Зиготена

Строение и свойства других важнейших биополимеров — нуклеиновых кислот—существенно отличны от строения и свойств белков. Это различие выражает принципиальную разницу биологических функций. Можно сказать, что функция белков— исполнительная, в то время как функция нуклеиновых кислот— законодательная, поскольку она сводится к участию в синтезе белка. В конечном счете главный молекулярный процесс, лежащий в основе всей биологии, — матричный синтез биополимеров, реализуемый в транскрипции и трансляции (а также в обратной транскрипции). Физические основы этих явлений описаны в книге. Однако мы ограничились рассмотрением простейших модельных процессов, реализуемых в бесклеточных системах, и не затрагивали процессы регуляции матричного синтеза, т. е. регуляции действия генов. Очевидно, что клеточная дифференцировка, морфогенез и онтогенез в целом не могли бы реализоваться без такой регуляции. В самом деле, в любой соматической клетке многоклеточного организма наличествует тот же геном, что и в исходной зиготе, но функции соматических клеток различны, так как в них синтезируются разные белки. Регуляция действия генов осуществляется на молекулярном уровне в системе оперона у прокариотов или транскриптона у эукариотов. Рассмотрение этих систем выходит за рамки книги. [c.610]

У животных мейоз происходит непосредственно перед образованием гамет. Иными словами, в клетках каждой особи данного вида на протяжении большей части жизненного цикла содержится 2N хромосом. Такие организмы называют диплоидными. Однако это отнюдь не всеобщее правило у эукариот, размножающихся половым путем. У многих протистов мейоз происходит сразу после образования зиготы, так что эти организмы на протяжении большей части жизненного цикла содержат N хромосом. Такие организмы называют гаплоидными. У многих водорослей и растений, а также у некоторых грибов и простейших происходит чередование гаплоидных и диплоидных поколений. При таком типе жизненного цикла из диплоидной зиготы возникает диплоидная особь, образующая путем мейоза гаплоидные клетки, предназначенные для бесполого размножения. Из каждой такой гаплоидной клетки возникает гаплоид- [c.50]

Способность генетического материала, ДНК, к самовоспроизведению (репликации) лежит в основе размножения живых организмов, передачи наследственных свойств из поколения в поколение и развития многоклеточного организма из зиготы. Настоящая глава посвящена молекулярным механизмам самовоспроизведения ДНК [c.44]

Генная терапия человека в широком смысле предусматривает введение в клетки функционально активного гена (генов) с целью исправления генетического дефекта. Существуют два возможных пути лечения наследственных болезней. В первом случае генетической трансформации подвергают соматические клетки (клетки, отличные от половых). При этом коррекция генетического дефекта ограничивается определенным органом или тканью. Во втором случае изменяют генотип клеток зародышевой линии (сперматозоидов или яйцеклеток) или оплодотворенных яйцеклеток (зигот), чтобы все клетки развившегося из них индивидуума имели исправленные гены. В результате ген- [c.526]

Центральная проблема теоретической биологии и биофизики сложных систем — проблема развития (филогенеза и онтогенеза). Дифференциация клеток, возникновение сложного организма из зиготы ставят перед наукой множество нерешенных вопросов. Их решение будет иметь громадное теоретическое и практическое значение (проблема рака ). [c.50]

Половой процесс у эукариот. Первый этап полового размножения --слияние клеток. Две клетки, участвующие в этом процессе, называются гаметами, а образующаяся в результате их слияния клетка — зиготой. У всех эукариотических организмов после слияния гамет происходит слияние их ядер, поэтому ядро зиготы содержит два полных набора генетических детерминантов — по одному из каждого ядра гаметы. [c.50]

Половое размножение получает окончательное развитие у эукариот, где рост многоклеточного организма начинается со слияния двух гаплоидных гамет — яйцеклетки и сперматозоида. Каждая гамета несет полный набор генетических инструкций образовавшееся после слияния ядер оплодотворенное яйцо (зигота) является диплоидным. Диплоидная клетка содержит два полных набора генетических матриц, полученных от двух совершенно разных родителей. Это дает развивающемуся организму огромные преимущества. В самом деле, если какой-либо ген, полученный от одного из родителей, окажется дефектным, то весьма мало вероятно, что соответствующий ген от второго родителя будет тоже дефектным. Кроме того, половое размножение — это средство смешивания генов, и каждый из нас получает не просто половину генов от матери и половину от отца, но также какие-то гены от дедушек и бабушек, от прадедушек и прабабушек и т. д. [c.39]

Этапы развития дрозофилы подробно описаны. После оплодотворения и слияния материнского и отцовского ядер у дрозофилы происходят последовательные синхронные де тения ядра зиготы (рис. 116, 1 — 6). Образуется многоядерный, не имеющий клеточного строения синцитий, содержащий несколько сотен ядер. Ядра синцития эквивалентны по своим потенциям в развитии (тотипотентны), т. е. каждое ядро еще сохраняет способность быть предшественником любой ткани организма. Эти ядра еще не детерминированы. [c.212]

Клонирование Долли из ядра дифференцированной клетки и трех других овец из ядер эмбриональных клеток удалось осуществить благодаря переносу ядер из клеток, находящихся в стадии покоя (Од), и, возможно, особенностям эмбриогенеза этого животного. Дело в том, что в течение первых трех делений зиготы овцы, занимающих несколько суток, происходит только репликация ДНК, ни один из генов не экспрессируется. Предполагается, что за это время введенная ДНК освобождается от специфичных для клетки регуляторных белков, а соответствующие гены эмбрионального развития связываются с инициаторными эмбриональными белковыми факторами из цитоплазмы яйцеклетки. [c.426]

Так как /2 > /ь очевидно, что А /> /1 — Аг/]. Информация черпается открытой системой из окружающей среды, энтропия которой возрастает. Организм, растущий из зиготы, подобен в этом смысле кристаллу, растущему из зародыша, помещенного в насыщенный раствор. В обоих случаях возрастание упорядоченности, возрастание количества информации, перекрывается увеличением энтропии окружающей среды — холодильника при кристаллизации. Концепция Эльзассера виталистична неявным образом предполагается несоблюдение второго начала в живой природе. Равен, подвергший критике идеи Эльзассера, считает, что во всех клетках организма содержится одна и та же генетическая информация. Развитие организма означает не увеличение количества информации, но увеличение избыточности, т. е. многократное ее повторение [31]. Равен трактует зиготу как канал связи, причем родительские организмы служат источником информации, а вырастающий организм — ее приемником. Развитие сводится к декодированию информации. Равен исходит из возможности абсолютной оценки количества информации в зиготе и организме. В действительности, как показал Аптер [32] (см. также [33, 57]), такая оценка всегда относительна и условна. Тождество генов в клетках организма не означает избыточности. Развитие есть результат взаимодействия различных частей эмбриона, информация содержится не только в хромосомах, но и во всех внутри- и межклеточных взаимоотношениях. Концепции преформизма и эпигенеза в сущности непригодны для описания развития, которое нельзя свести к увеличению или сохранению количества информации. Задача состоит не в таком описании, но в выяснении сущности развития, его физической природы, его атомно-молекулярных основ. [c.34]

При половом размножении происходит слияние содержимого двух клеток. Из образовавшейся зиготы развивается сумка, в которой формируются 1—12 спор, чаще 1—4. Если образованию спор не предшествует слияние двух клеток, то сумки со спорами возникают непосредственно из вегетативных клеток. Однако образование опор у дрожжей наблюдается редко. Их появлению способствует резкий переход культуры с богатого питательного субстрата на бедный ири хорошей аэрации. [c.87]

