фолликула образуется желтое тело;
● Желтое тело выделяет прогестрон, подготавливающий слизистую матки к имплантации зародыша;
Если оплодотворение не произойдет:
● Овоцит-II погибает не закончив мейоз;
● Желтое тело дегенерирует и слизистая матки отторгается;
● Концентрация прогестрона падает, что вызывает активацию гипофиза, который,
выделяя ФСГ и ЛГ, запускает цикл созревания новой яйцеклетки.
34. Строение половых клеток.
Сперматозоиды, или спермии
— это зрелые гаплоидные мужские половые клетки,
очень мелкие и подвижные. Их функция — сохранить и донести до яйцеклетки отцовские гены.
Строение сперматозоида:
● Головка - имеет спереди овальный, а сбоку грушевидный контур:
○ Гаплоидное ядро с неактивным плотно упакованным хроматином, в котором гистоновые белки заменены на белки протамины;
○ Мембранный мешочек — акросому с гидролитическими ферментами,
необходимыми для проникновения в яйцеклетку. Акросома представляет собой видоизмененный транс-отдел аппарата Гольджи;
○ Большая часть цитоплазмы сперматозоида элиминируется при его созревании.
● Шейка представляет собой более узкую часть клетки, содержащую митохондрии и центриоли:
○ Центриоли имеют вид двух зернышек, или пластинок, дают начало осевой нити хвоста — аксонеме;
○ Митохондрии образуют спиралевидное кольцо вокруг центриолей и обеспечивают энергией движение спермия;
● Хвост с аксонемой представляет собой локомоторный аппарат:
○ Хвост совершает волнообразные движения винтового характера, при этом головка спермия вращается и двигается вперед;
○ Аксонема образована системой микротрубочек, ее стержень состоит из двух одиночных микротрубочек, а по периферии имеется кольцо из 9 их дуплетов. В дуплете одна микротрубочка имеет обычное строение и состоит из 13 протофиламентов, а другая — только из 11
протофиламентов. Вокруг аксонемы расположены 9 плотных волокон в настоящее время неизвестного состава. Микротрубочки имеют динеиновые выступы.
Яйцеклетка
— это женская половая клетка, содержащая все необходимые вещества для роста и развития зародыша.
Размер яйцеклетки человека 0,15 мм.
Строение:
● Большую часть занимает ооплазма, содержащая материалы, необходимые для развития зародыша: м-РНК, т-РНК, белки, липиды, морфогенетические факторы;
● Полярность ооплазмы — первый шаг в создании пространственной организации зародыша.
● Человеческая яйцеклетка содержит мало желтка, так как эмбрион получает питание от матери, однако в центре ооплазмы диффузно рассеяны желточные гранулы с липидами, АК и углеводами;
● Ядро шаровидной формы и располагается эксцентрично;
● Слой ооплазмы под цитоплазматической мембраной, содержит кортикальные гранулы, несущие протеолитические ферменты, мукополисахариды и белок гиалинового слоя.
Специальные оболочки:
● Яйцеклетку, окруженную оболочками, называют яйцом.
● Прозрачная, или блестящая оболочка из гликопротеинов (zona pellucida) - играет роль в обеспечении видовой специфичности прикрепления спермиев;
● Вторичные оболочки возникают благодаря деятельности ФК.
● Слой ФК образует лучистый венец, или соrоnа radiatа для обеспечения яйцеклетки питанием;
● И, наконец, третичные оболочки образуются у животных, развитие которых происходит вне тела матери, являются продуктом деятельности эпителиальной выстилки выводных путей. У человека их нет.
Вопросы 35-38
35. Оплодотворение и его механизмы.
36. Ранние этапы развития зародыша. Бластула, гаструла, 3-слойный зародыш.
37. Генетический контроль раннего развития, материнские и зиготические гены.
38. Строение и функции зародышевых оболочек.
35. Оплодотворение и его механизмы.
У видов с наружным оплодотворением 2 этапа:
● Дистантный - выделение аттрактантов (сперакт и резакт) для движения спермиев;
● Контактный - контакт со студенистой оболочкой.
Они активируют спермий и индуцируют акросомальную реакцию, при ней разрывается акросомальный пузырек спермия и выдвигается акросомальный вырост.
