ROZMNAŻANIE

Typy rozmnażania

Rozmnażanie organizmów może zachodzić w sposób bezpłciowy lub płciowy.

Rozmnażanie bezpłciowe - z jednego osobnika powstają osobniki potomne, identyczne pod względem genetycznym z osobnikiem rodzicielskim. Rozmnażanie bezpłciowe może zachodzić poprzez podział komórki lub przez pączkowanie.

Rozmnażanie płciowe - w procesie płciowym biorą udział zawsze dwa osobniki rodzicielskie, a każdy z nich wytwarza specyficzne komórki rozrodcze: gamety (komórka jajowa i plemnik). Gameta męska i żeńska łączą się ze sobą w procesie zapłodnienia, dając początek zygocie. W wyniku podziałów zygoty i różnicowania się komórek powstaje organizm potomny, będący "mieszanką genetyczną" - jego cechy są kombinacją cech obojga rodziców. To wymieszanie cech nazywa się rekombinacją i jest przyczyną indywidualnej zmienności w obrębie gatunku.

Budowa układu rozrodczego męskiego i żeńskiego

Męskie narządy płciowe to:

  • wewnętrzne
  • jądra
  • najądrza
  • nasieniowody
  • pęcherzyki nasienne
  • gruczoł krokowy
  • gruczoły opuszkowo-cewkowe
  • zewnętrzne
  • moszna
  • prącie

Jądra to parzyste gruczoły płciowe męskie, leżące w worku mosznowym, poza obrębem ciała. W rozwoju zarodkowym powstają w jamie brzusznej i pod koniec ciąży (7-9 miesiąc) zstępują do moszny. Każde jądro otoczone jest łącznotkankową błoną białawą, która wnika do miąższu gruczołu i tworzy przegrody, dzieląc tym samym jądro na płaciki. Każdy płacik wypełniony jest gęstą siecią kanalików nasiennych oraz komórkami tkanki śródmiąższowej. W ścianach kanalików nasiennych znajdują się męskie komórki płciowe w różnych stadiach dojrzałości. Komórki śródmiąższowe Leydiga wydzielają męskie hormony płciowe (głównie testosteron), a komórki Sertoliego wydzielają substancje odżywcze dla rozwijających się plemników. W tylnej części jądra błona biaława tworzy zgrubienie, zwane siecią jądra. W tym miejscu kanaliki nasienne łączą się w kanaliki wyprowadzające, biegnące do najądrza. Najądrze to sieć kanalików, znajdująca się na górnej powierzchni jądra. Jest to miejsce dojrzewania i przechowywania plemników.

Z najądrza przewody biegną dalej, tworząc nasieniowody. Są to parzyste kanały o długości ok. 50cm. Biegną od każdego z najądrzy i po drodze łączą się z ujściami gruczołów płciowych pomocniczych. Pęcherzyki nasienne wydzielają gęstą substancję, która umożliwia ruchy plemników. Od miejsca ich ujścia do nasieniowodów, zaczynają się przewody wytryskowe. Oba przewody przechodzą przez pojedynczy gruczoł krokowy (stercz, prostatę), o kształcie i wielkości kasztana. Wydzielina gruczołu krokowego m.in. nadaje nasieniu charakterystyczny zapach (efekt obecności białka - sperminy). Kolejne gruczoły na drodze plemników to gruczoły opuszkowo-cewkowe. Ich wydzielina ma odczyn zasadowy, co chroni plemniki przez działaniem kwaśnego pH w cewce moczowej, która jest kolejnym odcinkiem dróg wyprowadzających nasienie oraz w kobiecej pochwie, do której plemniki dostają się w wyniku ejakulacji. Wydzieliny wszystkich gruczołów dodatkowych zostają wyciśnięte do cewki moczowej w czasie ejakulacji, czyli wytrysku, i stanowią tzw. osocze nasienia. Nasienie jest wprowadzane do kobiecych dróg rodnych za pomocą narządu kopulacyjnego - prącia. Biegnie w nim cewka moczowo-płciowa, ostatni odcinek wyprowadzający nasienie. Prącie wypełnia ciało gąbczaste oraz dwa ciała jamiste, które pod wpływem podniecenia seksualnego wypełniają się krwią tętniczą. Doprowadza to do powiększenia wymiarów i usztywnienia prącia, czyli do wzwodu (erekcji). Ta sztywność umożliwia wprowadzenie prącia do pochwy i ułatwia ruchy kopulacyjne.

