Inovace studia molekulární. a buněčné biologie

Transkript

1 Inovace studia molekulární I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 Předmět: KBB/OGPSB I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

3 Chromozomové základy dědičnosti I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Cytologické základy dědičnosti. Dělení buněk. Rozmnožování organismů. Dana Šafářová Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

4 I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Cíl přednášky: Seznámení se s dělním buněk, genetické aspekty mitózy a meiózy; crossing over; vznik pohlavních buněk; buněčný cyklus a jeho regulace. Klíčová slova: mitoza, meioza, mikrosporogeneze, megasporogeneze; rekombinace; ploidie, paradox hodnoty C. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

5 Dělení buněk Ekvační dělení = mitóza Rovnoměrné dělení buňky, zachování genetické informace, tj. počtu chromozomů (2n) Standardní dělení somatické buňky Mateřská buňka 2 dceřinné (totožné) buňky Redukční / allotypické/ dělení = meióza Snížení počtu chromozomů na polovinu, tj. ze 2 sad chromozomů (2n) na jednu sadu (n) Vznik pohlavních buněk (gamet) Diploidní mateřská buňka 4 haploidní buňky

6 Ekvační dělení = mitóza Standardní dělení somatické buňky Interfáze Fáze: Profáze Prometafáze Metafáze Anafáze Telofáze Cytokineze

7 Ekvační dělení = mitóza Interfáze - Klidová fáze - Rozvolněné chromozomy, max. terciérní struktura

8 Ekvační dělení = mitóza Profáze - Spiralizace chromozomů - Centriol/centrosom organizace dělícího vřeténka - Tvorba dělícího aparátu: = astrosféra, polární a kinetochorová vlákna - Rozpad jadérka - Rozpad jaderné membrány

9 Ekvační dělení = mitóza Prometafáze upínání dělícího vřeténka v oblasti kinetochoru / kinetochorová vlákna kinetochor

10 Ekvační dělení = mitóza Metafáze - Uspořádání chromozomů v ekvariální rovině, tahem dělícího vřeténka

11 Ekvační dělení = mitóza Anafáze

12 Ekvační dělení = mitóza Anafáze - Rozchod jednochromatidových chromozomů k pólům buňky

13 Ekvační dělení = mitóza Telofáze Rekonstituce jádra -Tvorba jadérka, jaderné membrány -Rozvolnění chromozomů

14 Ekvační dělení = mitóza Cytokineze Rozdělení buňky - Rozdělení cytoplazmatických organel, cytoplazmy - Rozdělení buňky ve dvě: = fragmoplast / buněčná přepážka = zaškrcení

15 Mitóza Profáze Prometafáze Metafáze Anafáze Telofáze Blastula síha Cytokineze Kořenová špička cibule

16 Redukční (allotypické) dělení = meióza Umožňuje vznik pohlavních buněk (gamet) 1. heterotypické dělení 2. homeotypické dělení

17 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene - Zygotene - Pachytene (crossing-over) - Diplotene - Diakineze Metafáze Anafáze Telofáze produkt: 2 haploidní buňky

18 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene - Zygotene - Pachytene - Diplotene - Diakineze Spiralizace chromatinu - Přikládání homologních chromozomů /synaptonemální komplex - Crossing-over / výměna mezi nesesterskými chromatidami - chiazmata / terminalizace - Rozpad jadérka, jaderné membrány - Upínání vřeténka

19 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu

20 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu - Zygotene Přikládání homologních chromozomů Tvorba synaptonemálního komplexu

21 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu - Zygotene Přikládání homologních chromozomů Tvorba synaptonemálního komplexu - Pachytene Crossing-over/rekombinace

22 Crossing-over - výměna genetického materiálu mezi nesesterskými chromatidami homologních chromozomů

23 Crossing-over

24 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu - Zygotene Přikládání homologních chromozomů Tvorba synaptonemálního komplexu - Pachytene Crossing-over/rekombinace - Diplotene Spiralizace chromatinu, vizualizace důsledku crossing overu chiazmat

25 Meióza 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu - Zygotene Přikládání homologních chromozomů Tvorba synaptonemálního komplexu - Pachytene Crossing-over/rekombinace - Diplotene Spiralizace chromatinu, vizualizace důsledku crossing overu chiazmat - Diakineze Dokončení spiralizace Terminalizace chiazmat Rozpad jaderné membrány a jadérka, upínání delícího vřetenka

26 Meióza 1. heterotypické dělení Metafáze - Uspořádání chromozomů v ekvatoriální rovině: chiazmata, tj. konce ramének, centroméry směřují (v důsledku upínání a tahu vřeténka) k pólům buňky

27 Meióza 1. heterotypické dělení Anafáze Rozchod dvouchromatidových chromozomů - Redukce počtu chromozomů / Realizace 3. Mendelův zákona

28 Meióza 1. heterotypické dělení Telofáze Rekonstituce jader Vznik haploidních buněk produkt: 2 haploidní buňky

29 Porovnání Meioza I / Mitóza

30 Meióza 2. homeotypické dělení vstup: 2 haploidní buňky produkt: 4 haploidní buňky Profáze Metafáze Anafáze Telofáze

31 Meioza Megasporogeneze - Diktyoten Mikrosporogeneze - Oogonium -> primární oocyt (Graafův folikul) - -> sekundární oocyt - -> Vaječná buňka - Pólová tělíska - Zárodečný vak Spermatogonia -> primární spermatocyt -> sekundární spermatocyt -> spermatidy -> spermatozoa Pylová zrna / spermie

32 Buněčný cyklus 1953 Howard+ Pelce G1 fáze G1 checkpoint S fáze G2 fáze G2 checkpoint M fáze G2 fáze M fáze G1 fáze S fáze

33 Buněčný cyklus Vztah ploidie (n) a Obsahu jaderné DNA (C) M fáze G2 fáze 2n 4C 2n 2C G1 fáze 2n 4C 2n 2C S fáze