Индуцироание акросомальной реакции при наружном оплодотворении:
● Сульфатированные ПС студенистой оболочки яйцеклетки связываются с рецепторами сперматозоидов;
● Происходит деполяризация их мембраны и в ней открываются доп. каналы для
Са
+2
и Nа
+
, поступающих внутрь головки сперматозоида;
● Одновременно активируются протонные насосы, ионы Н+ и К+ выходят из головки; Уменьшение концентрации Н+ (увеличение рН) способствует повышению гидростатического давления внутри сперматозоида;
● В результате происходит слияние мембраны акросомы с ЦПМ и экзоцитоз гидролитических ферментов из акросомы;
● Благодаря полимеризации актина и образованию актиновых филаментов формируется акросомный вырост, способствующий проникновению головки сперматозоида в оболочки яйцеклетки.
● Байндин - акросомальный белок, отвечающий за видоспецифичность контакта сперматозоида с яйцеклеткой. Он взаимодействует с рецепторами на вителиновой оболочке.
Узнавание и контакт гамет у млекопитающих
● Сперматозоиды млекопитающих способны к акросомальной реакции только после пребывания в половых путях самки.
● Капацитация - это изменение структуры липидов клеточной мембраны сперматозоидов. Альбумин в половых путях самки извлекает холестерин из билипидного слоя, что дестабилизирует мембрану акросомального пузырька,
чем способствует слиянию ЦПМ и акросомальной мембран и экзоцитозу гидролитических ферментов.
● Во время капацитации с поверхности сперматозоидов убираются coating factors.
Это полимеры из остатков галактозы и ацетилглюкозамина. На поверхности сперматозоидов есть N-ацетилглюкозамингалактозилтрасфераза (АГАГТ).
● Этот белок узнает ацетилглюкозамин и связан с coating factors;
● После капацитации АГАГТ освобождается и может взаимодействовать с глюкозаминовыми остатками, входящими в состав ZРЗ рецептора прозрачной оболочки яйцеклетки, что обеспечивает контакт спермия и яйца.
● У человека акросомальная реакция происходит только после прикрепления сперматозоида к яйцу.
● Акросомальная реакция приводит к выделению гиалуронидазы, лизирующей связи между клетками лучистого венца, и активации и выделению акрозина,
лизирующего прозрачную оболочку.
Слияние мембран сперматозоида и яйцеклетки:
● Процесс опосредован фузогенными факторами - н-р, байндином;
● При нарушении целостности БЛС мембран спермия и яйцеклетки образуются мицеллы, затем происходит их перераспределение и восстановление единой мембраны;
● Материал мембраны сперматозоида в составе мембраны яйцеклетки;
● Ядро спермия в ооплазме яйцеклетки, жгутик и ЦП сперматозоида с МХ и центриолями также попадают в яйцеклетку (через цитоплазматический мостик);
● У некоторых видов животных жгутик спермия остается снаружи.
Механизмы защиты от полиспермии.
● Быстрый блок — изменение электрохимического потенциала на мембране;
● Медленный блок — зкзоцитоз кортикальных гранул.
Особенные механизмы:
● У рептилий и птиц в яйцеклетку проникают несколько сперматозоидов, но все,
кроме одного, разрушаются. Факторы разрушения пока неизвестны;
● У рыб - микропиле ( отверстие) - через него сперматозоиды проходят по одному,
покуда кортикальные гранулы не закупорят микропиле.
Быстрый блок - у морских ежей и амфибий:
● Цель - чтобы мембрана яйцеклетки не могла сливаться с мембраной сперматозоидов сразу после того, как первый сперматозоид вступит с ней в контакт;
● Измененяется электрический потенциал мембраны от U≈–70мВ
(милливольт) до –10 до +20 мВ после прикрепления первого сперматозоида в течение 0,1 секунды;
● Через 1 минуту величина потенциала возвращается к исходному значению;
● Спермии не способны сливаться с мембранами, потенциал которых имеет отрицательные значения, поскольку сами несут отрицательный заряд.
