К нетипичным формам митоза относятся

1. Амитоз- это прямое деление ядра. При этом сохраняется морфология ядра, видны ядрышко и ядерная мембрана. Хромосомы не видны, и их равномерного распределения не происходит. Ядро делится на две относительно равные части без образования митотического аппарата (системы микротрубочек, центриолей, структурированных хромосом). Если при этом деление заканчивается, возникает двухъядерная клетка. Но иногда перешнуровывается и цитоплазма.

Такой вид деления существует в некоторых дифференцированных тканях (в клетках скелетной мускулатуры, кожи, соединительной ткани), а также в патологически измененных тканях. Амитоз никогда не встречается в клетках, которые нуждаются в сохранении полноценной генетической информации, – оплодотворенных яйцеклетках, клетках нормально развивающегося эмбриона. Этот способ деления не может считаться полноценным способом размножения эукариотических клеток.

2. Эндомитоз. При этом типе деления после репликации ДНК не происходит разделения хромосом на две дочерние хроматиды. Это приводит к увеличению числа хромосом в клетке иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором. Так возникают полиплоидные клетки (в печени) Эндомитоз представляет собой геномную соматическую мутацию.

Политения.

Происходит кратное увеличение содержания ДНК (хромонем) в хромосомах без увеличения содержания самих хромосом.

Такой тип деления наблюдается в некоторых высокоспециализированных тканях (печеночных клетках, клетках слюнных желез двукрылых насекомых). Политенные хромосомы дрозофил используются для построения цитологических карт генов в хромосомах.

Гаметы

I. Строение гамет

Половые клетки – гаметы – образуются у родительских организмов в специальных органах. У животных и человека их называют половыми органами, у растений – генеративными органами. В этих органах развиваются мужские и женские гаметы.

Сперматозоид

Сперматозоид— это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, размеры сперматозоида микроскопические. Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме.

I. Строение сперматозоида

По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика.

· Головка.

Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы — фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки.

· Шейка

 В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой очень богат эякулят. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре.

· Хвост

Хвост является органоидом активного движения.

Сперматозоиды более устойчивы к воздействию ионизирующей радиации, чем незрелые яйцеклетки. Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, который выбрасывает длинную и тонкую нить для захвата яйцеклетки. Оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды человека способны к направленному движению по направлению к яйцеклетке (это называется положительным хемотаксисом). При оплодотворении в яйцеклетку проникает только головка сперматозоида, несущая наследственный аппарат, а остальные части остаются снаружи.

Сперматогенез

Сперматогенез – процесс образования мужских половых клеток ( гамет) – сперматозоидов. По достижении животным половой зрелости в семеннике его происходят процессы, сводящиеся к созреванию и формированию сперматозоидов.
Весь процесс сперматогенеза контролируется гормонами.

Этапы сперматогенеза

1. Стадия размножения.

На этой стадии первичные половые клетки,имеющие диплоидный набор хромосом (2n2c) многократно делятся митозом, в результате чего образуются большое количество сперматогониев.

2. Стадия роста

На этой стадии сперматогонии незначительно увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты I порядка Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания

На этой стадии происходят два следующих друг за другом деления - мейоз I и мейоз II. После первого деления образуются сперматоциты II порядка, а после второго деления - сперматиды. При созревании один сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды,

4. Стадия формирования

В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.

Биологическое значение сперматозоида

1. Сперматозоид доставляет в яйцеклетку гаплоидный набор хромосом.

2. Сперматозоид запускает программу развития яйцеклетки.

Яйцеклетка

Яйцеклетка— крупная неподвижная клетка, обладающая запасом питательных веществ. Размеры женской яйцеклетки составляют 150—170 мкм (гораздо больше мужских сперматозоидов, размер которых 50—70 мкм). Главная особенность яйцеклетки в том, что в ней накапливаются огромные ресурсы РНК, рибосом, питателных веществ, которые позже расходуются на дробление зиготы и рост зародыша. Особенно большие яйцеклетки образуются в том случае если яйцеклетка развивается вне материнского организма и не имеют внешних источников питания (рыбы, амфибии, птицы). Яйцеклетки многихорганизмов покрываются дополнительными оболочками, защищающими их от механических повреждений, высыхания, предоставляющие питание зародышу (белок рыбы). В субмембраном слое многих видов содержатся секреторные пузырьки (кортикальные гранулы). После оплодотворения их содержимое путем экзоцитоза выводится наружу и делает плазматическую мембрану яйцеклетки непроницаемой для других сперматозоидов.

Функции питательных веществ различны. Их выполняют:

1) компоненты, нужные для процессов биосинтеза белка (ферменты, рибосомы, м-РНК, т-РНК и их предшественники);

2) специфические регуляторные вещества, которые контролируют все процессы, происходящие с яйцеклеткой, например, фактор дезинтеграции ядерной оболочки (с этого процесса начинается профаза 1 мейотического деления), фактор, преобразующий ядро сперматозоида в пронуклеус перед фазой дробления, фактор, ответственный за блок мейоза на стадии метафазы II и др.;

3) желток, в состав которого входят белки, фосфолипиды,различные жиры, минеральные соли. Именно он обеспечивает питание зародыша в эмбриональном периоде.

Яйцеклетка обычно имеет шарообразную или слегка вытянутую форму, содержит набор тех типичных органелл, что и любая клетка. Как и другие клетки, яйцеклетка отграничена плазматической мембраной, но снаружи она окружена блестящей оболочкой, состоящей из мукополисахаридов и играет защитную роль, питает яйцеклетку. Яйцеклетка лишена аппарата активного движения. За 4—7 суток она проходит по яйцеводу до полости матки.

Овогенез (оогенез)

Овогенез – это процесс образования женских половых клеток – яйцеклеток, под контролем половых гормонов- эстрогенов. Протекает он в половых железах (гонадах) – яичниках.

Этапы овогенеза

1. Стадия размножения

Первичные половые клетки, из которых в последующем образуются женские гаметы, называются овогониями. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Размножение овогонийпроисходит главным образом в эмбриональном периоде. У человека в яичниках женского организма процесс размножения овогоний наиболее интенсивно протекает между 2 и 5 месяцами внутриутробного развития. К концу 7 месяца большая часть овоцитов переходит в профазу I мейоза.

2. Стадия роста

Клетки увеличиваются в размерах и превращаются вовоциты I порядка. Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3. Стадия созревания

Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз.

 После первого деления (мейоза I) образуются и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют. Так сохраняется максимальное количество желтка в яйцеклетках.

 Таким образом, в результате стадии созревания один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца.