Жыныс жасушаларының құрылысы тақырыбындағы дәріс

Көбею.

Тірі ағзалардың негізгі белгілерінің бірі – олардың көбеюге қабілеттілігі. Көбеюдің негізгі екі әдісі ажыратады: жыныстық және жыныссыз.

Эволюция барысында жыныссыз көбею жынысты көбеюден ерте пайда болған. Бұл гаметалардың түзілуінсіз жүреді және оған тек бір ағза қатысады. Осы қасиетттің арқасында миллиардтаған жылдар бойына ұрпақтар жалғасып, Жер бетінде тіршілік байқалып келеді Ағзалардың көбею қасиеті тіршіктің дискреттілігімен тікелей байланысты.Мысалы: ағзалардың денелері көптеген жасушалардан тұрады,ал жеке жасушалардың тіршілік ұзақтығы ағзалардың тіршілік ұзақтығымен салыстырғанда әлдеқайда қысқа болады сондықтан да ағзалардың тіршілігі оның жасушаларының үздіксіз көбеюі нәтижесінде ғана байқалуы мүмкін.Кез келген биологиялық түрлер жекелеген даралардан түрады,ал жеке даралардың тіршілік ұзақтығы түрлердің тіршілік ұзақтығыны қарағанда әлдеқайда қысқа. Демек түрлердің тұрақты тіршілік етуі оның дараларының үздіксіз көбеюінің нәтижесінде ғана байқалады және т.с.с

Жыныссыз көбею жыныстық көбеюге қараганда қарапайым. Оның негізгі ерекшелігі осы жолмен пайда болған ұрпақтардың аналық ағзалардан ешбір айырмашылығы болмайды,себебі екеуінің де тұқым қуалаушылық материялдары өзгеріссіз,бірдей. Ал жыныстық көбею – күрделі процесс,себебі болашақ ұрпақтың генетикалық материялы екі ата – ананың тұқым қуалаушылық аұпараттарының қосылуы нәтижесінде қалыптасады. Жыныстық көбеюдің ең қарапайым турі – коньюгация кейбір бір жасушалыағзаларға тән.Коньюгация кезінде арнайы жыныс жасушаларын(гаметаларды) пайда етпей ,өздері өзара қосылады не генетикалық ақпараттармен алмасады (қарапайымдылар,бір жасушалы балдырлар)мысалы,кірпікшелі кебісше.

.

Копуляция. Тірі ағзалардың басым көпшілігінің жыныстық көбеюі ерекше жасушалар – жыныс жасушалардың (гаметалардың)қосылып,зигота түзуі арқылы жүреді. Кейбір ағзалар мөлшері,қозғалуы жағынан біркелкі болыып келеді,мысалы хламидамонада,оның құрылымы бірдей екі жасушасының қосылуын изогамия деп атайды.

Енді бір ағзалар қосылуы жағынан әртүрлі гаметалар түзеді.Олардың бірі ұсақ,жылдам қозғалады.Мысалы, аталық гаметалар , ал екіншісі одан гөрі үлкендеу баяу қозғалады,ол-аналық гаметалар.Мұндай гаметалардың өзара қосылуын анизоогамия деп атайды,оған мысалы безгек плазмодийлері.

Жыныстық процестің ең күрделі түрі-оогамия. Бұнда ата-аналар әр түрлі гаметаларды пайда етеді .Бірі – ұсақ, қозғалғыш аталық гаметалар – сперматазоидтар пайда етсе, екіншісі өте аз мөлшерде тіпті тек бір дана күйінде үлкен қозғалмайтын аналық гамета – жұмыртқа жасушасын түзеді.Міне осылардың қосылуын оогамия(көбею)деп атайды.

Жыныссыз кебею кезінде әдетте бір біріне ұқсас ұрпақтар түзіледі, генетикалык өзгергіштіктің бір ғана кезі кездейсоқ больш табылады. Бір аналық особьтан дамитын бір біріне ұрпақтарды клон деп атайды

Жыныссыз көбеюдің бірнеше формалары бар.