Медленный блок - в т.ч.у человека:
● Цель - удаление прикрепившихся к яйцеклетке «лишних» сперматозоидов;
● Включается посредством кортикальной реакции;
● Происходит зкзоцитоз содержимого кортикальных гранул, которое оказывается между мембраной яйцеклетки и ее первичной оболочкой;
● Сама кортикальная реакция запускается в результате увеличения концентрации
Са
2+
в ооплазме за счет его запасов в ЭПС;
● Механизм кортикальной реакции как при акросомальной реакции и происходит в течение 1–2 минут после проникновения спермия;
● Содержимое кортикальных гранул: ферменты, растворяющие белки, которые соединяют вителиновую оболочку с мембраной, и мукополисахариды,
создающие осмотический градиент и привлекающие воду;
● Реакция прозрачной оболочки: выделение ферментов из кортикальных гранул приводит к изменению ZРЗ-рецепторов и отсоединению от них сперматозоидов;
● У НЕ млекопитающих из-за кортикальной реакции первичная оболочка с оставшимися на ней сперматозоидами отделяется от мембраны яйцеклетки.
Вместе со слоем мукополисахаридов она образует оболочку оплодотворения;
● У морского ежа, кроме того, наблюдается изменение байндин-рецепторов и выделение гиалина, одевающего яйцеклетку сплошным слоем.
«Танец пронуклеусов» -передвижение ядер:
● Ядро сперматозоида всегда движется внутрь яйца перпендикулярно его поверхности - «дорожка проникновения»;
● Затем ядра движутся навстречу друг другу по «дорожке копуляции».
●
Морской еж:
○ Сперматозоид привносит в яйцеклетку свои центриоли, а яйцеклетка утрачивает свои; Центриоли сперматозоида располагаются между двумя ядрами гамет, и от них отходят лучи МТ (сперматическая звезда);
○ Затем МТ соединяются с обоими ядрами, происходит сближение и слияние ядер с образованием общей ядерной оболочки;
●
У млекопитающих:
○ Сохраняются центриоли яйцеклетки, а не сперматозоида;
○ Не происходит непосредственного слияния ядер;
○ В ходе сближения ядерные мембраны разбираются до маленьких пузырьков. Происходит замена белков хроматина спермия на белки ооплазмы, и хроматин этим приводится в деконденсированное состояние;
○ Затем ядерная оболочка вновь воссоздается;
○ В это же время ядро яйцеклетки, которая у всех позвоночных является ооцитом II порядка, завершает второе мейотическое деление;
○ Только после этого ядра начинают двигаться навстречу друг другу, и в них одновременно происходит репликация обеих ДНК;
○ Ядерные оболочки вновь разбираются, происходит слияние генетического материала и конденсация хроматина;
○ После этого сразу же начинается митоз;
○ Истинное диплоидное ядро у млекопитающих образуется только на стадии двух бластомеров.
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 27
Стадии онкогенеза:
● Инициация;
● Промоция;
● Опухолевая прогрессия.
31. Интерфаза и ее значение в жизни клетки.
См. вопрос 17.
32. Сперматогенез.
Гаметогенез
— это процесс образования половых клеток, который протекает в половых железах, называемых у самок яичники, у самцов семенники.
● Через 20 дней после начала развития зародыша первичные половые клетки
(ППК) мигрируют в желточный мешок зародыша;
● На 27-й день ППК мигрируют в зачаток гонады, который дифференцируется в семенник или яичник только на 46-й день развития.
● ППК, включившиеся в состав гонад, остаются в них до периода созревания.
Сперматогенез
— это процесс образования мужских половых клеток —
сперматозоидов (спермиев).
В будущей мужской гонаде формируются полости, которые превращаются в извитые семенные канальцы, располагающиеся в дольках семенника и сливающиеся в семявыносящий проток.
Стенка семенного канальца:
● Клетки Сертоли - выполняют функции опоры, защиты и питания половых клеток;
● Половые клетки, находящиеся на разных стадиях развития и располагающиеся в впячиваниях боковой поверхности клеток Сертоли;
● Между канальцами клетки Лейдига, которые синтезируют тестостерон,
стимулирующий сперматогенез.
Созревание спермиев начинается только в пубертатный период (12–14 лет) и непрерывно продолжается всю жизнь. Время образования спермиев 70 дней.
Внутриутробный период:
● ППК дают начало сперматогониям;
● Сперматогонии в состоянии покоя, между ними цитоплазматические мостики для обмена сигналами и питательными веществами;
Период полового созревания:
● Сперматогонии начинают расти и увеличиваться в размерах в 4 раза;
● Увеличившиеся половые клетки называют сперматоцитами I порядка;
● Сперматоциты I вступают в два деления мейоза, которые заканчиваются образованием гаплоидных сперматид;
● Сперматиды претерпевают процесс формирования - спермиогенез.
Спермиогенез:
● Удлиняется клеточное тело;
● Ядро сдвигается к одному из полюсов клетки;
● Хроматин уплотняется, гистоны замещаются на протамины, которые способствуют большей компактизации ДНК и полностью подавляют транскрипцию;
● Видоизменяются центриоли, формируя две базальные пластинки, от которых отходит тонкое волоконце, в дальнейшем образующее аксонему;
● Формируется акросома;
● Митохондрии образуют кольцо вокруг основания жгутика;
● Большая часть цитоплазмы элиминирует за счет отделения ее кусков.
Хвост и центриоли - локомоторный аппарат сперматозоида:
● Хвост совершает движения винтового характера и головка спермия, вращаясь вокруг собственной оси, движется вперед;
● Скорость движения спермия составляет 1–2 мм/с;
● При щелочных рН скорость движения увеличивается, а при кислых замедляется;
Время жизни спермия в половых путях самки составляет 2–3 дня.
33. Овогенез.
Овогенез
— это процесс образования женских половых клеток, называемых яйцеклетками.
Овуляция
- это выход зрелых яйцеклеток из яичника называют.
Процессы периодической овуляции:
● Гипоталамус выделяет рилизинг-фактор для активации гипофиза. Гипофиз секретирует свои гонадотропные гормоны ФСГ (фолликулостимулирующий гормон) и ЛГ (лютеинизирующий гормон), которые стимулируют овуляцию.
Овогенез:
● В эмбриогенезе ППК, закладывающиеся еще в желточном мешке,
мигрируют в яичник;
● В яичнике 22 митотических деления, образуются диплоидные овогонии;
● К пяти-семи месяцам развития число овогониев примерно равно семи миллионам;
● К моменту рождения остается около одного миллиона;
● Все овогонии соединены цитоплазматическим мостиками;
● К третьему месяцу развития яичники начинают вырабатывать сигналы остановки митоза и стимуляции мейоза;
● Овогонии вступают в профазу первого деления мейоза, доходят до стадии диплонемы;
● На седьмом месяце развития мейоз вновь останавливается с помощью третьего специального сигнала, овогонии становятся овоцитами I порядка;
● В их ядре происходят: транскрипция и-РНК с хромосом типа «ламповых щеток»
и амплификация генов гистонов и генов р-РНК.
● Стадия относительного покоя овоцита-I - диктиотена, в ней овоцит может находиться много лет: до периода полового созревания (12–13 лет) и далее до менопаузы (50–55 лет).
Фолликулогенез
— это процесс образования зрелого фолликула в яичнике.
Фолликулогенез:
● Овоцит-I в яичнике, постепенно окружается фолликулярными клетками - первичный, или примордиальный, фолликул;
● Далее происходит рост фолликула, число фолликулярных клеток увеличивается,
и, возрастает до 500 раз объем овоцита-I - вторичный фолликул;
● Между ФК и яйцеклеткой устанавливаются щелевые коммуникационные контакты, через которые в яйцеклетку проникает цикло-АМФ;
● От ФК в овоцит-I отходят макроворсинки, а им навстречу от овоцита формируются многочисленные микроворсинки. По ворсинкам транспортируются питательные вещества, АК, ц-АМФ, АТФ, которые овоцит поглощает из периовоцитарного пространства путем эндоцитоза;
● По мере роста фолликула в овоците-I происходит отложение запаса питательных веществ: желтка, жира, гликогена, и формируется слой кортикальных гранул,
которые представлены секреторными пузырьками с протеолитическим ферментами, мукополисахаридами и белком гиалинового слоя;
● Сократимый поверхностный слой с кортикальными гранулами запускает механизм защиты от полиспермии;
● Вокруг овоцита формируется прозрачная оболочка - zona pellucida;
● В растущем фолликуле ФК начинают выделять жидкость, содержащую гормоны и ц-АМФ. В результате скопления жидкости происходит образование полости в фолликуле, который теперь называют антральным;
● Фолликулярная (антральная) полость увеличивается в размере, фолликул становится зрелым и его называют граафов пузырек;
● Одновременно ФК выделяют эстроген, который воздействует на гипоталамус, а последний выделяет рилизинг-фактор, активирующий выброс гонадотропных гормонов гипофиза ФСГ и ЛГ;
● ФСГ и ФЛГ действуют на ФК, способствуя образованию ими гиалуроновой кислоты, которая вызывает разрыв контактов между макро- и микроворсинками.
