Оплодотворение. Партеногенез. Полиэмбриония. Половой диморфизм. Биологический аспект репродукции человека

Оплодотворение заключается в соединении сперматозоида с яйцом. С него начинается эмбриональный период индивидуального развития. Важнейшими этапами процесса оплодотворения являются: 1) проникновение сперматозоида в яйцо; 2) активация в яйце разнообразных синтетических процессов; 3) слияние ядер яйца и сперматозоида с восстановлением диплоидного набора хромосом.

Как правило, яйцеклетки и сперматозоиды вырабатываются разными организмами – женскими и мужскими, самками и самцами. Они отличаются друг от друга по ряду признаков. В подразделении гамет на яйцеклетки и сперматозоиды, а особей на самок и самцов заключается явление половой диморфизм. Наличие его в природе отражает различия в задачах, решаемых в процессе полового размножения мужской или женской гаметой, самцом или самкой.

Хотя оплодотворение представляет характерный признак полового размножения, дочерний организм иногда развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Это явление наз. партеногенезом. Источником наследственного материала для развития потомка в этом случае обычно служит ДНК яйцеклетки. Партеногенез – модификация полового размножения в процессе эволюции определенных видов животных. При партеногенезе, как и типичном половом размножении, развиваются особи с диплоидными соматическими клетками. Восстановление диплоидного набора хр-ом происходит обычно путем слияния ооцита и редукционного тельца во 2ом делении мейоза.

У некоторых видов закономерно наблюдается полиэмбриония – бесполое размножение зародыша на ранних стадиях эмбриогенеза животных, размножающихся половым способом. В результате полиэмбрионии у человека рождаются однояйцевые близнецы.

Биологические аспекты репродукции человека: развитие человека прямое, внутриутробное; в женском организме формируется плацента, для развития зародыша; полная зрелая наступает к 15-18 годам; плодовитость низкая, редкая смена поколений; может наблюдаться многоплодие.

Биологический аспект репродукции человека.

1) Развитие человека прямое внутриутробное

2) В женском организме формируется плацента для развития зародыша и в дальнейшем плода

3) Половая зрелость формируется к 15-18 годам

4) Плодовитость невысокая и редкая смена поколений

5) Может наблюдаться многоглодия(оплодотворение нескольких созревших яйцеклеток). Результат – дизиготные близнецы.

6) Может наблюдаться полиэмбриония( оплодотворение 1 яйцеклетки, а затем фрагментация зародыша и результат монозиготные близнецы)

7) Первичные половые клетки появляются в стенке желточного мешка, потом мигрируют в гонады (половые железы) и становятся настоящими половыми клетками

8) Сперматозоиды 20 мкм в длину и всего 2 мкм в толщину. В 2-х зрелых семенниках в сутки образуется примерно 120 млн.сперматозоидов ( 50% должны быть без аномалий). Воздействие на аномалии: ионизирующее излучение, повышение температуры, интоксикация, авитаминозы, инфекция( острый паротит (свинка))

С Х-хромосомами – гиносперматозоиды

С У-хромосомами – андроспермии

В течение 3-х суток сперматозоид может участвовать в оплодотворении. В сперматогенезе митоз и мейоз не сопровождаются полным цитокинезом(разделением цитоплазмы), поэтому все клетки соединены цитоплазматическими мостиками. Это позволяет осуществлять контроль за дифференцировкой продуктами диплоидного генотипа.

9) Яйцеклетка (овоцит 20 –го порядка) Д=100 – 150 мкм. Ядро содержит крупные хромосомы. Яйцеклетка окружена следующими оболочками, начиная изнутри:

А)Желточная (из гликопротеинов) – придает видовую специфичность и способствует прикреплению сперматозоидов.

Б) Блестящая ( из мукополисахаридов) – вырабатывается в период роста

В) Лучистая ( из фолликулярных клеток)

Вблизи мембраны расположено несколько тысяч кортикальных гранул. Они создают гиалиновый барьер, который препятствует проникновению других сперматозоидов.

10) Овогенез (период размножения) начинается на 3 месяце эмбрионального развития. Яичник содержит около 7 млн.зародышевых клеток, большая часть которых погибает до рождения. К моменту рождения формируется около 1 млн. первичных фолликулов, в которых находятся овоциты 1-го порядка на стадии профазы 1. В профазе 1 есть 6 стадия – диктнотека. Она длится до полового созревания многие годы.

11) К моменту полового созревания в яичнике содержится 300-400 тыс. первичных фолликулов. Созревание овоцитов стимулируют гормоны гипофиза. Ежемесячно, как правило, созревает по 1 яйцеклетки, а за весь репродуктивный период( 15-55 лет) примерно 500 штук. 2 деление мейоза продолжается только до метафазы 2. На этой стадии овоцит 2 порядка выходит из личинки в брюшную полость (овуляция), а затем в яйцевод. Дальнейший процесс не идет, если он не встретиться со сперматозоидом, т.е.анафаза 2 идет после оплодотворения в яйцеводе. Там заканчивается мейоз 2, образуется овотида (яйцеклетка) и редукционные тела.

12) После овуляции опусташенные фолликулы превращаются в эндокринное образование – желтое тело, которое секретирует прогестерон, готовя матку к приему оплодотворенного ооцита. Если оплодотворения нет, овоцид погибает, выводится из организма, а желтое тело редуцируется.

13) Последние стадии овогенеза могут воспроизводиться вне организма женщины. Это легло в основу ЭКО и в 1978 г. – первый ребенок из пробирки. 4 млн. человек, которые были зачаты в пробирке по микроскопом.

Предмет, задачи и методы генетики. Этапы развития генетики, роль отечественных ученых в ее развитии. Борьба материализма и идеализма в истории генетики. Критика евгеники, расизма и социалдарвинизма.

Генетика – наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методов управления ими. Идеи и методы генетики находят применение во всех областях человеческой деятельности связанных с живыми организмами. Для медицины значение генетики особо велико.

Теоретическая генетика основана для многих разделов медицины, особенно в диагностике и лечении наследственных болезней.

Этапы развития: 1) изучает наследование на организменном уровне. 1886г – Мендель – из анализа опыта с горохом, выводит основные закономерности наследования признаков. 2) изучение наследования на клеточном уровне. 1902г – Бовери, Вильсен Эссетон – установили зависимость между поведением хромосом при мейозе и передаче наследственных признаков. 1909г – Иогансен – постулировал понятие «ген». 1910-1916г – Морган и его ученики создали хромосомную теорию наследственности. 3) изучение наследования на молекулярном уровне – выяснена природа гена, как хранителя информации. 1928г – Кольцов – высказал предположение о химической природе гена. 1953г – Крик и Уотсон – создали модель строения ДНК. 2002г – расшифрован геном ч-ка.

Наряду с генами, обеспечивающими оптимальное выполнение функций и высокий уровень жизнеспособности в целом, имеются гены, снижающие жизнеспособность или даже вызывают гибель организма. В последней четверти 19в. Ф.Гальтон поставил вопрос о развитии особой науки – евгеники (от греч. «хороший, род, происхождение»). Ее задачей должно было стать улучшение человеческого рода путем повышения в генотипе количества полезных аллелей и снижения доли вредных. Достичь этого предполагалось систематическим избирательным размножением одаренных людей и ограничение репродукции асоциальных индивидуумов, например, преступников. Такое размножение должно регламентироваться законодательными актами.

Евгенчиеские программы полностью дискредитировали евгенику как науку, что явилось следствием ошибочности теоретических и философских принципов, из которого исходили основоположники евгеники, известного примитивизма генетических предствалений того времени, игнорирования качественного своеобразия социальной формы движения материи.

Интерес к евгенике способствовал разработке нек-ых вопросов антропогенетики. В целом способы и результаты реализиции евгенических программ бросили тень на генетику ч-ка как таковую, что существенно затормозило развитие этой важнейшей обл науки о наслед-ти и изм-ти.

Генетика – наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости, которые относятся к основным свойствам живой материи, всех организмов.

Задачи генетики:

1) изучение проблем хранения генетической информации

2) выяснение механизмов передачи генетической информации

3) анализ способов реализации информации в конкретные признаки

4) изучение типов изменения генетической информации

Генетические методы.

Специфические:

1)Гибридологический(метод скрещивания) (выявляет любые закономерности, но у человека не применяется)

2) Генеалогический(родословный) (тип наследования)

Неспецифические:

1) биохимический(выявление генных мутаций)

2) Цитогенетический(выявление геномных и хромосомных мутаций)

3) Онтогенетический

4) Популяционно-статистический

5) Близнецовый(влияние среды на признак)

6) Математический(Г.Мендель)

7) Дерматоглифический(линии на ладони и подошве)

Этапы генетики:

1) Изучение на организменном уровне( объект – растение горох; закономерности Менделя)

2) На клеточном уровне (мушка Дрозофилла) работы Т.Моргана

3) Молекулярно-генетический метод (вирусы и бактерии)

Советский исследователь Н.К. Кольцов еще в 1928 году высказал мысль о связи генов с определенным химическим веществом. Он предполагал, что хромосома представляет собой крупную белковую молекулу, отдельные радикалы которой выполняют функцию генов. Н.К. Кольцов считал, что белковые мицеллы способны к самовоспроизведению. Эта теория оказалась ошибочной, но в ней впервые в науке была сделана попытка рассмотреть закономерности наследственности на молекулярном уровне и впервые выдвинута идея об авторепродукции единиц наследственной информации

Важную роль в изучении ДНК сыграли исследования советского биохимика А.Н. Белозерского. Еще в 30-е годы он представил данные о том, что ДНК - обязательный компонент хромосом клеток растений и животных, и изучил нуклеотидный состав ДНК многих видов.

В нашей стране первая кафедра генетики была создана при Петроградском университете в 1919 году Ю.А. Филипченко, им же написан первый отечественный учебник генетики.

Евгеника – учение о селекции применительно к человеку, а также о путях улучшения его наследственных свойств. Учение призвано бороться с явлениями вырождения в человеческом генофонде. Евгеника была широко популярна в первые десятилетия XX века, но впоследствии стала ассоциироваться с нацистской Германией, отчего её репутация значительно пострадала. В послевоенный период евгеника попала в один ряд с нацистскими преступлениями, такими как расовая гигиена, эксперименты нацистов над людьми и уничтожение «нежелательных» социальных групп. Однако к концу XX века развитие генетики и репродуктивных технологий снова подняли вопрос о значении евгеники и её этическом и моральном статусе в современную эпоху.

Раси́зм — совокупность воззрений, в основе которых лежат положения о физической и умственной неравноценности человеческих рас и о решающем влиянии расовых различий на историю и культуру.Генеральная Ассамблея ООН в 25 сессии (1970 год) приняла резолюцию, провозглашающую «твёрдую решимость добиться полной ликвидации расовой дискриминации и расизма, против которых восстают совесть и чувство справедливости всего человечества». Самые последние антропологические открытия подтверждают единство человеческого рода. Географическая разбросанность человеческого рода способствовала его расовой дифференциации, не затронув тем не менее его фундаментального биологического единства.