Żeńskie narządy płciowe to:

  • wewnętrzne
  • jajniki
  • jajowody
  • macica
  • pochwa
  • zewnętrzne (srom)
  • wargi sromowe (większe i mniejsze)
  • łechtaczka
  • gruczoły przedsionkowe

Jajniki to żeńskie gruczoły płciowe, położone po obu stronach jamy brzusznej, w jej dolnej części. Podobnie jak męskie jądra, jajniki produkują gamety oraz hormony płciowe. W przekroju jajnika wyraźnie widać warstwę powierzchniowej kory oraz rdzeń. W korze znajdują się liczne pęcherzyki, zawierające niedojrzałe komórki jajowe. W cyklu trwającym około 28 dni dojrzewa jeden pęcherzyk w jajniku prawym lub lewym (na zmianę). Dojrzały pęcherzyk (pęcherzyk Graafa) pęka i uwalnia komórkę jajową, która znajduje się w stadium II metafazy podziału mejotycznego. W miejscu pęknięcia tworzy się ciałko żółte, wydzielające hormon progesteron, biorący udział w regulacji dalszej części cyklu płciowego. Uwolniona komórka jajowa dostaje się do jajowodu.

Jajowody to parzyste kanały o długości ok. 12cm. Nie łączą się bezpośrednio z jajnikami, ale ich ujścia mają liczne strzępki, wychwytujące i nakierowujące odpowiednio komórkę jajową. Ruch wyścielających przewód rzęsek przesuwa komórkę w kierunku macicy.

Macica jest gruszkowatym workiem, którego szersza podstawa znajduje się u góry. W jej kątach uchodzą jajowody. Macica jest miejscem rozwoju płodu, posiada grubą śluzówkę i jest silnie ukrwiona. W dolnej części zwężą się, przechodząc w szyjkę, której przedłużeniem jest pochwa. Pochwa częściowo obejmuje ujście szyjki macicy, a drugiej strony uchodzi na zewnątrz ciała. Do pochwy wprowadzane jest prącie i tu następuje wytrysk nasienia. Tą samą drogą płód wydostaje się na świat podczas narodzin. Z tego względu pochwa - podobnie zresztą jak macica - jest narządem ogromnie rozciągliwym.

Zewnętrzne narządy płciowe żeńskie określa się zbiorczo mianem sromu. Znajdująca się tu łechtaczka jest odpowiednikiem męskiego prącia - również ma budowę jamistą i może wypełniać się krwią pod wpływem podniecenia seksualnego.

Okresy rozwojowe człowieka

  • Zapłodnienie
  • 0-3 miesiące - rozwój zarodkowy
  • 3-9 miesięcy - rozwój płodowy
  • Narodziny
  • do 1. miesiąca życia - noworodek
  • do 1. roku życia - okres niemowlęcy
  • 1.- 3. rok życia - okres poniemowlęcy
  • 3.-12. rok życia - okres dzieciństwa
  • 12.-20. rok życia - okres dojrzewania
  • 20.-40. rok życia - dojrzałość
  • 40.-65. rok życia - wiek średni
  • powyżej 65. roku życia - starość
  • Śmierć

GENETYKA

Podstawowe pojęcia

Twórcą klasycznej genetyki, opisującej reguły dziedziczenia cech, był Grzegorz Mendel, czeski zakonnik, który prowadził badania na kwiatach grochu. Dziedziczenie polega na przekazywaniu cech osobników rodzicielskich na potomstwo, przy czym cechy te mogą ulec wymieszaniu w procesie rekombinacji, co jest charakterystyczne dla rozmnażania płciowego.

Gen - podstawowa jednostka dziedziczenia, określony fragment DNA (materiału genetycznego)

Allel - jedna z różnych wersji danego genu, np. gen warunkujący wzrost może posiadać dwie odmiany (dwa allele) - wzrost niski i wzrost wysoki

Cecha dominująca - cecha, która się ujawni, jeśli spotkają się różne allele tego samego genu

Cecha recesywna - cecha, która pozostanie ukryta i nie ujawni się, jeśli spotkają się różne allele tego samego genu

Genotyp - zestaw wszystkich genów (i alleli) danego organizmu

Fenotyp - zestaw cech organizmu, które ujawniają się w zależności od genotypu

Homozygota - organizm (lub komórka) posiadający dwa takie same allele danego genu

Heterozygota - organizm (lub komórka) posiadający dwa różne allele tego samego genu - wtedy jeden z nich jest dominujący, a drugi recesywny

G.Mendel ujął swoje odkrycia w proste prawa, będące podstawą genetyki:

I. prawo Mendla - komórki rozrodcze posiadają zawsze tylko jeden allel danego genu

II. prawo Mendla - dziedziczenie cech jest niezależne od siebie

Materiał genetyczny

Budowa

Kwas deoksyrybonukleinowy, czyli DNA - nośnik informacji genetycznej, zbudowany jest z wielu podjednostek, zwanych nukleotydami. Każdy nukleotyd składa się z zasady azotowej, cukru (deoksyrybozy) i reszty kwasu fosforowego. Istnieją cztery rodzaje zasad azotowych: adenina, tymina, guanina i cytozyna. Nukleotydy ułożone jeden za drugim, tworzą nić. Cząsteczka DNA składa się z dwóch takich równoległych nici, skręconych w spiralę. Nici połączone są ze sobą poprzez zasady azotowe, które dopasowują się do siebie zgodnie z regułą komplementarności: adenina łączy się zawsze z tyminą (A=T), guanina z cytozyną (G≡C). Kolejność ułożenia zasad azotowych w nici decyduje o właściwościach DNA.

Transkrypcja

Przekazywanie materiału genetycznego zaczyna się procesem transkrypcji, czyli utworzeniu pojedynczej nici kwasu rybonukleinowego (RNA) na matrycy DNA. Odbywa się z udziałem specyficznych enzymów: polimeraz i ligaz. Powstają trzy rodzaje RNA: informacyjny (matrycowy), rybosomalny i transportujący.

Translacja

Informacyjny RNA (mRNA) powstały na bazie DNA, stanowi matrycę do syntezy odpowiedniego białka. Zamiana sekwencji zasad w nukleotydach w sekwencję aminokwasów w białku odbywa się przy użyciu kodu genetycznego, a proces ten nosi nazwę translacji. Jest to kod trójkowy: każde trzy kolejne nukleotydy oznaczają jeden, określony aminokwas. Taka trójka nukleotydów nazywana jest kodonem. Poszczególne kodony nie zachodzą na siebie ani nie są oddzielone żadnymi "przecinkami". Jeden kodon oznacza zawsze tylko jeden, ten sam aminokwas. Każdy z aminokwasów może jednak być kodowany przez różne kodony. Kod genetyczny jest taki sam we wszystkich organizmach żywych.

Dziedziczenie płci

Płeć rozwijającego się zarodka zależy od układu chromosomów płci: X i Y. W komórkach ciała chromosomy występują zawsze parami, a w gametach pojedynczo. Po zapłodnieniu zygota ma ponownie parzysty komplet chromosomów. Układ XX oznacza płeć żeńską, układ XY - płeć męską. Kobieta zawsze przekazuje do gamety chromosom X, płeć dziecka zależy więc od tego, który z chromosomów ojca wejdzie do gamety. Prawdopodobieństwo wynosi w obu przypadkach 50%.

Dziedziczenie grup krwi oraz czynnika Rh

Grupy krwi dziedziczą się zgodnie z prawami Mendla. Istnieją trzy allele warunkujące fenotyp krwinek: A, B lub 0. A i B wykazują wobec siebie kodominację, a zarazem oba dominują nad allelem 0. Ich kombinacje dają więc cztery grupy krwi:

Grupa A: genotyp AA lub A0

Grupa B: genotyp BB lub B0

Grupa AB: genotyp AB

Grupa 0: genotyp 00

Czynnik Rh "+" "-" określa, czy w genotypie obecny jest allel R, dominujący nad allelem r. Osoby Rh+ mają więc genotyp RR lub Rr, natomiast osoby Rh- mają genotyp rr.

Wiedząc, jak dziedziczą się grupy krwi oraz czynnik Rh, można np. wykluczać ojcostwo lub przewidywać wystąpienie konfliktu serologicznego.

Mitoza i mejoza - porównanie podziałów komórkowych

cecha

MITOZA

MEJOZA

Miejsce zachodzenia

Komórki somatyczne

Komórki płciowe

Ilość cykli podziałowych

1

2

Ilość powstających komórek

2

4

Liczba chromosomów w komórkach potomnych

Taka sama jak w rodzicielskiej

Zredukowana o połowę

Przebieg anafazy

Do biegunów komórki wędrują chromatydy (połówki chromosomów)

W 1. podziale do biegunów wędrują całe chromosomy

Zmienność materiału genetycznego

brak

rekombinacje