Также, прерываются и щелевые контакты между овоцитами и ФК;
● Из-за нарушения контактов ц-АМФ перестает поступать в овоцит-I и в нем снижается активность ц-АМФ-зависимых протеинкиназ, что приводит к нарушению фосфорилирования белков, блокирующих мейоз;
● Блок мейоза снимается, овоцит-I проходит последовательные фазы первого деления мейоза и вступает во второе деление, превращаясь в овоцит II порядка;
● Второе деление мейоза останавливается на метафазе II за счет нового блока мейоза цитостатическими факторами;
● Образовавшийся овоцит-II теперь способен покинуть яичник, и этот процесс называется овуляцией.
Физический выход овоцита-II из граафова пузырька:
● Коллагеназа и протеаза разрыхляют и расщепляют внеклеточный матрикс фолликула. Повышение концентрации простагландинов внутри ФК способствует оттоку воды, что повышает давление в полости фолликула и вызывает его разрыв.
Если оплодотворение произойдет:
● В овоците-II закончится мейоз;
● Слияние генетического материал;
● В яичнике на месте лопнувшего фолликула образуется желтое тело;
● Желтое тело выделяет прогестрон, подготавливающий слизистую матки к имплантации зародыша;
Если оплодотворение не произойдет:
● Овоцит-II погибает не закончив мейоз;
● Желтое тело дегенерирует и слизистая матки отторгается;
● Концентрация прогестрона падает, что вызывает активацию гипофиза, который,
выделяя ФСГ и ЛГ, запускает цикл созревания новой яйцеклетки.
34. Строение половых клеток.
Сперматозоиды, или спермии
— это зрелые гаплоидные мужские половые клетки,
очень мелкие и подвижные. Их функция — сохранить и донести до яйцеклетки отцовские гены.
Строение сперматозоида:
● Головка - имеет спереди овальный, а сбоку грушевидный контур:
○ Гаплоидное ядро с неактивным плотно упакованным хроматином, в котором гистоновые белки заменены на белки протамины;
○ Мембранный мешочек — акросому с гидролитическими ферментами,
необходимыми для проникновения в яйцеклетку. Акросома представляет собой видоизмененный транс-отдел аппарата Гольджи;
○ Большая часть цитоплазмы сперматозоида элиминируется при его созревании.
● Шейка представляет собой более узкую часть клетки, содержащую митохондрии и центриоли:
○ Центриоли имеют вид двух зернышек, или пластинок, дают начало осевой нити хвоста — аксонеме;
○ Митохондрии образуют спиралевидное кольцо вокруг центриолей и обеспечивают энергией движение спермия;
● Хвост с аксонемой представляет собой локомоторный аппарат:
○ Хвост совершает волнообразные движения винтового характера, при этом головка спермия вращается и двигается вперед;
○ Аксонема образована системой микротрубочек, ее стержень состоит из двух одиночных микротрубочек, а по периферии имеется кольцо из 9 их дуплетов. В дуплете одна микротрубочка имеет обычное строение и состоит из 13 протофиламентов, а другая — только из 11
протофиламентов. Вокруг аксонемы расположены 9 плотных волокон в настоящее время неизвестного состава. Микротрубочки имеют динеиновые выступы.
Яйцеклетка
— это женская половая клетка, содержащая все необходимые вещества для роста и развития зародыша.
Размер яйцеклетки человека 0,15 мм.
Строение:
● Большую часть занимает ооплазма, содержащая материалы, необходимые для развития зародыша: м-РНК, т-РНК, белки, липиды, морфогенетические факторы;
● Полярность ооплазмы — первый шаг в создании пространственной организации зародыша.