Жай бөліну - біржасушалы ағзаларға тән көбею формасы. Түрлі

қарапайымдар не көлденеңнен, не ұзыннан екіге бөлініп, өзара ұқсас екі

жас жасуша түзіледі. Бұл кезде жасушаның құрылым компоненттері де тендей екіге ажыратылады немесе алдын ала олардың екі еселенуі жүреді.

Көптік бөліну немесе шизогония мұнда ядро бірнешеге бөлініп, артынша цатоплазмада да бірнешеге ажырап, көптеген майда жасушалар түзіледі. Мысалы безгек плазмодийі адамның бауыр және қан жасушаларында осылай кебейеді, Ол ағзалардың кептік бөлінуге қабілетті сатысыы шазонт деп, ал процестің өзін шизогония деп атайды. Мүндай бөліну бірнеше қайтара жүруі мүмкін. Көбею қарқындылығының жоғары болуы бүл паразиттердің таралуға бейімделуі, яғни тіршілік үшін күресі деп түсіндіріледі

Спора тузілу - арнайы жасушалар - споралар арқылы жүретін көбею формасы. Спора - көбеюді қамтамасыз ететін сыртынан қалың қабықпен қапталған тіршілік циклі кезеңдерінің бірі. Мысалы: қарапайымдар типіндегі споралыларда, бірқатар төменгі және жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде спора тузіледі.

Бүршіктену - бактерияларда, ашытқы саңырауқүлақта және ішек қуыстыларда байқалатын кебею формасы. Көпжасушалы немесе біржасушалы ағзаның денесінен өсіп шыққан бүршік үлғайып, жетіле келе аналық ағзадан бөлініп кетеді де, өз алдына жеке тіршілігін бастайды (кей жағдайда ондай бүршіктер бөлінбей, жалғасқан күйде қальш колонияларды түзейді).

Фрагментация — кезінде особь екіге немесе бірнеше бөліктерге (фрагменттерге) ажырап, әр бөліктен жаңа особь дамып жетіледі. Бұл кұбылыс теңіз жұлдыздарында, гидраларда, жалпақ құртында т.б. кездеседі. Көпжасушалы жануарларда байқалатын бүршіктену мен фрагментацияны жалпы атпен вегетагавті көбею деп те атайды. Вегетативті кебеюдің ерекше формасы ретінде жануарлар дүниесінде кездесетін полиэмбриония қарастырылады. Дамуының ең бастапқы кезеңінде ұрық бірнешеге бөлініп, әр бөліктен өз алдына жеке ағза дамып жетіледі. Мұны соналардан, кейбір сүтқоректілерден байқауға болады. Сондай-ақ адамда бір жұмыртқалы егіздердің дүниеге келуі полиэмбрионияның мъсалы больш табылады.

Біржасушалы (балдырлар, қарапайымдар, микроорганизмдер) және көпжасушалы ағзалардың жыныстық көбеюі. Жыныстық кебеюдің ерекшелігі сол, бұл процесс гаплоидты хромосома жиынтықтары бар арнайы құрылысты аталық және аналық жыныс жасушаларының қатысуымен жүреді. Ұрыкгану нәтижесінде жыныс жасушалары, немесе гаметалар,қосылып диплоидты жиынтығы бар зигота түзіледі. Зиготадан дамьп жетілетін ағза әдетте өз ата-аналарынан біршама ерекше белгілерімен ажыратылады. Өйткені гаметалардаіҒы хромосомалар мен гендердің жаңа үйлесімдерін жарыққа шьн^арады. Мұның езі бір түр особьтерінің алуан түрлшігіне себеп больш, тіршілік үшін күресте сү.рыптауға мол материал даярлайды. Олай болса, жыныстық көбеюдің биологиялық мәні тек өзін юі үдайы өндіруде ғана емес, сонымен қатар, түрлердің тарихи дамуын қамтамасыз етеді. Жьшыстық көбею біржасушалылар мен көпжасушальшарда түрліше бағьптажүреді.

Конъюгация - бактерияларға, қарапайымдар типіндегі инфозориялар класының өкілдеріне тән ерекше көбею формасы. Коньюгация кезінде екі особь өздерінің тұқым куалау материалы бар ядроларымен алмасады.

Даралар санында еш өзгеріс болмайды, бірақ әрі қарай жүретін жыныссыз көбею нәтижесінде ата-аналарынан өзгеше жаңа особьтер түзіледі. Себебі ядролары алмасуы нәтижесінде гендердің жаңа үйлесімдері пайда болады. Конъюгация қүбылысы бактерияларда да байқалады. Екі бактериялык. жасушалардың арасында протоплазмалық көпірше түзіліп, сол арқылы бір жасушадан екіншіге ДНК жіпшесінің кесіңдісі ауысады.

Копуляция - біржасушалы ағзаларға тән жыныстық көбею түрі, бұл жағдайда екі особь жыныстык айырмашылыққа ие болып, яғни гаметаларға айналып зигота түзеді. Кейбір ағзаларда зигота құрылысы ұқсас гаметалардың косылуынан түзіледі . мұны изогамиялар деп атайды. Кейбір түрлерде гаметалар ірі және майда жасушаларға жіктеледі (анизогамия), мысалы безгек плазмодийі, Оогамия жағдайында гаметалар бір бірінен күрт ерекшеленеді. Бірі - үлкен және қозгалмайтын екіншісі - кіші, қозғалғыш, көпжасушалы ағзаларга. тән. Көпжасушалы ағзалардьң жыныс жасушылары жыныс бездерінде-гонадаларда дамып жетіледі.Гаметалардың екі типі болады; жұмыртқа жасушасы және аталық сперматозоидтар.

.

7.2.1. Жыныс жасушасының құрылысы.

Жыныстық көбею мейоз нәтижесінде түзілген гаплоидты жыныс жасушаларының қосылуы жүретін жыныстық процестің болуымен сипатталады. Мұның нәтижесі жынысты жолмен көбейетін кез-келген популяциядағы әрбір дараның қайталанбайтындығы.

Кейбір біржасушалы және көпжасушалы организмдер жыныссыз жломен көбейеді.

Жоғары сатылы жануарларда жынысты көбеюде ұрықтану кезінде тұқымқуалаушылық ақпараты ғана беріліп қоймайды, гаметогенез және күрделі қайта құрылу кезінде эндокриндік регуляция үлкен рөл атқарады.

Ұрықтанудан бұрын гаметалардың түзілуі жүреді .Сүтқоректілерде олар гаметогенез нәтижесінде жыныс бездерінде қалыптасады.

Гаметалар-бұл организмнің дамуына қажетті тұқымқуалаушылық ақпараты бар жоғары дифференцияланған жасушалар.

Аналық гаметалар-жұмыртқа жасушалар-қозғалмайды, ядросы, цитоплазмасы, қоректік заты (сарыуыз) бар.Жұмыртқа жасушаның сарыуыздың орналасуына және санына байланысты төрт типі бар: алециталды, центролециталды, изолетрициталды, телолециталды.(Сурет.7.4)

Алецитальды жұмыртқа жасушалардың сарыуызы өте аз болады.Олар плацентарлы сүтқоректілермен адамдарға тән.

Изолецитральды жұмыртқа жасушалар уақ, сарыуыз азғантай мөлшерде біркелкі таралған. Мұндай жұмыртқа жасушалар хордалыларға, қосжақтаулы және бауыраяқты былқылдақ денелілерге тән.

Телоцитальды жұмыртқа жасушаның сарыуызы жеткілікті болады. Балықтар мен қосмекенділердің сарыуызы мол. Ол вегетативті деп аталатын полюстің бірінде орналасады.

Сарыуызы жоқ полюс анимальды деп аталады. Бауырымен жорғалаушылар мен құстарда телолецитальды. Сарыуызы өте көп жұмыртқа жасуша болады. Анимальды полюсте ядросы және цитоплазмасы бар сарыуызсыз ұрықтабақшасы орналасады. Ал вегетативтік полюсте сарыуыз өте көп.

Ц ентроцитальды жыныс жасушасында сарыуыз ядроның айналасында орналасады. Жасушаның шетінде сарыуыздан бос цитоплазмиа орналасқан. Мұндай жұмыртқа жасушалары буынаяқтыларға тән.

Сурет 7.4. Сарыуыздың саны мен орналасуына байланысты жұмыртқа жасушасының типтері.

а – алецитальді; б – гомолецитальді (изолецитальді); в – телолецитальді;

г – центролецитальді.

Аталық жыныс жасушасы сперматазоидтар-өте ұсақ, олар қозғалуға қабілетті. Сүтқоректілердің сперматазоиды бас, мойын және құйрықтан тұрады. Бастың алдыңғы жағында акросома орналасады (түрі өзгерген гольджи жиынтығы), онда ұрықтану кезінде жұмыртқа жасушасының қабығын ерітетін фермент болады. Мойында центриолдер мен митохондриялар бар. Мойыннан қозғалуға, қажетті жіп тәрізді құрық өседі. (Сурет.7.5).

Сурет 7.5. Адам сперматозоиды.

1 – акросома; 2 – ядро; 3 – орталық бөлік; 4 – метохондрия; 5 – плазмалық мембрана; 6 – кірпікше; 7 – құйрық; 8 – мойын; 9 – бас.

7.2.2. Гаметогенез.

Жыныс жасушаларының пайда болу процесі гаметогенез деп аталады.Сперматазоидтар сперматогенез нәтижесінде, жұмыртқа жасуша-овогенез нәтижесінде түзіледі. Жыныстық бездегі ұрық эпителий жасушалары митоз және мейоз жолымен бөлінеді. Гаплоидты хромосома жиынтығы бар және тұқымқуалаушылық ақпараты бар гаметалар организмнің дамуына қажет.

Сперматогенез. Сперматогенез төрт кезеңге бөлінеді.Аталық жыныс безі көптеген каналшалардан тұрады.Каналшаның кесе-көлденең кесіндісін қарағанда оның ішінде бірнеше қабат жасушалар бар екені анықталады.Олар сперматазойдтың даму сатыларын көрсетеді. Сыртқы қабат (өсу зонасы) дөңгелек жасушалардан тұрады.Оны сперматогоний деп атайды. Оның цитоплазмасы көп, ядросы үлкен.Эмбрионалдық даму кезінде және туғаннан кейін жыныстық жетілгенге дейін сперматогония митоз жолымен бөлінеді. Сондықтан осы жасушаның саны көбейеді және жыныстық бездің көлемі де үлкейеді.Сперматогонияның өте тез бөліну кезеңін оның көбею кезеңі деп атайды.

Ж ыныстық жетілгеннен кейін де бірқатар сперматогониялар митоз жолымен бөліне береді, бірақта олардың біразы келесі өсу зонасына өтеді. Жасушаның цитоплазмасы үлкейгендіктен оның көлемі де үлкейеді.Осы кезеңде олар алғашқы сперматоциттер деп аталады.

Сурет 7.6. Адам овоцитінің даму стадиялары.

1 – фолликулярлық жасушалар; 2 – І-ші профазада тоқтайтын овоцит; 3 – кортикальды жасушалар; 4 – zona pellucida; 5 – қуыс; 6 – бірінші реттік овоцит: 7 – екінші реттік овоцитке айнала отырып, бірінші реттік овоцит пен мейоздың бөлінуі аяқталады; 8 – аналық бездің үстіңгі бөлігі; 9 – сары дене; 10 – бірінші полярлық денешік; 11 – екінші реттік овоцит. І – примордияльды (алғашқы фолликул); ІІ – дамып келе жатқан фолликул; ІІІ - өсіп келе жатқан фолликул; IV – пісіп жетілген фолликул; V – овуляция.

Аталық гаметалар дамуының үшінші кезеңі пісіп жетілу кезеңі дейді. Бұл кезеңде бірінен соң бірі тез арада байқалатын 2 рет бөліну процесі өтеді.Әрбір алғашқы сперматоциттен пайда болады. Пісіп жетілу кезеңіне жасушалардың бөлінуімен қатар хромосомалар аппаратының қайта қалыптасу процесі бірдей жүреді.Сперматоциттер каналшалардың тесігіне жақын орналасқан. Олардан сперматазойдтар қалыптасады. Көптеген жабайы жануарлар сперматогенез процесі жылдын белгілі кезеңінде ғана өтеді. Қалған уақытта жыныс безінің каналшаларында сперматогония сақталады. Ал адам мен көптеген үй жануарларында сперматогенез жыл бойы байқалады.

Овогенез.

Овогенездің фазалары сперматогенездің фазаларына сәйкес. Бұл процесте де көбею кезеңінде овогонии бөліне береді. Жасушалардың кішігірім, цитоплазмасы онша көлемді емес, ядросы үлкен. Сүткоректілер мен адамда бұл кезең туғанға дейін аяқталады. Осы кезеңге дейін қалыптасқан алғашқы овоциттер өзгерместен көп жылдар сақталады. Жыныстық жетілген кезеңнен бастап біртіндеген овоциттер өсу кезеңіне ауысады. Жасуша үлкейеді ішінде сарыуыз, пигменттер және май жинала бастайды. Жасушаның цитоплазмасында, органоидтарында және мембранасында күрделі морфологиялық және биохимиялық өзгерістер байқалады. Әрбір овоцит өзін қоректендіретін кішігірім фаликулярлық жасушалармен қоршалған. (Сурет. 7.6)

Келесі, дамып жетілу кезеңінде хромосомалық аппараттың қайта қалыптасуына байланысты (мейоз) бірінен кейін бірі өтетін екі бөліну байқалады. Пайда болған екі жас жасушалардың цитоплазмалары тең екіге бөлінеді. Оның үлкен жасушасы екінші реттегі овоцит, цитоплазманың басым көпшілігіне ие болады, ал кіші жасуша бірінші реттегі полоцит деп аталады. Екінші рет бөлінгенде де цитоплазма тең бөлінбейді. Бір үлкен екінші реттегі овоцит және екінші реттегі полоцит пайда болады. Осы кезеңде бірінші реттегі полоциттер екі жасушаға бөлінеді. Осылайша, бірінші реттегі бір овоциттен бір, екінші реттегі овоцит және үш полоцит пайда болады. Әрі қарай екінші реттегі овоциттен жұмыртқа жасушасы түзіледі, ал полоциттер жоқ болып кетеді, немесе жұмыртқа жасушасының сыртында жабысып тұрады, ол әрі қарай дамымайды. Цитоплазманың екіге тең бөлінбеуінің нәтижесінде жұмыртқа жасушасы цитоплазманың басым көпшілігімен бірге қоректік заттарды да алады. Олар, кейін ұрықтың дамуы үшін пайдаланылады.

Ұрықтану

Сурет 7.7. Ұрықтану.

а - әкенің соматикалық жасушасы; б – ананың соматикалық жасушасы; в – жұмыртқа жасушасының ұрықтануы; 1 – хромасомалар; 2 – жұмыртқа жасушасы; 3 – сперматозоид.

Аталық және аналық гаметалардың кездесу процестерін ұрықтану дейді. Ұрықтану - сыртта және іште ұрықтану болып екіге бөлінеді. Сырттан ұрықтану суда тіршілік ететін жануарларда кездеседі. Олардың сперматозойдтары мен жұмыртқа жасушалары сыртқа бөлінеді де, сыртта бір бірімен кездеседі.Іште ұрықтану құрлықта тіршілік ететін организмдерге тән қасиет. Олардың гаметалары сыртқы ортада сақталып бір-бірімен кездесе алмайды. Іште ұрықтану процесінде сперматозойдтар жыныстық қатынас кезінде аналық организмнің жыныс жолдары арқылы ішке енеді.

Сүтқоректілер мен адамдардың сперматазойдтары аналық организмдердің жыныс жолдарында жылжып қозғала алады және жатыр мен жатыр түтікшелерінің бұлшық еттерінің жиырылуы да оған себебін тигізеді. Сөйтіп, гаметалар жатыр түтікшелерінің жоғарғы бөлігінде зигота түзеді. Ол болашақ организмнің алғашқы даму кезеңі.

Ұрықтану процесі екі оқиғаның болуына себебін тигізеді: жұмыртқа жасушасынның қызметінің күшейе түсуі және ата-аналардың генетикалық белгілерін тасымалдаушы, жыныстық жасушалардағы гаплоидты ядролардың қосылып, диплоидты ядросы бар зигота түзуі. (Сурет.7.7).

1. Партеногенез

Жыныстық көбеюдің ерекше түріне партеногенез жатады. Ол организмнің ұрықтанбаған жұмыртқа жасушасының дамуы деген сөз. Оны ХVIII ғ. ортасында Швейцария натуралисі Ш.Бонне тапқан болатын. Қазірде партеногенездің табиғи ғана емес, жасанды түрі де белгілі. Табиғи партеногенез өсімдіктерде, құрттарда, насекомдарда және шаянтәрізділерде байқалады.

Жасанды партеногенезді А.А.Тихомиров зерттеген. Ол жібек құртының ұрықтанбаған жұмыртқасын жіңішке қылшықпен тітіркендіру арқылы немесе бірнеше секунд күкірт қышқылын жұқтыру арқылы дамытқан.Жұмыртқа даму үшін оның белсенділігін арттыру қажет .Белсенділік әдетте жұмыртқа ұрықтанғаннан кейін, демек сперматозойд кіргеннен кейін артады, ал тәжірибе жүзінде әртүрлі химиялық, механикалық ,электрлік, температуралық т.б. әрекеттермен де белсенділікті арттырады.

Жыныстық диморфизм

Жыныстық диморфизм деп аналық дара мен аталық дараның арасында дене құрылысының, түсінің, инстинктің және басқа да өзгешеліктердің болуын айтады. Адамда бұл құбылыс жақсы байқалған. Ер адамның бойы, сүйектерімен бұлшық еттерінің құрылысы, бас сүйегінің көлемі әйел жыныстыларға қарағанда өзгеше. Ер адамдардың сақал мұрттарының болуы, дауысының өзгешелігі, ал әйелдерде емшек безінің өсуі, тер астындағы май қабатының қалындығы т.б. өзгешеліктері бар. Ол жұмыр қүрттарға, буынаякгыларға және омыртқалы жануарларға тән қасиет. Әдетте аналықтары дене мөлшерімен, пішіндерімен, түсінің ерекшеліктерімен аталықтарынан оңай ажыратылады. Адамда да жыныстық диморфизм айқьш байқалады, Дененін, салмағы, бойдың биікгігі, каңқа сүйектерінің мөлшері, бүлшық егтердід орншіасуы, дауью ырғағы т.б. көптеген белгілер эйел мен еркек жьшыстарында түрліше дамьга жетіледі. Жьшыстық диморфизм, Дарвиннің айтуынша, табиғи немесе жыныстық сүрыптаудың нәтижесі. Егер аталык және аналық жыныс бездері бір ағзада болса, оларды гермафродиттер немесе қос жыныстылар деп атайды. Мұндай құбылыс гермафродитизм деп аталады. Гермафродиттердің қатарына ішеккуыстылар, жалпақ құрттар бірқатар балықтар және кесірткелер жатады. Гермафродитизм жыныстық көбеюдің ең қарапайым формасы және паразиттік формаларға тән. Гермафродитизмнің бір артықшылығы, қолайсыз орта жағдайларыңда даралардьң өздігінен ұрықтануына мүмкіндік туғызады. Жеке дамудың бұзылуына байланысты адамда да гермафродитизм байқалады