Hlavné črty živých organizmov Živé organizmy majú množstvo čŕt, ktoré vo väčšine neživých systémov chýbajú, ale medzi týmito črtami nie je jediný, ktorý by bol vlastný len

Všetky živé organizmy sa skladajú z buniek. Všetky eukaryotické bunky majú podobný súbor organel, podobne regulujú metabolizmus, ukladajú a vydávajú energiu, podobne ako prokaryoty využívajú genetický kód na syntézu bielkovín. U eukaryotov a prokaryotov funguje bunková membrána zásadne podobným spôsobom. Spoločné znaky buniek svedčia o jednote ich pôvodu.

1. Štruktúra buniek húb a rastlín. Znaky podobnosti v štruktúre týchto buniek: prítomnosť jadra, cytoplazmy, bunkovej membrány, mitochondrií, ribozómov, Golgiho komplexu atď. Znaky podobnosti sú dôkazom príbuznosti rastlín a húb. Rozdiely: len rastlinné bunky majú tvrdú škrupinu z vlákniny, plastidov, vakuoly s bunkovou šťavou.

2. Funkcie bunkových štruktúr. Funkcie obalu a bunkovej membrány: ochrana bunky, vstup určitých látok do nej z prostredia a uvoľňovanie iných. Škrupina plní funkciu kostry (trvalá forma bunky). Umiestnenie cytoplazmy medzi bunkovou membránou a jadrom a v cytoplazme všetkých organel bunky. Funkcie cytoplazmy: spojenie medzi jadrom a organelami bunky, vykonávanie všetkých procesov bunkového metabolizmu (okrem syntézy nukleových kyselín), umiestnenie chromozómov v jadre, ktoré uchovávajú dedičné informácie o vlastnostiach tela, prenos chromozómov z rodičov na potomkov v dôsledku delenia buniek. Úloha jadra pri riadení syntézy bunkových proteínov a všetkých fyziologických procesov. Oxidácia organických látok v mitochondriách kyslíkom s uvoľnením energie. Syntéza proteínových molekúl v ribozómoch. Prítomnosť chloroplastov (plastidov) v rastlinných bunkách, tvorba organických látok v nich z anorganických látok pomocou slnečnej energie (fotosyntéza).

Rastlinná bunka má všetky organely, ktoré sú charakteristické aj pre živočíšnu bunku: jadro, endoplazmatické retikulum, ribozómy, mitochondrie, Golgiho aparát. Zároveň má výrazné štrukturálne znaky Rastlinná bunka sa od živočíšnej líši týmito znakmi: silná bunková stena značnej hrúbky; špeciálne organely - plastidy, v ktorých dochádza k primárnej syntéze organických látok z minerálov vďaka svetelnej energii; rozvinutá sieť vakuol, ktorá do značnej miery určuje osmotické vlastnosti buniek.

Rastlinná bunka je podobne ako bunka huby obklopená cytoplazmatickou membránou, no okrem nej je ohraničená hrubou bunkovou stenou pozostávajúcou z celulózy, ktorú zvieratá nemajú. Bunková stena má póry, cez ktoré spolu komunikujú kanály endoplazmatického retikula susedných buniek.

Prevaha syntetických procesov nad procesmi uvoľňovania energie je jedným z najcharakteristickejších znakov metabolizmu rastlinných organizmov. Primárna syntéza uhľohydrátov z anorganických látok sa uskutočňuje v plastidoch. Existujú tri typy plastidov: 1) leukoplasty – bezfarebné plastidy, v ktorých je škrob syntetizovaný z monosacharidov a disacharidov (existujú leukoplasty, ktoré ukladajú bielkoviny a tuky); 2) chloroplasty vrátane pigmentu chlorofylu, kde prebieha fotosyntéza; 3) chromoplasty obsahujúce rôzne pigmenty, ktoré spôsobujú jasnú farbu kvetov a ovocia.

Plastidy môžu prechádzať jeden do druhého. Obsahujú DNA a RNA a množia sa delením na dve časti. Vakuoly sa vyvíjajú z cisterien endoplazmatického retikula, obsahujú rozpustené bielkoviny, sacharidy, produkty nízkomolekulárnej syntézy, vitamíny, rôzne soli a sú obklopené membránou. Osmotický tlak, ktorý vytvárajú látky rozpustené vo vakuolárnej šťave, vedie k tomu, že do bunky vstupuje voda a vzniká turgor – napätie bunkovej steny. Turgor a hrubé elastické membrány buniek určujú odolnosť rastlín voči statickému a dynamickému zaťaženiu.

Bunky húb majú bunkovú stenu vybudovanú z chitínu. Záložnou živinou je najčastejšie polysacharidový glykogén (ako u zvierat). Huby neobsahujú chlorofyl.

Huby, na rozdiel od rastlín, potrebujú hotové organické zlúčeniny (ako zvieratá), to znamená, že tým, ako sa živia, sú heterotrofy; vyznačujú sa osmotrofným typom výživy. Pre huby sú možné tri typy heterotrofnej výživy:

2. Huby – saprofyty sa živia organickou hmotou mŕtvych organizmov.

3. Huby - symbionty prijímajú organické látky z vyšších rastlín, ktoré im na oplátku poskytujú vodný roztok minerálnych solí, to znamená, že pôsobia ako koreňové vlásky.

Huby (ako rastliny) rastú po celý život.

Jedným z hlavných ekologických pojmov je biotop. Pod biotop pochopiť komplex podmienok prostredia, ktoré ovplyvňujú telo. Pojem biotop zahŕňa prvky, ktoré priamo alebo nepriamo ovplyvňujú telo – sú tzv enviromentálne faktory. Existujú tri skupiny environmentálnych faktorov: abiotické, biotické a antropogénne. Tieto faktory pôsobia na organizmus v rôznych smeroch: vedú k vzniku adaptačných zmien, obmedzujú šírenie organizmov v prostredí, poukazujú na zmeny iných faktorov prostredia.

Komu abiotické faktory patria faktory neživej prírody: svetlo, teplota, vlhkosť, chemické zloženie vody a pôdy, atmosféra atď.

. slnečné svetlo- hlavný zdroj energie pre živé organizmy. Biologický účinok slnečného žiarenia závisí od jeho charakteristík: spektrálneho zloženia, intenzity, dennej a sezónnej periodicity.

UV časť spektrum má vysokú fotochemickú aktivitu: v tele zvierat sa podieľa na syntéze vitamínu D, tieto lúče sú vnímané orgánmi videnia hmyzu.

Viditeľná časť spektra zabezpečuje (červené a modré lúče) proces fotosyntézy, jasnú farbu kvetov (prilákanie opeľovačov). U zvierat sa viditeľné svetlo podieľa na priestorovej orientácii.

infračervené lúče- zdroj tepelnej energie. Teplo je dôležité pre termoreguláciu studenokrvných živočíchov (bezstavovcov a nižších stavovcov). V rastlinách infračervené žiarenie ovplyvňuje zvýšenie transpirácie, čo prispieva k absorpcii oxidu uhličitého a pohybu vody cez telo rastliny.

Rastliny a živočíchy reagujú na pomer medzi trvaním periódy svetla a tmy počas dňa alebo ročného obdobia. Tento jav sa nazýva fotoperiodizmus.

Fotoperiodizmus reguluje denné a sezónne rytmy života organizmov a je tiež klimatickým faktorom, ktorý určuje životné cykly mnohých druhov.

U rastlín sa fotoperiodizmus prejavuje v synchronizácii obdobia kvitnutia a dozrievania plodov s obdobím najaktívnejšej fotosyntézy; u zvierat - v zhode obdobia rozmnožovania s dostatkom potravy, pri migráciách vtákov, pri zmene srsti u cicavcov, upadnutí do zimného spánku, pri zmenách správania atď.

Teplota priamo ovplyvňuje rýchlosť biochemických reakcií v telách živých organizmov, ktoré sa vyskytujú v určitých medziach. Teplotné limity, v ktorých organizmy zvyčajne žijú, sú od 0 do 50 ° C. Ale niektoré baktérie a riasy môžu žiť v horúcich prameňoch pri teplote 85-87°C. Vysoké teploty (až 80 °C) znášajú niektoré jednobunkové pôdne riasy, šupinaté lišajníky a semená rastlín. Existujú živočíchy a rastliny, ktoré znesú vplyv veľmi nízkych teplôt – až do úplného zamrznutia.

Väčšina zvierat je chladnokrvné (poikilotermné) organizmy- ich telesná teplota závisí od teploty okolia. Sú to všetky druhy bezstavovcov a významná časť stavovcov (ryby, obojživelníky, plazy).

Vtáky a cicavce - teplokrvné (homotermické) živočíchy. Ich telesná teplota je relatívne stála a do značnej miery závislá od metabolizmu samotného organizmu. U týchto zvierat sa tiež vyvíjajú adaptácie, ktoré im umožňujú udržiavať telesné teplo (vlasy, husté perie, hrubá vrstva podkožného tukového tkaniva atď.).

Na väčšine územia Zeme má teplota jasne definované denné a sezónne výkyvy, čo určuje určité biologické rytmy organizmov. Teplotný faktor ovplyvňuje aj vertikálnu zonalitu fauny a flóry.

Voda- hlavná zložka cytoplazmy buniek, je jedným z najdôležitejších faktorov ovplyvňujúcich distribúciu suchozemských živých organizmov. Nedostatok vody vedie k množstvu adaptácií rastlín a živočíchov.

Rastliny odolné voči suchu majú hlboký koreňový systém, menšie bunky a zvýšenú koncentráciu bunkovej šťavy. Odparovanie vody sa znižuje v dôsledku redukcie listov, tvorby hrubej kutikuly alebo voskového povlaku atď. Mnohé rastliny môžu absorbovať vlhkosť zo vzduchu (lišajníky, epifyty, kaktusy). Množstvo rastlín má veľmi krátke vegetačné obdobie (pokiaľ je v pôde vlhkosť) - tulipány, perie a pod. V suchom období sú v kľude vo forme podzemných výhonkov - cibúľ alebo podzemkov.

U suchozemských článkonožcov sa vytvárajú husté obaly, ktoré zabraňujú vyparovaniu, upravuje sa metabolizmus - uvoľňujú sa nerozpustné produkty (kyselina močová, guanín). Mnoho obyvateľov púští a stepí (korytnačky, hady) sa v období sucha ukladá na zimný spánok. Množstvo živočíchov (hmyz, ťavy) využíva k životu metabolickú vodu, ktorá vzniká pri odbúravaní tukov. Mnohé živočíšne druhy dopĺňajú nedostatok vody jej vstrebávaním pri pití alebo s jedlom (obojživelníky, vtáky, cicavce).

Pomocou poznatkov o výživových normách a výdaji energie človeka (kombinácia produktov rastlinného a živočíšneho pôvodu, stravovacích noriem a stravy a pod.) vysvetlite, prečo ľudia, ktorí s jedlom jedia veľa sacharidov, rýchlo priberajú.

V ľudskom tele neustále prebieha výmena vody, soli, bielkovín, tukov a sacharidov. Zásoby energie sa v priebehu života organizmu neustále zmenšujú a dopĺňajú sa na úkor stravy. Pomer množstva energie dodanej s jedlom a energie vynaloženej telom sa nazýva energetická bilancia. Množstvo skonzumovaného jedla by malo zodpovedať energetickým nákladom človeka. Pri zostavovaní výživových noriem je potrebné vziať do úvahy energetickú rezervu v živinách, ich energetickú hodnotu. Ľudské telo nie je schopné syntetizovať vitamíny a musí ich denne prijímať z potravy.

Nemecký vedec Max Rubner vytvoril dôležitý vzor. Bielkoviny, sacharidy a tuky sú energeticky zameniteľné. Takže 1 g sacharidov alebo 1 g bielkovín pri oxidácii dáva 17,17 kJ, 1 g tuku - 38,97 kJ. To znamená, že na správne zostavenie jedálnička potrebujete vedieť, koľko ste minuli kilojoulov a koľko jedla musíte zjesť, aby ste kompenzovali vynaloženú energiu, to znamená, že potrebujete poznať spotrebu energie človeka a energetická náročnosť (obsah kalórií) potravín. Posledná hodnota ukazuje, koľko energie sa môže uvoľniť počas jeho oxidácie.

Štúdie ukázali, že pri výbere optimálnej stravy je dôležité brať do úvahy nielen obsah kalórií, ale aj chemické zložky potravy. Rastlinné bielkoviny napríklad neobsahujú niektoré z aminokyselín, ktoré človek potrebuje, alebo ich neobsahuje dostatok. Preto, aby ste dostali všetko, čo potrebujete, musíte jesť oveľa viac jedla, ako je potrebné. V živočíšnej potrave bielkoviny v zložení aminokyselín zodpovedajú potrebám ľudského tela, ale živočíšne tuky sú chudobné na esenciálne mastné kyseliny. Nachádzajú sa v rastlinnom oleji. To znamená, že je potrebné sledovať správny pomer bielkovín, tukov a sacharidov v každodennej strave a zohľadňovať ich vlastnosti v potravinách rôzneho pôvodu.

Rôzne potravinárske výrobky obsahujú rôzne množstvá vitamínov, anorganickej a diétnej vlákniny. Takže jablká, mäso, pečeň, granátové jablká obsahujú veľa solí železa, tvaroh - vápnik, zemiaky sú bohaté na draselné soli atď. Niektoré látky sa však môžu nachádzať v potravinách vo veľkom množstve a nevstrebávajú sa v črevách. Veľa karoténu je napríklad v mrkve (z ktorej sa v našom tele tvorí vitamín A), no keďže sa rozpúšťa len v tukoch, karotén sa vstrebáva len z potravín obsahujúcich tuky (napríklad strúhaná mrkva s kyslou smotanou alebo maslo ).

Jedlo by malo dopĺňať náklady na energiu. To je nevyhnutná podmienka pre udržanie ľudského zdravia a výkonnosti. Pre ľudí rôznych profesií sa určujú výživové normy. Pri ich zostavovaní sa berie do úvahy denná spotreba energie a energetická hodnota živín (tab. 2).

Ak sa človek venuje ťažkej fyzickej práci, jeho jedlo by malo byť bohaté na sacharidy. Pri výpočte dennej kŕmnej dávky sa berie do úvahy aj vek ľudí a klimatické podmienky.