● Человеческая яйцеклетка содержит мало желтка, так как эмбрион получает питание от матери, однако в центре ооплазмы диффузно рассеяны желточные гранулы с липидами, АК и углеводами;
● Ядро шаровидной формы и располагается эксцентрично;
● Слой ооплазмы под цитоплазматической мембраной, содержит кортикальные гранулы, несущие протеолитические ферменты, мукополисахариды и белок гиалинового слоя.
Специальные оболочки:
● Яйцеклетку, окруженную оболочками, называют яйцом.
● Прозрачная, или блестящая оболочка из гликопротеинов (zona pellucida) - играет роль в обеспечении видовой специфичности прикрепления спермиев;
● Вторичные оболочки возникают благодаря деятельности ФК.
● Слой ФК образует лучистый венец, или соrоnа radiatа для обеспечения яйцеклетки питанием;
● И, наконец, третичные оболочки образуются у животных, развитие которых происходит вне тела матери, являются продуктом деятельности эпителиальной выстилки выводных путей. У человека их нет.
Вопросы 35-38
35. Оплодотворение и его механизмы.
36. Ранние этапы развития зародыша. Бластула, гаструла, 3-слойный зародыш.
37. Генетический контроль раннего развития, материнские и зиготические гены.
38. Строение и функции зародышевых оболочек.
35. Оплодотворение и его механизмы.
У видов с наружным оплодотворением 2 этапа:
● Дистантный - выделение аттрактантов (сперакт и резакт) для движения спермиев;
● Контактный - контакт со студенистой оболочкой.
Они активируют спермий и индуцируют акросомальную реакцию, при ней разрывается акросомальный пузырек спермия и выдвигается акросомальный вырост.
Индуцироание акросомальной реакции при наружном оплодотворении:
● Сульфатированные ПС студенистой оболочки яйцеклетки связываются с рецепторами сперматозоидов;
● Происходит деполяризация их мембраны и в ней открываются доп. каналы для
Са
+2
и Nа
+
, поступающих внутрь головки сперматозоида;
● Одновременно активируются протонные насосы, ионы Н+ и К+ выходят из головки; Уменьшение концентрации Н+ (увеличение рН) способствует повышению гидростатического давления внутри сперматозоида;
● В результате происходит слияние мембраны акросомы с ЦПМ и экзоцитоз гидролитических ферментов из акросомы;
● Благодаря полимеризации актина и образованию актиновых филаментов формируется акросомный вырост, способствующий проникновению головки сперматозоида в оболочки яйцеклетки.
● Байндин - акросомальный белок, отвечающий за видоспецифичность контакта сперматозоида с яйцеклеткой. Он взаимодействует с рецепторами на вителиновой оболочке.
Узнавание и контакт гамет у млекопитающих
● Сперматозоиды млекопитающих способны к акросомальной реакции только после пребывания в половых путях самки.
● Капацитация - это изменение структуры липидов клеточной мембраны сперматозоидов. Альбумин в половых путях самки извлекает холестерин из билипидного слоя, что дестабилизирует мембрану акросомального пузырька,
● Во время капацитации с поверхности сперматозоидов убираются coating factors.
Это полимеры из остатков галактозы и ацетилглюкозамина. На поверхности сперматозоидов есть N-ацетилглюкозамингалактозилтрасфераза (АГАГТ).
● Этот белок узнает ацетилглюкозамин и связан с coating factors;
● После капацитации АГАГТ освобождается и может взаимодействовать с глюкозаминовыми остатками, входящими в состав ZРЗ рецептора прозрачной оболочки яйцеклетки, что обеспечивает контакт спермия и яйца.
● У человека акросомальная реакция происходит только после прикрепления сперматозоида к яйцу.
● Акросомальная реакция приводит к выделению гиалуронидазы, лизирующей связи между клетками лучистого венца, и активации и выделению акрозина,
лизирующего прозрачную оболочку.
Слияние мембран сперматозоида и яйцеклетки:
● Процесс опосредован фузогенными факторами - н-р, байндином;
● При нарушении целостности БЛС мембран спермия и яйцеклетки образуются мицеллы, затем происходит их перераспределение и восстановление единой мембраны;
● Материал мембраны сперматозоида в составе мембраны яйцеклетки;
● Ядро спермия в ооплазме яйцеклетки, жгутик и ЦП сперматозоида с МХ и центриолями также попадают в яйцеклетку (через цитоплазматический мостик);
● У некоторых видов животных жгутик спермия остается снаружи.
