Chromosomų Kiekio Kitimas Apvaisinimo Metu: Gyvybės Pradžia Ląstelės Lygmeniu

Apvaisinimas yra gyvybiškai svarbus procesas, žymintis naujo organizmo vystymosi pradžią. Tai augalų ir gyvūnų lytinių ląstelių (gametų) susiliejimas. Apvaisinimas - tai dviejų skirtingų tipų gametų susijungimas ir zigotos (naujo vienaląsčio organizmo arba daugialąsčio organizmo pirmosios ląstelės) susidarymas. Apvaisinime dalyvauja dviejų tipų lytinės ląstelės: moteriška kiaušialąstė ir vyriškas spermatozoidas. Iš zigotos pradeda vystytis naujas organizmas. Dauguma gyvūnų dauginasi lytiniu būdu.

Kas yra Chromosoma ir Jos Struktūra?

Chromosoma (lot. chromosoma, nuo gr. χρῶμα 'dažas' + σῶμα 'kūnas') - ląstelės branduolio dalis, kurią sudaro DNR ir histonai. Chromatinas sudaro chromosomas. Nesidalijančiose ląstelėse chromatinas yra dekondensuotų gijų pavidalo. Pati chromosoma sudaryta iš dviejų išilgai einančių gijų - chromatidžių. Kompaktinės chromosomos būna lazdelės formos.

Chromosomoje yra skiriama pirminė persmauga - centromera ir pečiai. Chromosomų pečiuose yra storesnės ir intensyviau nusidažiusios sritys - chromomeros, kurios kaitaliojasi su tarpchromosominiais siūlais. Dėl to chromosoma gali būti panaši į nevienodai suvertus karolius.

Haploidinis ir Diploidinis Chromosomų Rinkinys

Žmogaus somatinėse ląstelėse ir zigotoje yra 46 chromosomos, šis skaičius vadinamas diploidiniu (2n) chromosomų rinkiniu. Diploidiniame rinkinyje kiekviena chromosoma turi beveik identiškos genetinės kompozicijos antrininkę - homologinę chromosomą. Jose išsidėsto požymiui darančios įtaką sekos - aleliai. Perpus mažesnis neporinis chromosomų rinkinys vadinamas haploidiniu (n). Jis nurodo, kiek yra skirtingų (nehomologinių) chromosomų.

Chromosomų skaičiaus pavyzdžiai skirtinguose organizmuose

Lytinės ir Autosominės Chromosomos

Tiek vyrai, tiek moterys įprastai turi 23 chromosomų poras. Tačiau vyrų vieną iš šių porų sudaro skirtingos chromosomos. Didesnioji šios poros chromosoma yra X, mažesnioji Y. Jos vadinamos lytinėmis chromosomomis, kadangi jose koduojamos sekos daro įtaką lyties determinacijai. Žmogaus chromosoma Y yra kilusi iš chromosomos X, jai labai pakitus ir sumažėjus. Ji tebeturi šiek tiek X chromosomai giminingų sekų, ties kuriom tebevyksta rekombinacija (pseudo-autosominė sritis, apie 5% visos chromosomos). Kitos chromosomos yra vadinamos autosomomis - tai visos likusios chromosomos, išskyrus X ir Y. Žmogaus chromosoma 2 (antroji pagal dydį chromosoma) yra dviejų chromosomų susiliejimo rezultatas. Ji tebeturi antrą (nebefunkcionuojančią) centromerą bei chromosomos viduryje (ne kraštuose, kai įprasta) esančias telomerines sekas.

Apvaisinimo Fazės ir Chromosomų Susiliejimas

Apvaisinimo metu skiriamos 3 fazės: prasiskverbimas, branduolių susiliejimas ir chromosomų pasikeitimas. Apvaisinimas dažniausiai įvyksta kiaušintakyje, jo ampulėje, maždaug per 12 valandų po ovuliacijos. Lytinio akto metu į moters lytinius takus patenka apie 300-500 mln. spermatozoidų, kurie juda netvarkingai, maždaug 2-3 mm per valandą greičiu. Jų judėjimą sąlygoja cheminės medžiagos. Jų judėti padeda gimdos ir kiaušintakių raumenų susitraukimai. Spermatozoidai keliaudami prieš srovę (teigiamasis reotaksis), per maždaug 30 min po ejakuliacijos pasiekia gimdos ertmę (cavitas uteri), o per maždaug 1,5 val. - kiaušidės ampulę (ampulla tubae uterinae).

Spermatozoidų Brendimas ir Kiaušialąstės Prasiskverbimas

Patekę į lytinius moters takus spermatozoidai dar nėra pajėgūs apvaisinti kiaušialąstės - tam jie dar turi subręsti. Spermatozoidų brendimas, trunkantis apie 7 valandas, vadinamas kapacitacija (lot. capacitas). Kapacitacijos metu nuo spermatozoido akrosomos srities pasišalina jį dengiantis baltyminis sluoksnis ir glikoproteinai. Akrosomos fermentai, tokie kaip hialuronidazė, padeda spermatozoidui pereiti pro spindulinį vainiką, tripsino fermentai skaido skaidriosios srities (zona pellucida) medžiagas. Dėl šių fermentų, taip pat akrosino poveikio spermatozoidas gali pereiti antrinį oocitą (dar besiformuojanti kiaušialąstė) dengiančius sluoksnius.

Spermatozoidas, susitikęs kiaušinėlį, išskiria fermentus, kurie ištirpdo jo spindulinį vainiką, skaidriąją zoną bei membraną ir prasiskverbia prie kiaušinėlio. Perėjęs pro oocito skaidriąją sritį, spermatozoidas sąveikauja su antrinio oocito paviršiumi. Spermatozoido ir kiaušinėlio prisilietimo vietoje jungiasi abiejų ląstelių plazminės membranos, susilieja jų turinys ir per kelias sekundes iš dviejų ląstelių susidaro viena.

Branduolių Susiliejimas ir Zigotos Formavimasis

Apvaisinti patelės lytinę ląstelę galima vienu spermatozoidu (monospermija; būdinga žinduoliams) arba daugiau kaip vienu (polispermija; būdinga ropliams). Tačiau spermatozoidui įsiskverbus keičiasi kiaušinėlio apvalkalų laidumas ir kiti spermatozoidai nebegali patekti į kiaušinėlį. Vos tik jis paliečia oocito membraną, pakinta skaidriosios srities cheminės savybės ir ji tampa nelaidi kitiems spermatozoidams - pakinta kiaušialąstės medžiagų apykaita. Visų pirma suintensyvėja jos angliavandenių apykaita, baltymų sintezė, iš aplinkos daugiau imama fosforo ir kalio. Šių procesų metu taip pat pakinta išorinio kiaušialąstės sluoksnio elastingumas ir skaidrumas, po to susiformuoja apvaisinimo dangalas, kuris nebeleidžia kitiems spermatozoidams patekti į kiaušialąstę. Ir nors kiti spermatozoidai jau būna perėję spindulinį vainiką ar pradėję tirpdyti skaidriosios srities sluoksnį, į kiaušialąstę dėl to patekti negali.

Susiliejus spermatozoido ir oocito membranoms, į oocito vidų patenka spermatozoido galva, kaklas ir uodega. Oocitas tuo metu baigia antrąjį mejozinį dalijimąsi ir virsta kiaušialąste, turinčia moteriškąjį probranduolį, bei dar susidaro vienas polinis (redukcinis) kūnelis. Tuo metu atsiskiria spermatozoido uodega nuo galvos ir suyra, o jo branduolys virsta vyriškuoju probranduoliu (pronukleusu). Probranduolys yra vienas iš dviejų lytinių ląstelių branduolių, dar nesusiliejusių į vieną apvaisintoje kiaušialąstėje.

Prasideda lytinio susijungimo kelias (via copulativa), kurio metu pradeda artėti spermatozoido ir kiaušialąstės branduoliai. Branduolius dengiantys apvalkalai išnyksta, chromosomos susilieja ir išsidėsto centrosomos sudarytoje dalijimosi verpstėje. Susijungia abiejų lytinių ląstelių branduoliai, tuo metu susilieja jų chromosomos. Apvaisinimo procesas baigiasi lytinių ląstelių branduolių susijungimu ir zigotos susidarymu.

Chromosomų Skaičiaus Pakitimai ir Jų Pasekmės

Apvaisinimo metu, nors ir retai, gali įvykti klaidų, sukeliančių chromosomų skaičiaus pakitimus. Ląstelei dalijantis mejozės būdu, kartais chromosomų pora neišsiskiria, ir abi chromosomos patenka į tą patį kiaušinėlį ar spermatozoidą. Dėl šios priežasties gali pradėti vystytis gemalas, vietoje vienos chromosomos poros turintis tris chromosomas. Toks reiškinys vadinamas trisomija. Paprastai jis sukelia ryškių sutrikimų, dėl kurių gemalas dažniausia neišgyvena ir žūva. Pavyzdys: Dauno sindromas (21-osios chromosomos trisomija).

Kartais biologiniai procesai ar išoriniai veiksniai (radiacija, kai kurios cheminės medžiagos, virusai) gali sukelti chromosomų trūkius. Delecija (deletion) - tai kurios nors dalies chromosomos netekimas. Pavyzdžiui, vyrų nevaisingumas susijęs su Y chromosomos delecija AZS zonoje.

tags: #chromosomu #kiekio #kitimas #apvaisinimo #metu

• Kaip slaugyti naujagimius, sergančius NAS
• Kaip organizuojamas gimdymas namuose: tvarka ir galimybės
• Kaip suprasti vaiko gestus?
• Mindaugo vardas ir Lietuvos teatras
• Žaismingas kelias į komunikacinius įgūdžius