Živiny potrebné pre človeka sú dobre známe a umelá strava by mohla byť formulovaná tak, že by obsahovala len látky, ktoré telo potrebuje. To by však s najväčšou pravdepodobnosťou malo smutné následky, pretože práca gastrointestinálneho traktu je nemožná bez balastných látok. Takéto umelé zmesi by sa zle pohybovali tráviacim traktom a zle by sa vstrebávali. Preto odborníci na výživu odporúčajú jesť rôzne jedlá a neobmedzovať sa len na nejakú diétu, ale určite konzumovať energiu.

Sú vypracované približné normy dennej ľudskej potreby živín. Pomocou tejto tabuľky zostavenej odborníkmi na výživu môžete vypočítať dennú dávku osoby akejkoľvek profesie.

Prebytočné sacharidy sa v ľudskom tele premieňajú na tuky. Prebytočný tuk sa ukladá do rezervy, čím sa zvyšuje telesná hmotnosť.

TEÓRIA

Štruktúra a funkcie bunkových organel

OTÁZKY A ÚLOHY

1. Aká je funkcia sacharidov v bunke

1) katalytická 2) energia 3) uchovávanie dedičnej informácie

4) účasť na biosyntéze bielkovín

1. Aká je funkcia molekúl DNA v bunke?

1) budova 2) ochranná 3) nositeľka dedičnej informácie

4) absorpcia energie slnečného žiarenia

1. Počas biosyntézy v bunke

1) oxidácia organických látok 2) prísun kyslíka a odstraňovanie oxidu uhličitého

3) vznik zložitejších organických in-in 4) rozklad škrobu na glukózu

1. Jedným z princípov bunkovej teórie je to

1) bunky organizmov majú rovnakú štruktúru a funkciu

2) rastlinné organizmy sa skladajú z buniek

3) živočíšne organizmy sa skladajú z buniek

4) všetky nižšie a vyššie organizmy sú tvorené bunkami

1. Medzi konceptom ribozómovej a proteínovej syntéze existuje určitá súvislosť. Rovnaký vzťah existuje medzi konceptom bunková membrána a jeden z nasledujúcich. Nájdite tento koncept.

1) transport látok 2) syntéza ATP 3) delenie buniek 4) syntéza tukov

1. Vnútorné prostredie bunky je tzv

1) jadro 2) vakuola 3) cytoplazma 4) endoplazmatické retikulum

1. Nachádza sa v jadre bunky

1) lyzozómy 2) chromozómy 3) plastidy 4) mitochondrie

1. Akú úlohu hrá jadro v bunke?

1) obsahuje zásobu živín 2) komunikuje medzi organelami

3) podporuje vstup látok do bunky 4) zabezpečuje podobnosť materskej bunky s dcérskou

1. Trávenie častíc potravy a odstraňovanie odumretých buniek prebieha v tele pomocou

1) Golgiho aparát 2) lyzozómy 3) ribozómy 4) endoplazmatické retikulum

1. Aká je funkcia ribozómov v bunke?

1) syntetizovať sacharidy 2) vykonávať syntézu bielkovín

3) štiepiť bielkoviny na aminokyseliny 4) podieľať sa na hromadení anorganických látok

1. V mitochondriách, na rozdiel od chloroplastov,

1) syntéza sacharidov 2) syntéza enzýmov 3) oxidácia minerálnych látok

4) oxidácia organických látok

1. Mitochondrie v bunkách chýbajú

1) ľanový mach kukučky 2) mestské lastovičky 3) papagájové ryby 4) baktérie stafylokoka

1. Chloroplasty sa nachádzajú v bunkách

1) sladkovodná hydra 2) mycélium bielej huby 3) stonkové drevo jelše 4) listy repy

1. Bunky autotrofných organizmov sa líšia od heterotrofných buniek prítomnosťou v nich

1) plastid 2) membrány 3) vakuoly 4) chromozómy

1. Hustá škrupina, cytoplazma, jadrová látka, ribozómy, plazmatická membrána majú bunky

1) riasy 2) baktérie 3) huby 4) živočíchy

1. Endoplazmatické retikulum v bunke

1) vykonáva prepravu organických látok

2) obmedzuje bunku od prostredia alebo iných buniek

3) podieľa sa na tvorbe energie

4) uchováva dedičné informácie o znakoch a vlastnostiach bunky

1. V bunkách húb nedochádza k fotosyntéze, pretože. im chýba

1) chromozómy 2) ribozómy 3) mitochondrie 4) plastidy

1. Nemajú bunkovú štruktúru, sú aktívne len v bunkách iných organizmov

1) baktérie 2) vírusy 3) riasy 4) prvoky

1. Ako zdroj energie sa využívajú ľudské a zvieracie bunky

1) hormóny a vitamíny 2) voda a oxid uhličitý

3) anorganické látky 4) bielkoviny, tuky a sacharidy

1. Ktorá z postupností pojmov odráža telo ako jeden systém

1) Molekuly - bunky - tkanivá - orgány - orgánové sústavy - organizmus

2) Orgánové sústavy - orgány - tkanivá - molekuly - bunky - organizmus

3) Orgán - tkanivá - organizmus - bunka - molekuly - orgánové systémy

4) Molekuly - tkanivá - bunky - orgány - orgánové sústavy - organizmus

Genetická informácia v bunke

Rozmnožovanie vlastného druhu je jednou zo základných vlastností živého. Vďaka tomuto javu existuje podobnosť nielen medzi organizmami, ale aj medzi jednotlivými bunkami, ako aj ich organelami (mitochondrie a plastidy). Materiálnym základom tejto podobnosti je prenos genetickej informácie zašifrovanej v sekvencii nukleotidov DNA, ktorý sa uskutočňuje v dôsledku procesov replikácie DNA (samo-zdvojenia). Všetky znaky a vlastnosti buniek a organizmov sa realizujú vďaka proteínom, ktorých štruktúra je primárne určená sekvenciou nukleotidov DNA. Preto je biosyntéza nukleových kyselín a bielkovín prvoradá v metabolických procesoch. Štrukturálnou jednotkou dedičnej informácie je gén.

Gény, genetický kód a jeho vlastnosti

Dedičná informácia v bunke nie je monolitická, delí sa na samostatné „slová“ – gény.

Gene je základná jednotka genetickej informácie.

Práca na programe „Human Genome“, ktorý sa vykonával súčasne vo viacerých krajinách a bol ukončený začiatkom tohto storočia, nám umožnila pochopiť, že človek má len asi 25-30 tisíc génov, ale informácie z väčšiny naša DNA sa nikdy neprečíta, pretože obsahuje obrovské množstvo nezmyselných úsekov, opakovaní a génov kódujúcich znaky, ktoré pre ľudí stratili svoj význam (chvost, ochlpenie tela atď.). Okrem toho sa podarilo rozlúštiť množstvo génov zodpovedných za vývoj dedičných chorôb, ako aj cieľové gény liečiv. Praktická aplikácia výsledkov získaných pri realizácii tohto programu sa však odkladá, kým nebudú dekódované genómy viacerých ľudí a nebude jasné, ako sa líšia.