Слияние клеток в ходе полового процесса приводит к удвоению числа хромосом, так как ядро каждой из гамет содержит N хромосом, и после их слияния в ядре зиготы будет соответственно 2К хромосом. Поэтому при переходе от одного поколения, возникшего половым путем, к следующему на каком-то этапе должна произойти редукция числа хромосом, так как число хромосом в ядре не может бесконечно увеличиваться. Действительно, при половом процессе всегда имеется этап, на котором число хромосом уменьшается в два раза, что является результатом особого клеточного деления, называемого мейозом (рис. 1.19). [c.50]

Биологическая эволюция определяется преимущественным выживанием популяций, более приспособленных к условиям среды. Соответственно строение организма характеризуется такой приспособленностью и адаптацией к определенной экологической нише. Поэтому в биологии естественным образом возникает фи-иалистическая трактовка изучаемых явлений. Развитие зиготы во взрослый организм можно описывать, пользуясь понятием щели целью развития является создание приспособленного организма. Уже на ранних стадиях эмбриогенеза определенные группы клеток предназначены для развития в определенный орган, и этим задается их функциональность на всех уровнях, вплоть до молекулярного. [c.15]

Адвентивный — развитие из необычных точек происхождения, например почечные или корневые ткани, возникающие из каллуса, или зародыши, развивающиеся из других источников, а не из зигот. Этот термин также может быть использован для описания агентов, загрязняющих клеточные культуры. [c.492]

Самые ранние стадии развития дрозофилы, когда устанавливаются так называемые пространственные координаты эмбрионов, определяющие передний и задний или брюшной и спинной отделы, контролируются группой генов матери. Эти гены функционируют-на стадии образования яйца, и их продукты неравномерно распределяются по яйцеклетке. Предполагается, что материнские гены и нх продукты обеспечивают позиционную информацию, которая воспринимается генами, работающими после оплодотворения, в зиготе. Представление о наличии в цитоплазме яйца позиционной информации, определяющей направление развития групп эмбриональных клеток, подчеркивает роль взаимного влияния частей будущего эмбриона в развитии, но никак не вскрывает природы этих взаимодействий. Мутации в генах, определяющих структуру неоп-лодотворенного яйца, оказывают так называемый материнский эффект, нарушая развитие эмбриона. Например, структуры, свойственные данному району, заменяются иными, характерными для других районов развивающегося организма. Вероятно, такие материнские гены оказывают свое действие на стадии ядерного синцития, до образования клеток бластодермы, когда диффузия продуктов генов затрудняется в результате образования клеточной мембраны. Транскрипты таких генов локализуются в соответствующих отделах (например, переднем или заднем) неоплодотворенного яйца или развивающегося эмбриона. [c.214]

Генетический анализ родившихся трансгенных животных и полученного от них потомства показал, что, несмотря на инъекцию ДНК на ранних стадиях, в трансгенных линиях могут появляться так называемые мозаики. К мозаикам относят животных, происходящих из одной зиготы, но имеющих разные генотипы. Помимо клеточных линий, содержащих трансген, они имеют еще и нетрансгенные клеточные линии. Подсчитано, что около 30 % первичных трансгенных животных, полученных методом микроинъекции ДНК, — мозаики, что затрудняет создание чистых трансгенных линий животных. Этим объясняется тот факт, что трансген не передается потомству с ожидаемой в соответствии с законами Менделя частотой 50 %. Часть мозаиков вообще не может дать на- [c.128]

Нейроспора может размножаться и посредством гаплоидных спор — конидий. Гаплоидные мицелии представлены двумя типами, и конидии или мицелии одного типа способны оплодотворять клетки другого типа, (находящиеся в специальном образовании — протоперитециуме) с образованием зигот. Последние немедленно проходят мейоз и митоз, форми-. руя восемь аскоспор. [c.47]

ЭТИМ животные клетки. Диплоидной является только зигота. С другой стороны, клетки на редкость красивой спирогиры (Spirogyra) (рис. 1-9) неподвижны, а амебоидная мужская гамета продвигается по трубочке, соединяющей две спаривающиеся клетки. Такая особенность размножения указывает на связь спирогиры с высшими зелеными растениями. [c.49]