Механизмы защиты от полиспермии.
● Быстрый блок — изменение электрохимического потенциала на мембране;
● Медленный блок — зкзоцитоз кортикальных гранул.
Особенные механизмы:
● У рептилий и птиц в яйцеклетку проникают несколько сперматозоидов, но все,
кроме одного, разрушаются. Факторы разрушения пока неизвестны;
● У рыб - микропиле ( отверстие) - через него сперматозоиды проходят по одному,
покуда кортикальные гранулы не закупорят микропиле.
Быстрый блок - у морских ежей и амфибий:
● Цель - чтобы мембрана яйцеклетки не могла сливаться с мембраной сперматозоидов сразу после того, как первый сперматозоид вступит с ней в контакт;
● Измененяется электрический потенциал мембраны от U≈–70мВ
(милливольт) до –10 до +20 мВ после прикрепления первого сперматозоида в течение 0,1 секунды;
● Через 1 минуту величина потенциала возвращается к исходному значению;
● Спермии не способны сливаться с мембранами, потенциал которых имеет отрицательные значения, поскольку сами несут отрицательный заряд.
Медленный блок - в т.ч.у человека:
● Цель - удаление прикрепившихся к яйцеклетке «лишних» сперматозоидов;
● Включается посредством кортикальной реакции;
● Происходит зкзоцитоз содержимого кортикальных гранул, которое оказывается между мембраной яйцеклетки и ее первичной оболочкой;
● Сама кортикальная реакция запускается в результате увеличения концентрации
Са
2+
в ооплазме за счет его запасов в ЭПС;
● Механизм кортикальной реакции как при акросомальной реакции и происходит в течение 1–2 минут после проникновения спермия;
● Содержимое кортикальных гранул: ферменты, растворяющие белки, которые соединяют вителиновую оболочку с мембраной, и мукополисахариды,
создающие осмотический градиент и привлекающие воду;
● Реакция прозрачной оболочки: выделение ферментов из кортикальных гранул приводит к изменению ZРЗ-рецепторов и отсоединению от них сперматозоидов;
● У НЕ млекопитающих из-за кортикальной реакции первичная оболочка с оставшимися на ней сперматозоидами отделяется от мембраны яйцеклетки.
Вместе со слоем мукополисахаридов она образует оболочку оплодотворения;
● У морского ежа, кроме того, наблюдается изменение байндин-рецепторов и выделение гиалина, одевающего яйцеклетку сплошным слоем.
«Танец пронуклеусов» -передвижение ядер:
● Ядро сперматозоида всегда движется внутрь яйца перпендикулярно его поверхности - «дорожка проникновения»;
● Затем ядра движутся навстречу друг другу по «дорожке копуляции».
●
Морской еж:
○ Сперматозоид привносит в яйцеклетку свои центриоли, а яйцеклетка утрачивает свои; Центриоли сперматозоида располагаются между двумя ядрами гамет, и от них отходят лучи МТ (сперматическая звезда);
○ Затем МТ соединяются с обоими ядрами, происходит сближение и слияние ядер с образованием общей ядерной оболочки;
●
У млекопитающих:
○ Сохраняются центриоли яйцеклетки, а не сперматозоида;
○ Не происходит непосредственного слияния ядер;
○ В ходе сближения ядерные мембраны разбираются до маленьких пузырьков. Происходит замена белков хроматина спермия на белки ооплазмы, и хроматин этим приводится в деконденсированное состояние;
○ Затем ядерная оболочка вновь воссоздается;
○ В это же время ядро яйцеклетки, которая у всех позвоночных является ооцитом II порядка, завершает второе мейотическое деление;
○ Только после этого ядра начинают двигаться навстречу друг другу, и в них одновременно происходит репликация обеих ДНК;
○ Ядерные оболочки вновь разбираются, происходит слияние генетического материала и конденсация хроматина;
○ После этого сразу же начинается митоз;
○ Истинное диплоидное ядро у млекопитающих образуется только на стадии двух бластомеров.
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 27