Gény kódujúce primárnu štruktúru proteínu, ribozomálnu alebo transferovú RNA sa nazývajú štrukturálne a gény, ktoré zabezpečujú aktiváciu alebo potlačenie čítania informácií zo štrukturálnych génov - regulačné. Avšak aj štrukturálne gény obsahujú regulačné oblasti.

Dedičná informácia organizmov je zakódovaná v DNA vo forme určitých kombinácií nukleotidov a ich sekvencie - genetický kód. Jeho vlastnosti sú: triplet, špecifickosť, univerzálnosť, redundancia a neprekrývanie sa. Okrem toho v genetickom kóde nie sú žiadne interpunkčné znamienka.

Každá aminokyselina je v DNA kódovaná tromi nukleotidmi - trojčatá napríklad metionín je kódovaný tripletom TAC, teda tripletovým kódom. Na druhej strane každý triplet kóduje iba jednu aminokyselinu, čo je jeho špecifickosť alebo jednoznačnosť. Genetický kód je univerzálny pre všetky živé organizmy, to znamená, že dedičnú informáciu o ľudských bielkovinách dokážu prečítať baktérie a naopak. To svedčí o jednote pôvodu organického sveta. Iba 20 aminokyselín však zodpovedá 64 kombináciám troch nukleotidov, v dôsledku čoho 2-6 tripletov môže kódovať jednu aminokyselinu, to znamená, že genetický kód je nadbytočný alebo degenerovaný. Tri triplety nemajú zodpovedajúce aminokyseliny, sú tzv stop kodóny, pretože označujú koniec syntézy polypeptidového reťazca.

Sekvencia báz v DNA tripletoch a aminokyseliny, ktoré kódujú

*Stop kodón označujúci koniec syntézy polypeptidového reťazca.

Skratky pre názvy aminokyselín:

Ala - alanín

Arg - arginín

Asn - asparagín

Asp - kyselina asparágová

Val - valín

Jeho - histidín

Gly - glycín

Gln - glutamín

Glu - kyselina glutámová

Ile - izoleucín

Leu - leucín

Liz - lyzín

pervitín - metionín

Pro - prolín

Ser - serín

Tyr - tyrozín

Tre - treonín

Tri - tryptofán

Fen - fenylalanín

cis - cysteín

Ak začnete čítať genetickú informáciu nie z prvého nukleotidu v triplete, ale z druhého, tak sa nielen posunie čítací rámec – takto syntetizovaný proteín bude úplne odlišný nielen v sekvencii nukleotidov, ale aj v štruktúre. a vlastnosti. Medzi trojčatami nie sú žiadne interpunkčné znamienka, takže neexistujú žiadne prekážky pre posun čítacieho rámca, čo otvára priestor pre výskyt a udržiavanie mutácií.

Maticový charakter biosyntetických reakcií

Bakteriálne bunky sa dokážu duplikovať každých 20–30 minút, zatiaľ čo eukaryotické bunky sa môžu duplikovať každý deň a ešte častejšie, čo si vyžaduje vysokú rýchlosť a presnosť replikácie DNA. Okrem toho každá bunka obsahuje stovky a tisíce kópií mnohých proteínov, najmä enzýmov, preto je pre ich reprodukciu "kusový" spôsob ich výroby neprijateľný. Progresívnejším spôsobom je razenie, ktoré vám umožní získať početné presné kópie produktu a tiež znížiť jeho náklady. Na razenie je potrebná matrica, pomocou ktorej sa vytvorí odtlačok.

Princíp syntézy matrice v bunkách spočíva v tom, že nové molekuly proteínov a nukleových kyselín sa syntetizujú v súlade s programom stanoveným v štruktúre už existujúcich molekúl rovnakých nukleových kyselín (DNA alebo RNA).

Biosyntéza bielkovín a nukleových kyselín

replikácia DNA. DNA je dvojvláknový biopolymér, ktorého monoméry sú nukleotidy. Ak by biosyntéza DNA prebiehala podľa princípu fotokopírovania, potom by nevyhnutne vznikali početné skreslenia a chyby v dedičnej informácii, ktoré by v konečnom dôsledku viedli k smrti nových organizmov. Preto je proces duplikácie DNA odlišný, polokonzervatívnym spôsobom: molekula DNA sa rozvinie a na každom z reťazcov sa syntetizuje nový reťazec podľa princípu komplementarity. Proces samoreprodukcie molekuly DNA, ktorý zabezpečuje presné kopírovanie dedičnej informácie a jej prenos z generácie na generáciu, je tzv. replikácie(z lat. replikácie- opakovanie). V dôsledku replikácie sa vytvoria dve absolútne presné kópie rodičovskej molekuly DNA, z ktorých každá nesie jednu kópiu materskej molekuly.

Proces replikácie je v skutočnosti mimoriadne zložitý, pretože sa na ňom podieľa množstvo proteínov. Niektoré z nich rozvinú dvojitú špirálu DNA, iné prerušia vodíkové väzby medzi nukleotidmi komplementárnych reťazcov, iné (napríklad enzým DNA polymeráza) vyberú nové nukleotidy podľa princípu komplementarity atď. Dve molekuly DNA vytvorené ako výsledok replikácie sa pri delení rozchádza na dve časti.novotvorené dcérske bunky.

Chyby v procese replikácie sú extrémne zriedkavé, ale ak sa vyskytnú, sú veľmi rýchlo eliminované DNA polymerázami aj špeciálnymi opravnými enzýmami, pretože akákoľvek chyba v nukleotidovej sekvencii môže viesť k nezvratnej zmene štruktúry a funkcií proteínu. a v konečnom dôsledku nepriaznivo ovplyvňujú životaschopnosť novej bunky alebo dokonca jedinca.

biosyntéza bielkovín. Ako obrazne povedal vynikajúci filozof 19. storočia F. Engels: „Život je formou existencie proteínových tiel.“ Štruktúra a vlastnosti proteínových molekúl sú určené ich primárnou štruktúrou, t.j. sekvenciou aminokyselín kódovaných v DNA. Od presnosti reprodukcie týchto informácií závisí nielen existencia samotného polypeptidu, ale aj fungovanie bunky ako celku, preto je proces syntézy bielkovín veľmi dôležitý. Zdá sa, že ide o najzložitejší proces syntézy v bunke, keďže sa tu podieľa až tristo rôznych enzýmov a iných makromolekúl. Navyše prúdi vysokou rýchlosťou, čo si vyžaduje ešte väčšiu presnosť.

V biosyntéze proteínov existujú dva hlavné kroky: transkripcia a translácia.

Prepis(z lat. prepis- prepisovanie) je biosyntéza molekúl mRNA na templáte DNA.

Keďže molekula DNA obsahuje dva antiparalelné reťazce, čítanie informácií z oboch reťazcov by viedlo k vytvoreniu úplne odlišných mRNA, preto je ich biosyntéza možná len na jednom z reťazcov, ktorý sa nazýva kódovací, alebo kodogénny, na rozdiel od druhého, nekódujúce alebo nekodogénne. Proces prepisovania zabezpečuje špeciálny enzým RNA polymeráza, ktorý vyberá RNA nukleotidy podľa princípu komplementarity. Tento proces môže prebiehať ako v jadre, tak aj v organelách, ktoré majú vlastnú DNA – mitochondrie a plastidy.

Molekuly mRNA syntetizované počas transkripcie prechádzajú zložitým procesom prípravy na transláciu (mitochondriálne a plastidové mRNA môžu zostať vo vnútri organel, kde prebieha druhá fáza biosyntézy proteínov). V procese dozrievania mRNA sa k nej pripájajú prvé tri nukleotidy (AUG) a chvost adenylnukleotidov, ktorých dĺžka určuje, koľko proteínových kópií je možné syntetizovať na danej molekule. Až potom zrelé mRNA opúšťajú jadro cez jadrové póry.

Paralelne prebieha v cytoplazme proces aktivácie aminokyselín, počas ktorého je aminokyselina pripojená k zodpovedajúcej voľnej tRNA. Tento proces je katalyzovaný špeciálnym enzýmom, spotrebúva ATP.

Vysielanie(z lat. vysielať- prenos) je biosyntéza polypeptidového reťazca na matrici mRNA, pri ktorej sa genetická informácia prekladá do aminokyselinovej sekvencie polypeptidového reťazca.

Druhá fáza syntézy proteínov sa najčastejšie vyskytuje v cytoplazme, napríklad na hrubom endoplazmatickom retikule. Jeho výskyt si vyžaduje prítomnosť ribozómov, aktiváciu tRNA, počas ktorej pripájajú zodpovedajúce aminokyseliny, prítomnosť Mg2+ iónov, ako aj optimálne podmienky prostredia (teplota, pH, tlak a pod.).

Na spustenie vysielania zasvätenie) malá podjednotka ribozómu sa pripojí k molekule mRNA pripravenej na syntézu a potom sa podľa princípu komplementarity tRNA nesúca aminokyselinu metionín vyberie do prvého kodónu (AUG). Až potom sa spája veľká podjednotka ribozómu. V rámci zostaveného ribozómu sú dva kodóny mRNA, z ktorých prvý je už obsadený. Druhá tRNA, ktorá tiež nesie aminokyselinu, je pripojená ku kodónu, ktorý s ňou susedí, a potom sa pomocou enzýmov vytvorí peptidová väzba medzi aminokyselinovými zvyškami. Ribozóm presúva jeden kodón mRNA; prvá z tRNA, uvoľnená z aminokyseliny, sa vracia do cytoplazmy pre ďalšiu aminokyselinu a fragment budúceho polypeptidového reťazca, ako to bolo, visí na zostávajúcej tRNA. Ďalšia tRNA sa pripojí k novému kodónu, ktorý je v ribozóme, proces sa opakuje a krok za krokom sa polypeptidový reťazec predlžuje, t.j. predĺženie.

Koniec syntézy bielkovín ukončenie) sa vyskytuje hneď, ako sa v molekule mRNA stretne špecifická nukleotidová sekvencia, ktorá nekóduje aminokyselinu (stop kodón). Potom sa ribozóm, mRNA a polypeptidový reťazec oddelia a novosyntetizovaný proteín získa príslušnú štruktúru a je transportovaný do časti bunky, kde bude vykonávať svoje funkcie.

Translácia je veľmi energeticky náročný proces, pretože energia jednej molekuly ATP sa vynakladá na pripojenie jednej aminokyseliny k tRNA a niekoľko ďalších sa používa na pohyb ribozómu pozdĺž molekuly mRNA.

Na urýchlenie syntézy určitých proteínových molekúl je možné k molekule mRNA postupne pripojiť niekoľko ribozómov, ktoré tvoria jednu štruktúru - polyzóm.

Bunka je genetická jednotka živej veci. Chromozómy, ich štruktúra (tvar a veľkosť) a funkcie. Počet chromozómov a ich druhová stálosť. Somatické a pohlavné bunky. Životný cyklus bunky: interfáza a mitóza. Mitóza je delenie somatických buniek. meióza. Fázy mitózy a meiózy. Vývoj zárodočných buniek v rastlinách a zvieratách. Bunkové delenie je základom pre rast, vývoj a rozmnožovanie organizmov. Úloha meiózy a mitózy

Bunka je genetická jednotka života

Napriek tomu, že nukleové kyseliny sú nositeľmi genetickej informácie, implementácia tejto informácie je mimo bunky nemožná, čo sa dá ľahko dokázať na príklade vírusov. Tieto organizmy, ktoré často obsahujú iba DNA alebo RNA, sa nedokážu samy rozmnožovať, na to musia využívať dedičný aparát bunky. Nedokážu ani preniknúť do bunky bez pomoci samotnej bunky, s výnimkou použitia mechanizmov membránového transportu alebo v dôsledku poškodenia bunky. Väčšina vírusov je nestabilná, umierajú po niekoľkých hodinách pôsobenia na čerstvom vzduchu. Preto je bunka genetickou jednotkou živého, ktorá má minimálny súbor komponentov na uchovanie, úpravu a implementáciu dedičnej informácie, ako aj jej prenos na potomkov.

Väčšina genetickej informácie eukaryotickej bunky sa nachádza v jadre. Charakteristickým rysom jeho organizácie je, že na rozdiel od DNA prokaryotickej bunky nie sú molekuly eukaryotické DNA uzavreté a tvoria komplexné komplexy s proteínmi - chromozómami.

Chromozómy, ich štruktúra (tvar a veľkosť) a funkcie

Chromozóm(z gréčtiny. chróm- farba, farba a sumca- telo) je štruktúra bunkového jadra, ktoré obsahuje gény a nesie určité dedičné informácie o znakoch a vlastnostiach tela.

Niekedy sa molekuly kruhovej DNA prokaryotov nazývajú aj chromozómy. Chromozómy sú schopné autoduplikácie, majú štrukturálnu a funkčnú individualitu a zachovávajú si ju počas niekoľkých generácií. Každá bunka nesie všetky dedičné informácie tela, no funguje len malá časť.

Základom chromozómu je dvojvláknová molekula DNA nabitá proteínmi. U eukaryotov interagujú histónové a nehistónové proteíny s DNA, zatiaľ čo u prokaryotov histónové proteíny chýbajú.

Chromozómy sú najlepšie viditeľné pod svetelným mikroskopom pri delení buniek, keď v dôsledku zhutnenia nadobúdajú podobu tyčovitých teliesok oddelených primárnym zúžením - centroméra - na ramenách. Chromozóm môže mať tiež sekundárne zúženie, ktorý v niektorých prípadoch oddeľuje tzv satelit. Konce chromozómov sa nazývajú teloméry. Teloméry zabraňujú zlepeniu koncov chromozómov a zabezpečujú ich pripojenie k jadrovej membráne v nedeliacej sa bunke. Na začiatku delenia sú chromozómy zdvojené a pozostávajú z dvoch dcérskych chromozómov - chromatidy prichytený v centromére.

Podľa tvaru sa rozlišujú rovnoramenné, nerovnoramenné a tyčinkovité chromozómy. Veľkosti chromozómov sa výrazne líšia, ale priemerný chromozóm má veľkosť 5 $ × $ 1,4 µm.

V niektorých prípadoch chromozómy v dôsledku početných duplikácií DNA obsahujú stovky a tisíce chromatidov: takéto obrovské chromozómy sa nazývajú polyetylén. Nachádzajú sa v slinných žľazách lariev Drosophila, ako aj v tráviacich žľazách škrkaviek.

Počet chromozómov a ich druhová stálosť. Somatické a zárodočné bunky

Podľa bunkovej teórie je bunka jednotkou štruktúry, života a vývoja organizmu. Na bunkovej úrovni sú teda zabezpečené také dôležité funkcie živých vecí, ako je rast, reprodukcia a vývoj organizmu. Bunky mnohobunkových organizmov možno rozdeliť na somatické a pohlavné.

somatické bunky sú všetky bunky tela, ktoré vznikajú v dôsledku mitotického delenia.

Štúdium chromozómov umožnilo zistiť, že somatické bunky organizmu každého biologického druhu sa vyznačujú konštantným počtom chromozómov. Napríklad človek ich má 46. Súbor chromozómov somatických buniek je tzv diploidný(2n), alebo dvojité.

pohlavné bunky, alebo gaméty, sú špecializované bunky, ktoré slúžia na pohlavné rozmnožovanie.

Gaméty obsahujú vždy o polovicu menej chromozómov ako v somatických bunkách (u ľudí - 23), preto súbor chromozómov zárodočných buniek je tzv. haploidný(n), alebo slobodný. Jeho tvorba je spojená s delením meiotických buniek.

Množstvo DNA somatických buniek sa označuje ako 2c a množstvo zárodočných buniek - 1c. Genetický vzorec somatických buniek je napísaný ako 2n2c a pohlavie - 1n1c.

V jadrách niektorých somatických buniek sa počet chromozómov môže líšiť od ich počtu v somatických bunkách. Ak je tento rozdiel väčší o jednu, dve, tri atď. haploidné množiny, potom sa takéto bunky nazývajú polyploidný(tri-, tetra-, pentaploid, v tomto poradí). V takýchto bunkách sú metabolické procesy zvyčajne veľmi intenzívne.

Počet chromozómov sám osebe nie je druhovo špecifickým znakom, pretože rôzne organizmy môžu mať rovnaký počet chromozómov, zatiaľ čo príbuzné môžu mať rôzny počet. Napríklad malarické plazmodium a škrkavka konská majú dva chromozómy, zatiaľ čo ľudia a šimpanzy ich majú 46 a 48.

Ľudské chromozómy sú rozdelené do dvoch skupín: autozómy a pohlavné chromozómy (heterochromozómy). Autosome v ľudských somatických bunkách je 22 párov, sú rovnaké pre mužov a ženy, a pohlavné chromozómy len jeden pár, ale práve ona určuje pohlavie jedinca. Existujú dva typy pohlavných chromozómov - X a Y. Bunky tela ženy nesú dva chromozómy X a muži - X a Y.

karyotyp- ide o súbor znakov chromozómovej sady organizmu (počet chromozómov, ich tvar a veľkosť).

Podmienený záznam karyotypu zahŕňa celkový počet chromozómov, pohlavných chromozómov a možné odchýlky v sade chromozómov. Napríklad karyotyp normálneho muža je napísaný ako 46,XY, zatiaľ čo karyotyp normálnej ženy je 46,XX.

Životný cyklus bunky: interfáza a mitóza

Bunky nevznikajú zakaždým nanovo, vznikajú až v dôsledku delenia materských buniek. Dcérskym bunkám po oddelení trvá určitý čas, kým vytvoria organely a získajú vhodnú štruktúru, ktorá by zabezpečila výkon určitej funkcie. Toto časové obdobie sa nazýva dozrievanie.

Časové obdobie od objavenia sa bunky v dôsledku delenia po jej rozdelenie alebo smrť sa nazýva životný cyklus bunky.

V eukaryotických bunkách je životný cyklus rozdelený na dve hlavné fázy: interfázu a mitózu.

Medzifáza- toto je časový úsek v životnom cykle, v ktorom sa bunka nedelí a funguje normálne. Interfáza je rozdelená do troch periód: G 1 -, S- a G 2 - periódy.

G1 -obdobie(presyntetické, postmitotické) je obdobie bunkového rastu a vývoja, počas ktorého dochádza k aktívnej syntéze RNA, proteínov a ďalších látok potrebných na úplnú podporu života novovytvorenej bunky. Na konci tohto obdobia sa bunka môže začať pripravovať na duplikáciu DNA.

AT S-obdobie(syntetický) prebieha proces replikácie DNA. Jedinou časťou chromozómu, ktorá nepodlieha replikácii, je centroméra, preto sa výsledné molekuly DNA úplne nerozchádzajú, ale zostávajú v nej pripevnené a na začiatku delenia má chromozóm vzhľad v tvare X. Genetický vzorec bunky po duplikácii DNA je 2n4c. Aj v S-období dochádza k zdvojeniu centriolov bunkového centra.

G2 -obdobie(postsyntetický, premitotický) sa vyznačuje intenzívnou syntézou RNA, proteínov a ATP nevyhnutných pre proces bunkového delenia, ako aj separáciu centriol, mitochondrií a plastidov. Až do konca interfázy zostáva chromatín a jadierko jasne rozlíšiteľné, celistvosť jadrovej membrány nie je narušená a organely sa nemenia.

Niektoré z buniek tela sú schopné vykonávať svoje funkcie počas celého života tela (neuróny nášho mozgu, svalové bunky srdca), zatiaľ čo iné existujú krátky čas, po ktorom odumierajú (bunky črevného epitelu bunky epidermis kože). V tele teda musia neustále prebiehať procesy bunkového delenia a tvorby nových buniek, ktoré by nahradili tie odumreté. Bunky schopné deliť sa tzv stonka. V ľudskom tele sa nachádzajú v červenej kostnej dreni, v hlbokých vrstvách epidermis kože a na iných miestach. Pomocou týchto buniek môžete pestovať nový orgán, dosiahnuť omladenie a tiež klonovať telo. Perspektívy použitia kmeňových buniek sú celkom jasné, ale o morálnych a etických aspektoch tohto problému sa stále diskutuje, keďže vo väčšine prípadov sa používajú embryonálne kmeňové bunky získané z ľudských embryí usmrtených pri potrate.

Trvanie interfázy v rastlinných a živočíšnych bunkách je v priemere 10–20 hodín, zatiaľ čo mitóza trvá asi 1–2 hodiny.

V priebehu postupných delení v mnohobunkových organizmoch sa dcérske bunky stávajú čoraz rozmanitejšími, pretože čítajú informácie z rastúceho počtu génov.

Niektoré bunky sa nakoniec prestanú deliť a odumierajú, čo môže byť spôsobené dokončením určitých funkcií, ako v prípade epidermálnych buniek kože a krviniek, alebo poškodením týchto buniek environmentálnymi faktormi, najmä patogénmi. Geneticky naprogramovaná bunková smrť je tzv apoptóza, zatiaľ čo náhodná smrť - nekróza.

Mitóza je delenie somatických buniek. Fázy mitózy

Mitóza- metóda nepriameho delenia somatických buniek.

Počas mitózy bunka prechádza sériou po sebe nasledujúcich fáz, v dôsledku ktorých každá dcérska bunka dostane rovnakú sadu chromozómov ako materská bunka.

Mitóza je rozdelená do štyroch hlavných fáz: profáza, metafáza, anafáza a telofáza. Profáza- najdlhšia fáza mitózy, počas ktorej dochádza ku kondenzácii chromatínu, v dôsledku čoho sa stávajú viditeľnými chromozómy v tvare X, pozostávajúce z dvoch chromatíd (dcérskych chromozómov). V tomto prípade nukleolus zmizne, centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom bunky a začína sa vytvárať achromatínové vreteno (vreteno) mikrotubulov. Na konci profázy sa jadrová membrána rozpadne na samostatné vezikuly.

AT metafáza chromozómy sa zoraďujú pozdĺž rovníka bunky so svojimi centromérmi, ku ktorým sú pripojené mikrotubuly plne vytvoreného deliaceho vretienka. V tomto štádiu delenia sú chromozómy najhustejšie a majú charakteristický tvar, ktorý umožňuje študovať karyotyp.

AT anafázy dochádza k rýchlej replikácii DNA v centroméroch, v dôsledku čoho sa chromozómy rozštiepia a chromatidy sa rozchádzajú smerom k pólom bunky, natiahnuté mikrotubulmi. Distribúcia chromatidov musí byť úplne rovnaká, pretože práve tento proces zachováva stálosť počtu chromozómov v bunkách tela.

Na pódiu telofáza dcérske chromozómy sa zhromažďujú na póloch, despiralizujú, okolo nich vznikajú jadrové obaly z vezikúl a v novovzniknutých jadrách sa objavujú jadierka.

Po rozdelení jadra nastáva rozdelenie cytoplazmy - cytokinéza, počas ktorých dochádza k viac-menej rovnomernému rozloženiu všetkých organel materskej bunky.

V dôsledku mitózy sa teda z jednej materskej bunky vytvoria dve dcérske bunky, z ktorých každá je genetickou kópiou materskej bunky (2n2c).

V chorých, poškodených, starnúcich bunkách a špecializovaných tkanivách tela môže nastať trochu iný proces delenia – amitóza. Amitóza nazývané priame delenie eukaryotických buniek, pri ktorom nedochádza k tvorbe geneticky ekvivalentných buniek, keďže bunkové zložky sú rozložené nerovnomerne. Vyskytuje sa v rastlinách v endosperme a u zvierat v pečeni, chrupavke a rohovke oka.

meióza. Fázy meiózy

meióza- ide o metódu nepriameho delenia primárnych zárodočných buniek (2n2c), v dôsledku čoho vznikajú haploidné bunky (1n1c), najčastejšie zárodočné bunky.

Na rozdiel od mitózy pozostáva meióza z dvoch po sebe nasledujúcich bunkových delení, z ktorých každému predchádza interfáza. Prvé delenie meiózy (meióza I) sa nazýva zníženie, pretože v tomto prípade je počet chromozómov polovičný a druhé delenie (meióza II) - rovnicové, pretože pri jeho procese sa zachováva počet chromozómov.

Medzifáza I prebieha podobne ako medzifáza mitózy. Meióza I je rozdelená do štyroch fáz: profáza I, metafáza I, anafáza I a telofáza I. profáza I prebiehajú dva hlavné procesy - konjugácia a kríženie. Konjugácia- ide o proces fúzie homológnych (párových) chromozómov po celej dĺžke. Páry chromozómov vytvorené počas konjugácie sú zachované až do konca metafázy I.

Prejsť- vzájomná výmena homológnych oblastí homológnych chromozómov. V dôsledku kríženia získavajú chromozómy prijaté organizmom od oboch rodičov nové kombinácie génov, čo vedie k vzniku geneticky rôznorodých potomkov. Na konci profázy I, rovnako ako v profáze mitózy, jadierko zmizne, centrioly sa rozchádzajú smerom k pólom bunky a jadrový obal sa rozpadne.

AT metafáza I páry chromozómov sa zoraďujú pozdĺž rovníka bunky, k ich centromérom sú pripojené vretenovité mikrotubuly.

AT anafáza I celé homológne chromozómy pozostávajúce z dvoch chromatidov sa rozchádzajú k pólom.

AT telofáza I okolo zhlukov chromozómov na póloch bunky vznikajú jadrové membrány, tvoria sa jadierka.

Cytokinéza I zabezpečuje delenie cytoplazmy dcérskych buniek.

Dcérske bunky vytvorené ako výsledok meiózy I (1n2c) sú geneticky heterogénne, pretože ich chromozómy, náhodne rozptýlené na póloch bunky, obsahujú nerovnaké gény.

Porovnávacie charakteristiky mitózy a meiózy

Medzifáza II veľmi krátka, keďže v nej nedochádza k zdvojovaniu DNA, čiže neexistuje žiadna S-perióda.

Meióza II tiež rozdelené do štyroch fáz: profáza II, metafáza II, anafáza II a telofáza II. AT profáza II prebiehajú rovnaké procesy ako v profáze I, s výnimkou konjugácie a kríženia.

AT metafáza II Chromozómy sú umiestnené pozdĺž rovníka bunky.

AT anafáza II Chromozómy sa delia na centromére a chromatidy sa tiahnu smerom k pólom.

AT telofáza II jadrové membrány a jadierka sa tvoria okolo zhlukov dcérskych chromozómov.

Po cytokinéza II genetický vzorec všetkých štyroch dcérskych buniek je 1n1c, ale všetky majú odlišnú sadu génov, ktorá je výsledkom kríženia a náhodnej kombinácie materských a otcovských chromozómov v dcérskych bunkách.

Vývoj zárodočných buniek v rastlinách a zvieratách

Gametogenéza(z gréčtiny. gaméta- manželka, gaméty- manžel a genéza- vznik, výskyt) je proces tvorby zrelých zárodočných buniek.

Keďže sexuálna reprodukcia si najčastejšie vyžaduje dvoch jedincov - samicu a muža, ktorí produkujú rôzne pohlavné bunky - vajíčka a spermie, potom by procesy tvorby týchto gamét mali byť odlišné.

Povaha procesu tiež do značnej miery závisí od toho, či sa vyskytuje v rastlinnej alebo živočíšnej bunke, pretože v rastlinách dochádza iba k mitóze pri tvorbe gamét, zatiaľ čo u zvierat dochádza k mitóze aj meióze.

Vývoj zárodočných buniek v rastlinách. U krytosemenných rastlín dochádza k tvorbe samčích a samičích zárodočných buniek v rôznych častiach kvetu – tyčinkách, resp.

Pred tvorbou mužských zárodočných buniek - mikrogametogenéza(z gréčtiny. mikr- malý) - deje sa mikrosporogenéza, teda tvorbu mikrospór v prašníkoch tyčiniek. Tento proces je spojený s meiotickým delením materskej bunky, ktorého výsledkom sú štyri haploidné mikrospóry. Mikrogametogenéza je spojená s mitotickým delením mikrospór, čím sa mužský gametofyt skladá z dvoch buniek – veľkých vegetatívny(sifonogénne) a plytké generatívny. Po rozdelení je samčí gametofyt pokrytý hustými schránkami a tvorí peľové zrno. V niektorých prípadoch sa generatívna bunka mitoticky delí aj v procese dozrievania peľu a niekedy až po prenesení na stigmu piestika za vzniku dvoch nepohyblivých samčích zárodočných buniek - spermie. Po opelení sa z vegetatívnej bunky vytvorí peľová trubica, cez ktorú prenikajú spermie do vaječníka piestika na oplodnenie.