Некоторые одноклеточные водоросли достигают значительных размеров. Примером может служить Асе1аЬи1аг1а (рис. 1-9), произрастающая в теплых водах Средиземноморья и других тропических морей. Клетка этой водоросли содержит одно ядро, расположенное в ее основании (ризоиде). У взрослой водоросли, жизненный цикл которой длится от 6 месяцев (в лабораторных условиях) до 1 года (в природе), формируется характерного вида вырост (шляпка). По завершении развития этого образования ядро делится примерно на Ю вторичных ядер, которые мигрируют вверх по стебельку и в радиальные лучи шляпки, где образуются цисты. Затем шляпка отмирает и цисты высвобождаются в них происходит мейоз, и образовавшиеся жгутиковые гаметы попарно сливаются, формируя зиготу, из которой вновь вырастает диплоидная водоросль. [c.49]

Семена растений состоят из трех четко различающихся частей. Зародыш развивается из зиготы, образованной в результате слияния ядра спермия, происходящего из пыльцевой клетки, с ядром яйцеклетки. Оплодотворенная яйцеклетка у голосеменных окружена питательным слоем, или эндоспермом, происходящим из той же гаметофитной ткани, что и яйцеклетка, и потому гаплоидным. У покрытосеменных в спермин формируются два ядра одно из них оплодотворяет яйцеклетку, тогда как другое сливается с двумя гаплоидными полярными ядрами, образующимися в женском гаметофите. (Эти полярные ядра формируются в ходе того же митотического деления, при котором образуется яйцеклетка.) В результате развивается триплоидный (Зп) эндосперм. [c.63]

J — зигота 2 — деление ядер н образование синцития 3 — миграция ядер 4, 5 — образование клеточных структур (целлюлнрнзация) 6 — бластодерма (стрелки указк вают патоже- [c.213]

Определим живой организм как открытую, саморегулируемую, амовоспропзводящуюся и развивающуюся гетерогенную систему, важнейшими функциональными веществами которой являются биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты. Организм — система историческая, в том смысле, что он является результатом филогенетического, эволюционного развития и сам проходит путь онтогенетического развития — от зиготы до старости и смерти. [c.13]

На дикариофитпом мицелии вырастают в типичных случаях сложные плодовые тела. Это хорошо известные шляпочные грибы, трутовики и т. п. Образование базидии происходит в специальном слое такого плодового тела — в так называемом гимении, который состоит из базидии и стерильных гиф (парафиз и цистид). Базидия образуется в результате увеличения концевой клетки два ядра этой клетки сливаются (кариогамия). Затем ядро зиготы претерпевает редукционное деление с образованием четырех гаплоидных ядер. Одновременно формируются четыре стеригмы с зачатками базидиоспор, в которые проникают ядра. [c.73]

Само деление клеток, начиная с появления двух первых бластомеров, есть результат внутриклеточных взаимодействий, регуляции активности генов веществами цитоплазмы п клеточной мембраны. Дифференцировка на ранней стадии (бластула) определяется двумя причинами, имеющими самый общий характер. Первая из них — неоднородное распределение вещества в цитоплазме исходной зиготы, вторая — неоднородность среды внутри клеточного шара, получающегося в результате дробления. II то, и другое означает наличие позиционной информации (Вольперт). Наряду с этими факторами онтогенез определяется контактной и гуморальной регуляцией. [c.574]

Эльзассер противопоставлял физику биологии [11]. Запас информации, содержащейся в исходной зародышевой клетке, зиготе, значительно меньше, чем во взрослом многоклеточном организме. Возрастание объема информации, с точки зрения Эльзассера, физически необъяснимо — это специфическая для живых систем биотонная закономерность. Далее эти представления будут рассмотрены подробно (стр. 33). [c.16]

Как уже говорилось (стр. 16), Эльзассер утверждал, что развитие многоклеточного организма из зиготы несовместимо с законами физики. Он считал возрастание запаса информации при морфогенезе, при росте организма, биотонным . Эти представления об эпигенезе в развитии противостоят концепции преформизма, согласно которой вся информация о будущем организме уже заключена в зиготе. [c.33]

Оценить количество информации, содержащееся в клетке и в организме, трудно. Можно считать, что информация (т. е. упорядоченность), обеспечивающая биологическую функциональность, полностью определяется атомной структурой [29, 30]. Данков и Кастлер оценили количество информации, требуемое для отбора одного атома из всего набора атомов в клетке и задания его положения с точностью, определяемой тепловыми колебаниями при температуре тела [30]. По их оценке на один атом приходится 24,5 бит, на одну клетку Е8кег1сЫа соИ — порядка 10 бит, на одну зиготу млекопитающего — порядка 10 бит, на человеческий организм — порядка 10 бит (т. е. [c.33]

Из теории эволюции Дарвина следует единство основных явлений жизни во всех организмах. То же положение вытекает из клеточной теории, предложенной Шлейденом и Шванном в 1839 г. Существование одноклеточных и факт возникновения многоклеточного организма из одной клетки — зиготы показывает, что свойства живого тела присущи отдельной клетке. В клетке заложен механизм наследственности и изменчивости, ответственный за биологическую эволюцию. Дальнейшее развитие биологии локализовало этот механизм со все возрастающей точностью. Зигота, возникающая в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида, приобретает наследственные свойства обеих клеток. Так как сперматозоид состоит в основном из ядерного материала, за наследственность ответственна не вся клетка, а ее ядро (Геккель, 1868 г.). Цитология и генетика показали, что аппарат наследственности сосредоточен в хромосомах, находящихся в ядре клетки. [c.484]

Метод, принятый на кафедре генетики и селекции МГУ, состоит в том, что беременную самку мыши забивают через З / г суток после спаривания с самцом, подвергнутым действию какого-либо мутагена. В этом случае у животного наблюдают доимплантационный период. Из рогов матки при помощи шприца, наполненного раствором Рингера, вымывают зиготы (эту операцию можно проводить на более ранних стадиях беременности, вымывая зиготы из яйцеводов), подсчитывают число желтых тел беременности и количество вымытых зигот. Разница между количеством желтых тел беременности и количеством зигот составляет гибель, обусловленную доминантными леталями, проявляющимися до имплантации. [c.264]

Половое размножение у грибов так же, как у других эукариот, включает слияние двух ядер. Такое слияние ядер у разных грибов происходит через различные промежутки времени после первого контакта между родительскими клетками. В процессе полового размножения можно различить три фазы. Первая фаза плазмогамия связана с соединением двух протопластов. Возникшая в результате этого клетка содержит два ядра. Эта пара ядер (дикарион) не обязательно сливается сразу же. Во время последующих делений клетки могут оставаться в дикариотической фазе. Оба ядра делятся при этом одновременно (сопряженное деление). Лишь позднее, часто только после образования плодового тела, происходит слияние обоих гаплоидных ядер (кариогамия) с образованием диплоидного ядра зиготы. За кариогамией следует мейоз, или редукционное деление, при котором число хромосом умень- [c.56]

Дрожжи. К протоаскомицетам относятся дрожжи, или почкующиеся грибы. Для дрожжей в широком смысле слова типичным способом бесполого размножения является почкование (рис. 1.23) бинарное дед.е-ние наблюдается редко. Клетки, подмечающиеся в результате почкования, могут оставаться соединенными, образуя псевдомицелий в других случаях они расходятся. Аскоспоры образуются в голом аске, развившемся из зиготы или из одной вегетативной клетки. [c.67]

Некоторые виды образуют так называемые мукоровые дрожжи (особенно при ограничении доступа кислорода). Бесполые спороношения свободные в виде спорангиев или спорапгиол на спорапгиеносцах. Спорангии могут возникать и при прорастании зигот, являющихся результатом зигогамии (полового процесса). [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология