Оплодотворение яйца животного

Процесс развития животного из оплодотворенного яйца — одно из наиболее замечательных биологических явлений. Из первых, очень сходных между собой эмбриональных клеток в ходе всего нескольких клеточных делений возникают дифференцированные органы и ткани, такие, как печень, мозг, почки, кожа и эритроциты. Дифференцированные клетки характеризуются, как правило, высокоспециализированными биохимическими свойствами. Так, эритроциты содержат гемоглобин, тогда как в мышечных клетках в больших количествах образуются миозин и актин. В эндокринных клетках поджелудочной железы синтезируются инсулин и глюкагон, а в экзокринных-—пищеварительные ферменты, которые секретируются в пищеварительный тракт. В целом считается, что в клетках специализированных тканей одновременно транскрибируется не более 10% общего количества генов (исключение составляет ткань мозга см. разд. Б, 8). Методом химического анализа четко установлено, что специализированные клетки содержат нормальное количество ДНК, т. е. полный набор генов, но 90% этого количества не функционирует. [c.352]

Изменения в организме человека при авитаминозе Е изучены недостаточно, поскольку с растительными маслами человек получает достаточное количество витамина Е. Недостаточность его отмечена в некоторых тропических странах, где основным источником пищи являются углеводы, тогда как жиры употребляются в незначительных количествах. Препараты витамина Е нашли применение в медицинской практике. Они иногда предотвращают самопроизвольные (или привычные) аборты у женщин. У экспериментальных животных, в частности крыс, недостаточность витамина Е вызывает нарушение эмбриогенеза и дегенеративные изменения репродуктивных органов, что приводит к стерильности. У самок в большей степени поражается плацента, чем яичники процесс оплодотворения яйца не нарушен, но очень скоро плод рассасывается. У самцов происходит атрофия половых желез, приводящая к полной или частичной стерильности. К специфическим проявлениям недостаточности витамина Е относятся также мышечная дистрофия, жировая инфильтрация печени, дегенерация спинного мозга. Следствием дегенеративных и дистрофических изменений мышц является резкое ограничение подвижности животных в мышцах резко снижается количество миозина, гликогена, калия, магния, фосфора и креатина и, наоборот, повышается содержание липидов и хлорида натрия. [c.219]

Как уже отмечалось, специализированные клетки образуются из оплодотворенного яйца путем дифференцировки, что означает запрограммированный ряд делений клетки, приводящих к последовательным изменениям клеток после каждого деления. Например, источником эритроцитов в крови являются стволовые клетки, которые находятся в костном мозге. Эти клетки являются предшественниками целого ряда разнообразных клеток. Одним из таких типов являются эритроциты. Развитие стволовых клеток в этом направлении называют эритропоэзом. Превращение одной стволовой клетки в эритроциты требует 11 делений, давая, таким образом, 2 (2000) высокоспециализированных клеток. Так как основная функция эритроцитов заключается в переносе кислорода, то зрелые эритроциты не делятся, а у млекопитающих даже теряют свои ядра. Незрелые эритроциты, известные как ретикулоциты, широко используются в молекулярной биологии в качестве источника эукариотических рибосом и других компонентов, участвующих в трансляции генетической информации. Ретикулоциты могут быть получены в достаточных количествах путем введения в кровь экспериментальных животных (обычно кроликов) фенилгидразина. Это приводит к разрушению эритроцитов, таким образом индуцируя интенсивную выработку ретикулоцитов. [c.28]

Однако у рыб и у других животных дело обстоит совершенно иначе. Если самец не вводит в буквальном смысле слова свои сперматозоиды в тело самки, то никак нельзя говорить, что самку бросают с ребенком на руках . Каждый из партнеров может быстро удалиться и оставить другому только что оплодотворенные яйца. Существует даже причина, по которой нередко именно самцу грозит опасность оказаться покинутым. Представляется вероятным, что может возникнуть эволюционная битва за то, кому первому выбросить в воду свои половые клетки. Тот из партнеров, который сумеет сделать это раньше, получит возможность оставить новые зародыши на другого. Однако при этом тот, кто первым нерестится, идет на риск, поскольку его предполагаемый партнер может не последовать его примеру. В этом отношении самец рискует сильнее уже по одному тому, что сперматозоиды меньше весят и легче рассеиваются. Если самка отнерестится слишком рано, т.е. до того, как самец готов оплодотворить ее икру, это не будет иметь большого значения, поскольку относительно крупные и тяжелые икринки, вероятно, в течение некоторого времени будут оставаться вместе, в виде единой кладки. Поэтому самка может пойти на риск и отметать икру раньше. Самец рисковать не может, потому что его сперматозоиды успеют уплыть далеко, прежде чем самка будет готова к икрометанию, а в таком случае она вообще не станет метать икру, так как это было бы бессмысленным. Таким образом, из-за проблем, связанных с диффузией, самец, должен дождаться, пока самка не отложит икру, после чего он выметывает на нее сперматозоиды. Однако при этом [c.124]

Начну с объяснения того, что я понимаю под узкогорлым . Из какого огромного числа клеток ни состояло бы тело слона, он начинает жизнь с единственной клетки — оплодотворенного яйца. Оплодотворенное яйцо — это то узкое горлышко, которое в процессе эмбрионального развития расширяется, превращаясь в триллионы клеток взрослого слона. Не имеет никакого значения ни общее число клеток, ни число специализированных клеточных типов, кооперирующихся для выполнения невообразимо сложной задачи обеспечения жизнедеятельности взрослого слона усилия всех этих клеток направлены на достижение одной конечной цели — образование новых единичных клеток, яйцеклеток и сперматозоидов. Слон не только начинается с одной клетки — оплодотворенного яйца. Его конечная цель (или создаваемый им конечный продукт) сводится к образованию опять — таки единичных клеток — оплодотворенных яиц следующего поколения. Жизненный цикл большого и массивного слона и начинается, и кончается узким горлышком. Образование горлышка характерно для жизненных циклов всех многоклеточных животных и большинства растений. Почему В чем его смысл Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть, какой была бы жизнь без такого узкого горлышка. [c.199]

Дробление. У всех животных после оплодотворения наступает период интенсивных клеточных делений, во время которого не происходит увеличения размера зародыша. Оплодотворенное яйцо многократно делится на все более и более мелкие клетки (рис. 10-5). На ранних стадиях развития деления дробления обычно синхронны так, яйцо делится на два бластомера, затем на че- [c.166]

Как и следовало ожидать, процессы оплодотворения, имплантации зародыша и т. д., особенно у человека, изучены очень детально. Во время полового сношения сперма попадает во влагалище. Оплодотворение происходит в верхних отделах яйцеводов. У разных видов животных оплодотворенное яйцо остается па месте в течение 1 или 2 дней и там же начинает дробиться. Затем, продолжая активно дробиться, оно перемещается в матку. Почти у [c.183]

Слоистость расположения по удельному весу макромоле кулярных компонентов в оплодотворенном яйце у животных и ее значение для последующей дифференцировки. [c.71]

Эти различия в силе притяжения, пусть незначительные, могли привести к ощутимым эволюционным последствиям. Как было описано в гл. 5, различные химические компоненты развивающегося яйца под действием силы земного притяжения располагаются в различных его слоях. В оплодотворенном яйце различные вещества образуют слои в зависимости от своего веса, причем установлено, что из разных слоев развиваются различные ткани взрослого животного. Различия в силе притяжения в разных частях земного шара могут слегка изменять распределение этих слоев, вызывая таким образом существенные изменения в дифференцировке зародыша и модифицируя структуры и функции организма. [c.270]

Показателем изменения обмена веществ является и то, что у ряда видов животных созревание яйца заканчивается только после проникновения в него сперматозоида. У круглых червей и моллюсков лишь в оплодотворенных яйцах выделяется второе редукционное тельце. [c.101]

Уже Карл Бэр своими исследованиями, опубликованными в труде История развития животных (1828), показал несостоятельность как преформизма, так и чистого эпигенеза. Бэр установил, что содержимое яйцеклетки неоднородно и степень структурированности увеличивается по мере развития зародыша в оплодотворенном яйце. [c.163]

Оплодотворение яйца животного сперматозоидом считалось моментом возникновения жизни и тем самым — главным аргументом витализма. Лёб (Loeb, 1912) в своих очень простых экспериментах показал, что можно инициировать развитие яиц морского ежа, поместив их в морскую воду с высокой концентрацией соли или сахара. Яйца помещали на два часа в раствор с высоким осмотическим давлением, а затем возвращали в обычную морскую воду. Такие яйца развивались без участия сперматозидов, образуя нормальных личинок в дальнейшем с помощью того же метода удалось довести развитие до стадии половозрелости. Аналогичные результаты были получены на морских звездах, червях и моллюсках. Это девственное развитие получило название экспериментального партеногенеза . [c.275]

В оплодотворенные яйца животных вводили ДНК методом миКроинъекции и имплантировали эти яйца в половые пути псевдобеременных самок (Gordon et al., 1980). С помощью такого внедрения чужеродного гибридного гена в зачатковые клетки были получены гигантские мыши. Промотор гена ме-таллотионеин-1 мыши был слит со структурным геном гормона роста крысы и введен методом микроинъекции в мышиные яйца. Рост мышей резко усиливался. Чужеродная ДНК включалась в хромосомы мыши и передавалась через клетки зародышевой линии (Palmiter et al., 1982). [c.304]

Прудовик —гермафродит, половая железа продуцирует как яйца, так и сперму. Оплодотворение яиц внутреннее, при совокуплении двух особей. Яйца проходят по половым путям, одеваются различными оболочками. Оплодотворенные яйца откладываются во внешнюю среду в иде студенистых кладок, в которых яйца рассредоточены по всей массе. Кладки прозрачные,, и поэтому легко наблюдать за эмбриональным развитием. Прудовик в аквариумах откладывает от 60 до 180 кладок в год. В каждой кладке число яиц достигает до 150 шт. Внутри, кладок происходит развитие до полного формирования молодого, моллюска. В процессе эмбрионального развития прудовика, следует отмечать следующие стадии развития стадии дробления (2—4 бластомера и 18—24 бластомеров), гаструла и стадии трохофоры т. е. личинки, обладающей сочетанием временных личиночных органов и органов взрослого, только что сформированного животного. Прудовик на разных стадиях своего онтогенетического развития по-разному относится к токсическим веществам, и для понимания механизма действия токсикантаа надо знать чувствительность разных стадий. [c.217]

Обоснованно принято считать, что большинство многоклеточных растений и животных начинает жизненный цикл с одной клетки - зиготы (оплодотворенного яйца). В результате многократных митотических делений из этой клетки возникает сложный, высокодифференцируемый организм. Этот процесс называют ростом и развитием. При этом упомянутый процесс включает дифференци-ровку. В результате дифференцировки клетка приобретает определенную структуру и, размножаясь, производит себе подобные. Так, в многоклеточном организме возникают различные ткани (органы) и происходит формирование сложного организма. Как полагают, причина этого явления не ясна [30]. Однако рост и развитие, несомненно, связаны с индукцией и репрессией генов. Считают, что дифференцировка проявляется через сложные взаимодействия между ядром, цитоплазмой и окружающей средой клетки. В литературе обсуждены различные этапы механизма дифференцировки. Их, естественно, весьма много [30, 31]. [c.22]

Организм любого многоклеточного животного можно рассматривать как клон клеток, образовавшихся из одной клетки-оплодотворенного яйца. По-этому клетки тела, как правило, генетически идентичны, но различаются по фенотипу одни становятся мышечными клетками, другие-нейронами, третьи- клетками крови и т.д. В организме клетки разного типа размещены строго упорядоченным образом, и благодаря этому тело обладает характерной формой. Все признаки организма определяются последовательностью нуклеотидов в геномной ДНК, которая воспроизводится в каждой клетке. Все клетки получают одни и те же генетические инструкщш , но интерпретируют их с должным учетом времени и обстоятельств-так, чтобы каждая клетка выполняла свою специфическую функцию в многоклеточном сообществе. [c.53]