Vývoj samičích zárodočných buniek v rastlinách je tzv megagametogenéza(z gréčtiny. megas- veľký). Vyskytuje sa vo vaječníku piestika, ktorému predchádza o megasporogenéza, v dôsledku čoho sa z materskej bunky megaspóry ležiacej v jadre meiotickým delením vytvoria štyri megaspóry. Jedna z megaspór sa mitoticky delí trikrát, čím sa získa ženský gametofyt, embryonálny vak s ôsmimi jadrami. Následnou izoláciou cytoplazmy dcérskych buniek sa z jednej z výsledných buniek stane vajíčko, po stranách ktorého ležia takzvané synergidy, na opačnom konci embryového vaku sa vytvoria tri antipódy a v strede , v dôsledku splynutia dvoch haploidných jadier vzniká diploidná centrálna bunka.

Vývoj zárodočných buniek u zvierat. U zvierat sa rozlišujú dva procesy tvorby zárodočných buniek - spermatogenéza a oogenéza.

spermatogenéza(z gréčtiny. spermie, spermie- osivo a genéza- vznik, výskyt) je proces tvorby zrelých samčích zárodočných buniek - spermií. U ľudí sa vyskytuje v semenníkoch alebo semenníkoch a delí sa na štyri obdobia: rozmnožovanie, rast, dozrievanie a formovanie.

AT obdobie rozmnožovania primordiálne zárodočné bunky sa delia mitoticky, výsledkom čoho je vznik diploidov spermatogónie. AT obdobie rastu spermatogónie akumulujú živiny v cytoplazme, zväčšujú sa a menia sa na primárne spermatocyty, alebo spermatocyty 1. rádu. Až potom vstúpia do meiózy ( obdobie zrenia), čo najskôr vedie k dvom sekundárny spermatocyt, alebo spermatocyt 2. rádu a potom - štyri haploidné bunky s pomerne veľkým množstvom cytoplazmy - spermatidy. AT formačné obdobie stratia takmer celú cytoplazmu a vytvoria bičík, ktorý sa zmení na spermie.

spermie, alebo gumičky, - veľmi malé mobilné samčie pohlavné bunky s hlavou, krkom a chvostom.

AT hlavu, okrem jadra, je akrozóm- modifikovaný Golgiho komplex, ktorý zabezpečuje rozpustenie blán vajíčka pri oplodnení. AT krku existujú centrioly bunkového centra a základ konský chvost tvoria mikrotubuly, ktoré priamo podporujú pohyb spermií. Obsahuje tiež mitochondrie, ktoré poskytujú spermiám energiu ATP na pohyb.

Ovogenéza(z gréčtiny. OSN- vajce a genéza- vznik, výskyt) je proces tvorby zrelých samičích zárodočných buniek - vajíčok. U ľudí sa vyskytuje vo vaječníkoch a pozostáva z troch období: rozmnožovania, rastu a dozrievania. Obdobia reprodukcie a rastu, podobné ako pri spermatogenéze, sa vyskytujú aj počas vnútromaternicového vývoja. Súčasne sa z primárnych zárodočných buniek v dôsledku mitózy vytvárajú diploidné bunky. oogónia, ktoré sa potom menia na diploidné primárne oocyty, alebo oocyty 1. rádu. Meióza a následná cytokinéza vyskytujúca sa v obdobie zrenia, sa vyznačujú nerovnomerným delením cytoplazmy materskej bunky, takže v dôsledku toho sa najskôr získa sekundárny oocyt, alebo oocyt 2. rádu, a prvé polárne teleso, a potom zo sekundárneho oocytu - vajíčka, ktoré si zachováva celú zásobu živín, a druhého polárneho telieska, pričom prvé polárne teliesko je rozdelené na dve časti. Polárne telesá odoberajú prebytočný genetický materiál.

U ľudí sa vajíčka produkujú s intervalom 28–29 dní. Cyklus spojený s dozrievaním a uvoľňovaním vajíčok sa nazýva menštruačný cyklus.

Vajcia- veľká ženská zárodočná bunka, ktorá nesie nielen haploidnú sadu chromozómov, ale aj významný prísun živín pre následný vývoj embrya.

Vajíčko u cicavcov je pokryté štyrmi membránami, ktoré znižujú pravdepodobnosť jeho poškodenia rôznymi faktormi. Priemer vajíčka u ľudí dosahuje 150–200 mikrónov, zatiaľ čo u pštrosa to môže byť niekoľko centimetrov.

Bunkové delenie je základom pre rast, vývoj a rozmnožovanie organizmov. Úloha mitózy a meiózy

Ak u jednobunkových organizmov vedie delenie buniek k zvýšeniu počtu jedincov, t. j. k reprodukcii, potom u mnohobunkových organizmov môže mať tento proces iný význam. Bunkové delenie embrya, počnúc zygotou, je teda biologickým základom pre prepojené procesy rastu a vývoja. Podobné zmeny sa pozorujú u človeka počas dospievania, keď sa počet buniek nielen zvyšuje, ale dochádza aj ku kvalitatívnej zmene v tele. Rozmnožovanie mnohobunkových organizmov je tiež založené na delení buniek, napríklad pri nepohlavnom rozmnožovaní sa v dôsledku tohto procesu z časti tela obnovuje celé telo a pri pohlavnom rozmnožovaní sa počas gametogenézy tvoria zárodočné bunky, ktoré následne dávajú nový organizmus. Je potrebné poznamenať, že hlavné metódy delenia eukaryotických buniek - mitóza a meióza - majú v životných cykloch organizmov rôzny význam.

V dôsledku mitózy dochádza k rovnomernému rozdeleniu dedičného materiálu medzi dcérske bunky – presné kópie matky. Bez mitózy by existencia a rast mnohobunkových organizmov vyvíjajúcich sa z jedinej bunky – zygoty, bola nemožná, keďže všetky bunky takýchto organizmov musia obsahovať rovnakú genetickú informáciu.

V procese delenia sa dcérske bunky stávajú čoraz rozmanitejšími v štruktúre a funkciách, čo je spojené s aktiváciou nových skupín génov v nich v dôsledku medzibunkovej interakcie. Mitóza je teda nevyhnutná pre vývoj organizmu.

Tento spôsob delenia buniek je nevyhnutný pre procesy nepohlavného rozmnožovania a regenerácie (obnovy) poškodených tkanív, ale aj orgánov.

Meióza zase zabezpečuje stálosť karyotypu pri pohlavnom rozmnožovaní, pretože pred pohlavným rozmnožovaním redukuje o polovicu sadu chromozómov, ktorá sa potom obnoví v dôsledku oplodnenia. Okrem toho meióza vedie k objaveniu sa nových kombinácií rodičovských génov v dôsledku kríženia a náhodnej kombinácie chromozómov v dcérskych bunkách. Vďaka tomu je potomstvo geneticky rôznorodé, čo poskytuje materiál pre prirodzený výber a je materiálnym základom evolúcie. Zmena počtu, tvaru a veľkosti chromozómov môže na jednej strane viesť k vzniku rôznych odchýlok vo vývoji organizmu až k jeho smrti a na druhej strane môže viesť k objaveniu sa jedincov viac prispôsobené prostrediu.

Bunka je teda jednotkou rastu, vývoja a rozmnožovania organizmov.