Развитие позвоночных (и многих других животных) можно подраздели , на три фазы. Первая фаза-это дробление оплодотворенного яйца на множ сгво более мелких клеток. Эти клетки формируют слой наподобие эпителия, который претерпевает сложные движения гаетруляции, приводящие к образо-вангао полости первичной кишки. Затем следует фаза органогенеза, когда образуются различные органы н части тела (конечности, глаза, сердце и т.д.). На третьей фазе развития органы, сформировавшиеся в виде небольших структур, растут, пока не достигнут размеров, характерных для взрослого животного. и фазы не имеют четких границ и могут в значительной мере перекрываться. Механику развития Хепорш мы проследим от стадии оплодотворенного яйца до начала органогенеза. [c.54]

Исследование животных, которых кормили пищевыми смесями, содержащими все витамины, кроме витамина Е, показало, что эти животные развиваются вполне нормально, но становятся бесплодными. Отсутствие витамина Е в пище нарушает у самцов способность к оплодотворению, а самки теряют способность вынашивать плод (рис. 6). Так как витамин Е способствует фиксации оплодотворенного яйца и нормальному развитию плода, то его назвали токоферолом, что по-гречески означает несущий потомство (tokos — потомство, phero — несу). [c.130]

Половые клетки растения или животного содержат п хромосом. Это число широко варьирует у разных видов — от одной хромосомы до нескольких сотен, но оно постоянно для каждого вида, например у человека п 24. Когда при оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой, образуется клетка, содержащая 2п хромосом так, для человека 2п 48 . Хромосомы половой клетки, как правило, все разные и в благоприятных случаях их можно различить по величине и форме под микроскопом. Каждая хромосома, внесенная мужской половой клеткой (за одним исключением), в основном идентична гомологична) соответствующей хромосоме, внесенной женской половой клеткой. Одна пара хромосом — половые хромосомы у многих животных, включая человека и плодовую мушку дрозофилу, — является исключением в том отношении, что в оплодотворенном яйце (или зиготе), которое разовьется в мужской организм, две хромосомы, составляющие пару, различны можно отличить Х-хромосому, внесенную яйцеклеткой, и У-хромосому, внесенную спермием. С другой стороны, зигота, которая должна дать женский организм, имеет две Х-хромосомы. Имеются спермин двух типов одни несут Х-хромосому и дают начало зиготам, развивающимся в самок, другие несут У-хромосому и образуют зиготы, дающие самцов. У птиц и бабочек гетерогаметная самка имеет хромосомы XY. Семенные растения и многие низшие животные не всегда имеют механизм определения пола типа XV. [c.105]

Одной из первых основных проблем, которые Морган смог решить исключительно потому, что он работал с дрозофилой, был механизм определения пола у животных, т. е. вопрос о том, чем определяется, даст ли оплодотворенное яйцо мужской или женский организм. Эга проблема волновала исследователей с древнейших времен. К 1900 г. детальное микроскопическое исследование морфологии хромосом выявило небольшое, но существенное различие между хромосомными наборами клеточных ядер у самцов и самок животных. Например, б 1Л0 об аружепо следующее. Различимые под микроскопом 8 хромосом диплоидной соматической клетки самки дрозофилы можно легко разделить на 4 гомологичные пары, поскольку хромосомы каждой пары имеют одинаковую форму (фиг. 9). В то же время в диплоидных соматических клетках самца дрозофилы обнаруживаются лишь три пары гомологичных хромосом, а две другие хромосомы сильно отличаются друг от друга по своей морфологии. Эти две непохожие хромосомы, обнаруженные у самцов, были названы X-и Y-хромосомами. Сравнение этой пары непохожих хромосом с четвертой парой одинаковых хромосом самки показало, что соматические клетки самки содержат по две Х-хромосомы, а Y-хромосомы в этих клетках вообще нет. Из этих микроскопических наблюдений был сделан вывод, что [c.26]

Если освободивпгееся яйцо не оплодотворилось, через некоторое время наступает инволюция (обратное развитие) желтого тела, В случае же оплодотворения яйца и укрепления зародыша в матке желтое тело продолжает расти, достигает размера около трети всего яичника и существует в течение всей беременности. Одновременно с первой овуляцией наступает первый половой цикл, у животных — первая течка. [c.153]

Метод трансфекции успешно применяется для введения генов в геном животных (рис. 38.14). Плазмиды, несущие интересующий исследователей ген, вводятся в зародышевый пузырек (ядро) ооцита мыши или в пронуклеус оплодотворенного яйца. Затем это яйцо имплантируется самке. Таким образом, были введены гены глобина и гибридные гены, содержащие промотор для металлотионеина, который сцеплен с кодирующей последовательностью тимидинкиназы. Промотор МТ ведет происхождение от природного гена мыши его присутствие можно определить по способности отвечать на обычную индукцию тяжелыми металлами или глюкокор-тикоидами (ответ определяют по активности тимидинкиназы). [c.501]

Обсуждая проблему клеточного старения, мы высказали мысль, что клетками часто управляют долговременные внутриклеточные программы, поэтому текущее пролиферативное поведение клетки зависит от предыстории воздействия определенных факторов за много клеточных поколений до этого (разд. 13.3.10). Хотя взаимоотношения между долговременными и кратковременными механизмами контроля все еще остаются загадкой, по-видимому, в тех и других участвует много одинаковых молекул, в том числе факторов роста и продуктов протоонкогенов. В процессе эмбрионального развития программы деления клеток могут быть удивительно сложными и четкими. Это ярко продемонстрировано, например, на нематоде aenorhabditis elegans, оплодотворенное яйцо которой делится так, что производит в точности 959 ядер соматических клеток взрослого животного уже начато изучение некоторых генных продуктов, участвующих в реализации этой программы (разд. 16.3.3). [c.436]

Для гого чтобы облегчить восприятие излагаемого материала, процесс эмбриогенеза позвоночных (и многих других грунн животных) подразделен на три периода. Первый - это дробление оплодотворенного яйца на множество более мелких клеток, формирующих слой наподобие энителия, из которого в результате процессов гаструляции и нейруляции образуются полость первичной кишки и нервная трубка. Затем следует период органогенеза, т. е. возникают различные органы и части тела (конечности, глаза, сердце и т. д.). Третий период развития характеризуется тем, что органы, сформировавшиеся в виде небольших структур, растут, нока не достигнут размеров, свойственных взрослому животному. Эти периоды пе имеют четких границ и могут в значительной степени перекрываться. Развитие от стадии оплодотворенного яйца до начала органогенеза мы проследим па примере эмбриогенеза у Xenopus. [c.58]

Проблему мозаичности первичных трансгенных животных легко преодолеть, если использовать трансформированные и прошедшие селекцию ES-клетки в качестве доноров ядер. Пронуклеус оплодотворенной яйцеклетки можно удалить, чтобы затем в эту яйцеклетку трансплантировать донорное яйцо, которое обычно берут из другого оплодотворенного яйца [9]. Ядра Е8-клеток, несущие трансгены, способны колонизировать эну-клеированные яйца, которые затем продолжат свое нормальное развитие. В результате может получиться животное, в каждой клетке которого будет содержаться трансген. [c.311]

Ключ к их происхождению был найден при анализе другого типа беспозвоночных — иглокожих. Хотя наше тело мало напоминает взрослую морскую звезду или другое животное этого типа, сходство проявляется в развитии зародыша. Как видно из рис. 3.2, имеется несколько черт эмбриогенеза, по которым морская звезда похожа на позвоночных, но отличается от высших беспозвоночных. Сюда относятся радиальное недетерминированное дробление оплодотворенного яйца, способ образования целома и судьба бластопора. Последняя служит даже основой для разделения всех высших многоклеточных на первичноротых (бластопор становится ртом животного) и вторичноротых (бла-стопор становится анусом). В этой точке эволюционного процесса происходит четкое расхождение, что схематически показано на рис. 3.1. Еще одной подсказкой к решению загадки происхождения позвоночных является тот факт, что покрытая ресничками личинка иглокожих фактически неотличима от личинки некоторых животных другого типа — полухордовых. У полухордовых среди прочих признаков имеются глоточные жа- [c.57]

Многие рыбы не копулируют, а просто извергают свои половые клетки в воду. Оплодотворение происходит в воде, а не в теле одного из партнеров. Возможно, что впервые половое размножение возникло именно таким образом. Однако наземные животные, т.е. многие птицы, млекопитающие и рептилии, не могут прибегнуть к такому способу оплодотворения, потому что в воздушной среде половые клетки слишком быстро высыхают. Гаметы индивидуума одного пола (самца, поскольку сперматозоиды подвижны) вводятся во влажное влагалище представителя другого пола (самки). До сих пор были только факты. Дальше следует гипотеза. После копуляции обитающая на суше самка оказывается физической обладательницей эмбриона. Он находится в ее теле. Даже если она откладывает оплодотворенное яйцо почти немедленно после копуляции, у самца все еще есть время исчезнуть, а в результате самка попадает в трайверсов скверный переплет . Самец неизменно обладает правом первым принять решение о том, чтобы сбежать, лишая самку этой возможности и заставляя ее решать, бросить ли детеныша на верную гибель или же остаться с ним и вырастить его. Поэтому у наземных животных материнская забота распространена шире, чем отцовская. [c.124]

Из оплодотворенного яйца после его дробления и гаструляции развивается молодое животное с нервными клетками, хондроцита-ми, эритроцитами, ацинарными клетками, гаметами и т. д. Происходят ли при этом необратимые изменения генома Необходимы ли они Мы задавали эти же вопросы, когда рассматривали развитие миксомицетов. Там ответ был совершенно ясен. Из любой изолированной клетки миксомицета независимо от того, было ли ей предназначено стать спорой, клеткой стебелька или базального диска, возникает клон клеток, способных образовать нормальное плодовое тело со спорами, стебельком и базальпым диском. То же самое справедливо для любой зрелой споры и для любой незрелой клетки стебелька, которая еще не погрузилась окончательно в целлюлозный матрикс и, следовательно, в момент изоляции жива. Можно, конечно, назвать необратимым изменением разрушение ядра, но это слишком простой вариант дифференцировки. Отсутствие необратимых изменений генома при дифференцировке клеток миксомицета предусматривает дифференциальную активность генов. [c.225]

У растений и многих животных нет разделения между зародышевой плазмой и сомой. Из одной клеткн листа можно вырастить целое растение гены, введенные в оплодотворенные яйца позвоночных, включаются в клетки зародышевой линии. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что события, происходящие в процессе эмбрионального развития и в прстна-тальный период, давали на клеточном уровне такие результаты, которые эволюция вынуждена была использовать. В качестве источников упорядоченной изменчивости, обусловившей течение биологической эволюции, эти решения могли иметь столь же важное значение, как те, которые возникали в клетках заро-дьвшевой линии. [c.358]

Иначе обстоит дело с клетками млекопитающих. Здесь мы пока не в состоянии установить, как и куда включилась в хромосому введенная в клетку ДНК. В среднем лишь один акт интефации на тысячу приводит к замене одного гена другим. Вместо этого клеточные ферменты быстро сшивают линейные фрагменты ДНК конец-в-конец и такой длинный тандем обычно включается в хромосому в каких-то, по-видимому, случайных, участках. Оплодотворенные яйца млекопитающих ведут себя в этом отношении так же, как и прочие клетки млекопитающих. Если ввести в яйцо мыши 200 копий линейной молекулы ДНК, то часто из него развивается мышь, у которой в одну из ее хромосом в случайном участке интефированы эти тандемно повторяющиеся копии введенного гена (рис. 5-88). В том случае, когда модифицированная хромосома присутствует и в половых клетках (яйцеклетках или спфматозоидах), мышь пфедаст эти новые полученные ею гены своему потомству животные с таким устойчивым изменением называются трансгенными. Поскольку нормальный ген у них, как правило, сохраняется, трансгенные животные по большей части непригодны для столь убедительной, как у дрожжей, демонстрации эффектов, связанных с изменением гена однако с их помощью были уже получены важные сведения о том, как осуществляется регуляция генов млекопитающих (см. стр. 10.3.11) и каким образом некоторые гены (их называют онкогенами) обусловливают возникновение рака (см. разд. 21.2.5). [c.339]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология