Informacije

Ali obstaja parjenje A/T, G/C v haploidu?

Ali obstaja parjenje A/T, G/C v haploidu?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Poskušam razumeti združevanje baz. Vsak linearni kromosom je torej dvoverižna dvojna vijačnica. Ali je ta dvojna lastnost enaka kot če bi rekli, da je organizem diploiden? Ali pa imajo kromosomi haploidnega evkariontskega organizma, kot je član gliv, vsak po 2 verigi (pri čemer se purini vedno povezujejo s pirimidini), kar bi pomenilo, da imajo diploidni organizmi dejansko 4 verige?

EDIT: Del moje zmede izhaja iz dejstva, da pri diploidnih organizmih vsak starš daje otroku 1 kromosom. Če je lastnost dvojne verige enaka kot če bi rekli, da je organizem diploiden, ali to pomeni, da če je nukleotid na enem kromosomu A, mora biti nukleotid na drugem kromosomu v istem lokusu T? Ali kromosom ne pomeni parne verige, ne ene same?


Ali je ta dvojna lastnost enaka kot če bi rekli, da je organizem diploiden?

Ne. Vi ste diploidni organizem, ker imate dve kopiji vsakega kromosoma.* Eno ste dobili od matere in eno od očeta. Vse vaše celice so prav tako diploidne, razen vaših spolnih celic, od katerih vsaka vsebuje samo eno kopijo vsakega kromosoma (zaradi križanja je vsak kromosom delno od vaše matere, delno od očeta).

Bakterije imajo samo eno kopijo svojega genoma. Podvojijo ga pred celično delitvijo in vsaka nastala celica ima eno kopijo vsakega kromosoma.

* Razen če so vaši spolni kromosomi XY ali anuploidni.


Kakšna so pravila združevanja baz za DNK?

Pravila združevanja baz za DNK urejajo komplementarni bazni pari: adenin (A) s timinom (T) v paru A-T in citozin (C) z gvaninom (G) v paru C-G. Nasprotno pa se timin veže le z adeninom v paru T-A in gvanin se veže samo s citozinom v paru G-C.

Deoksiribonukleinska kislina ali DNK vsebuje celoten nabor informacij, ki so bistvene za preživetje organizma. Ta niz navodil je kodiran v strukturi z dvojno vijačnico, sestavljeno iz nukleotidnih monomerov. Vsak nukleotid nosi fosfatno skupino, sladkor s petimi ogljiki, imenovan deoksiriboza, in eno od štirih nukleobaz. Štiri baze, ki vsebujejo dušik, najdene v DNK, so A, T, C in G. A in G sta razvrščena kot "purini", medtem ko C in T veljata za "pirimidina". Purini so večji v primerjavi s pirimidini.

Pomembno odkritje glede strukture DNK je leta 1949 naredil Edwin Chargaff. V enem od svojih poskusov je Chargaff ponazoril, da je količina A enaka količini T, medtem ko je količina C enaka količini G. Nato je sklenil, da mora biti komplementarna baza A T in komplementarna baza C G. Chargaffove ugotovitve so predstavljale osnovo za načelo združevanja baz DNK.


Purini proti pirimidinom

Ko gre za identifikacijo glavnih razlik med purini in pirimidini, si boste želeli zapomniti 'tri S': struktura, velikost in vir. Osnove tega, kar morate vedeti, so v spodnji tabeli, več podrobnosti o vsakem pa najdete spodaj.

Purini

Pirimidini

Struktura

Velikost

Vir

Najpomembnejša razlika, ki jo morate vedeti med purini in pirimidini, je, kako se razlikujejo v svoji strukturi.

Purini (adenin in gvanin) imajo a dvoobročen strukturo, sestavljeno iz devetčlenske molekule s štirimi atomi dušika, kot lahko vidite na spodnjih slikah.

Kemična struktura adenina v vektorski obliki. Vir slike: Wikimedia Commons Struktura gvanina. Vir slike: Wikimedia Commons

Imajo samo pirimidini (citozin, uracil in timin). en sam prstan, ki ima samo šest članov in dva dušikova atoma.

Kemična struktura citozina. Vir slike: Wikimedia Commons Struktura uracila. Vir slike: Wikimedia Commons Kemična struktura skeleta timina. Vir slike: Wikimedia Commons

Ker so purini v bistvu pirimidini, spojeni z drugim obročem, so očitno večji od pirimidinov. Ta razlika v velikosti je del razloga, da pride do komplementarnega parjenja. Če bi se purini v verigah DNK namesto na pirimidine vezali drug na drugega, bi bili tako široki, da pirimidini ne bi mogli doseči drugih pirimidinov ali purinov na drugi strani! Prostor med njima bi bil tako velik, da se veriga DNK ne bi mogla držati skupaj. Podobno, če bi se pirimidini v DNK povezali skupaj, ne bi bilo dovolj prostora za purine.


Vsebina

DNK ima obliko dvojne vijačnice, ki je kot lestev, zavita v spiralo. Vsaka stopnica lestve je par nukleotidov.

Nukleotidi Uredi

Nukleotid je molekula, sestavljena iz:

DNK je sestavljena iz štirih vrst nukleotidov:

Vsaka 'prečka' DNK lestve je sestavljena iz dveh baz, pri čemer ena podlaga izhaja iz vsake noge. Osnove se povezujejo na sredini: 'A' samo pari s 'T' in 'C' samo pari z 'G'. Baze držijo skupaj z vodikovimi vezmi.

Adenin (A) in timin (T) se lahko združita, ker tvorita dve vodikovi vezi, citozin (C) in gvanin (G) pa se povežeta, da tvorita tri vodikove vezi. Čeprav so baze vedno v fiksnih parih, so lahko pari v poljubnem vrstnem redu (A-T ali T-A podobno, C-G ali G-C). Na ta način lahko DNK napiše 'kode' iz 'črk', ki so osnove. Te kode vsebujejo sporočilo, ki celici pove, kaj naj naredi.

Urejanje kromatina

Na kromosomih je DNK povezana z beljakovinami, imenovanimi histoni, da tvorijo kromatin. To združenje sodeluje pri epigenetiki in regulaciji genov. Geni se med razvojem in celično aktivnostjo vklopijo in izklopijo in ta regulacija je osnova za večino aktivnosti, ki poteka v celicah.

Ko se DNK kopira, se to imenuje Replikacija DNK. Na kratko, vodikove vezi, ki držijo skupaj parne baze, se pretrgajo in molekula se razdeli na pol: noge lestve so ločene. Tako dobimo dva posamezna pramena. Nove pramene nastanejo tako, da se osnove (A s T in G s C) ujemajo, da nastanejo manjkajoči prameni.

Prvič, encim, imenovan DNK helikaza, razdeli DNK po sredini tako, da prekine vodikove vezi. Potem ko je molekula DNK v dveh ločenih delih, druga molekula, imenovana DNK polimeraza, naredi novo verigo, ki se ujema z vsakim od verig razcepljene molekule DNK. Vsaka kopija molekule DNK je sestavljena iz polovice prvotne (začetne) molekule in polovice novih baz.

Mutacije Uredi

Ko se DNK kopira, se včasih naredijo napake – temu rečemo mutacije. Obstajajo štiri glavne vrste mutacij:

  • Izbris, kjer je izpuščena ena ali več osnov.
  • Zamenjava, kjer je ena ali več baz substituiranih z drugo bazo v zaporedju.
  • Vstavljanje, kjer je vstavljena ena ali več dodatnih podstavkov.
    • Podvajanje, kjer se ponovi zaporedje baznih parov.

    Mutacije lahko razvrstimo tudi glede na njihov učinek na strukturo in delovanje beljakovin ali njihov učinek na telesno pripravljenost. Mutacije so lahko škodljive za organizem, nevtralne ali koristne. Včasih so mutacije usodne za organizem – beljakovina, ki jo tvori nova DNK, sploh ne deluje, kar povzroči, da zarodek umre. Po drugi strani pa se evolucija premika naprej z mutacijami, ko nova različica proteina bolje deluje na organizem.

    Del DNK, ki vsebuje navodila za izdelavo beljakovin, se imenuje gen. Vsak gen ima zaporedje za vsaj en polipeptid. [3] Beljakovine tvorijo strukture in tvorijo tudi encime. Encimi opravijo večino dela v celicah. Beljakovine so sestavljene iz manjših polipeptidov, ki so sestavljeni iz aminokislin. Da bi beljakovina opravila določeno delo, je treba prave aminokisline združiti v pravilnem vrstnem redu.

    Beljakovine izdelujejo drobni stroji v celici, imenovani ribosomi. Ribosomi so v glavnem telesu celice, DNK pa je le v jedru celice. Kodon je del DNK, vendar DNK nikoli ne zapusti jedra. Ker DNK ne more zapustiti jedra, celično jedro naredi kopijo zaporedja DNK v RNA. Ta je manjši in lahko pride skozi luknje – pore – v membrani jedra in ven v celico.

    Geni, kodirani v DNK, se prepisujejo v sporočilno RNA (mRNA) z beljakovinami, kot je RNA polimeraza. Zrela mRNA se nato uporabi kot predloga za sintezo beljakovin s strani ribosoma. Ribosomi berejo kodone, "besede", sestavljene iz treh baznih parov, ki ribosomu povedo, katero aminokislino dodati. Ribosom skenira vzdolž mRNA in bere kodo, medtem ko proizvaja beljakovine. Druga RNA, imenovana tRNA, pomaga uskladiti pravo aminokislino z vsakim kodonom. [4]

    DNK je prvi izoliral (izvlekel iz celic) švicarski zdravnik Friedrich Miescher leta 1869, ko je delal na bakterijah iz gnoja v kirurških povojih. Molekulo so našli v jedru celic in jo je tako imenoval nuklein. [5]

    Leta 1928 je Frederick Griffith odkril, da so lastnosti "gladke" oblike Pnevmokok se lahko prenese v "grobo" obliko istih bakterij z mešanjem ubitih "gladkih" bakterij z živo "grobo" obliko. [6] Ta sistem je dal prvi jasen predlog, da DNK nosi genetske informacije.

    Vloga DNK pri dednosti je bila potrjena leta 1952, ko sta Alfred Hershey in Martha Chase v poskusu Hershey-Chase pokazala, da je DNK genetski material bakteriofaga T2. [9]

    V petdesetih letih prejšnjega stoletja je Erwin Chargaff [10] ugotovil, da je količina timina (T), ki je prisotna v molekuli DNK, približno enaka količini prisotnega adenina (A). Ugotovil je, da enako velja za gvanin (G) in citozin (C). Chargaffova pravila povzemajo to ugotovitev.

    Leta 1953 sta James D. Watson in Francis Crick predlagala, kaj je zdaj sprejeto kot prvi pravilen model strukture DNK z dvojno vijačnico v reviji. Narava. [11] Njun molekularni model DNK z dvojno vijačnico je nato temeljil na eni rentgenski difrakcijski sliki »Fotografija 51«, ki sta jo posnela Rosalind Franklin in Raymond Gosling maja 1952. [12]

    Eksperimentalni dokazi, ki podpirajo model Watson in Crick, so bili objavljeni v seriji petih člankov v isti številki Narava. [13] Od tega je bil Franklinov in Goslingov dokument prva objava njihovih lastnih podatkov o rentgenski difrakciji in izvirne analizne metode, ki je delno podpirala model Watson in Crick [14] ta številka je vsebovala tudi članek o strukturi DNK Mauricea Wilkinsa in dva njegova kolega, katerih analiza in in vivo Rentgenski vzorci B-DNK so prav tako podprli prisotnost in vivo konfiguracije dvojne vijačnice DNK, kot sta jo predlagala Crick in Watson za svoj molekularni model DNK z dvojno vijačnico na prejšnjih dveh straneh Narava. Leta 1962, po Franklinovi smrti, so Watson, Crick in Wilkins skupaj prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino. [15] Nobelove nagrade so takrat podeljevali le še živim prejemnikom. Nadaljuje se razprava o tem, kdo naj bi prejel zasluge za odkritje. [16]

    Leta 1957 je Crick v osrednji dogmi molekularne biologije razložil razmerje med DNK, RNA in beljakovinami. [17]

    Kako je bila DNK kopirana (mehanizem podvajanja), je prišlo leta 1958 s poskusom Meselson-Stahl. [18] Več dela Cricka in sodelavcev je pokazalo, da genetska koda temelji na neprekrivajočih se trojkah baz, imenovanih kodoni. [19] Te ugotovitve predstavljajo rojstvo molekularne biologije.

    O tem, kako sta Watson in Crick dobila Franklinove rezultate, se je veliko razpravljalo. Crick, Watson in Maurice Wilkins so bili leta 1962 nagrajeni z Nobelovo nagrado za svoje delo na DNK - Rosalind Franklin je umrla leta 1958.

    Policija v Združenih državah je uporabila javne baze podatkov DNK in družinskega drevesa za reševanje hladnih primerov. Ameriška zveza za državljanske svoboščine je izrazila zaskrbljenost zaradi te prakse. [20]


    Metafaza I

    Med metafazo I so homologni kromosomi razporejeni v središču celice, kinetohori pa so obrnjeni proti nasprotnim polom. Homologni pari se naključno orientirajo na ekvatorju. Na primer, če sta dva homologna člana kromosoma 1 označena z a in b, se lahko kromosomi združijo a-b ali b-a. To je pomembno pri določanju genov, ki jih nosi gameta, saj bo vsak prejel samo enega od dveh homolognih kromosomov. Spomnimo se, da homologni kromosomi niso enaki. Vsebujejo majhne razlike v svojih genetskih informacijah, zaradi česar ima vsaka gameta edinstveno genetsko sestavo.

    Ta naključnost je fizična osnova za nastanek druge oblike genetske variacije pri potomcih. Upoštevajte, da so homologni kromosomi spolno razmnoževalnega organizma prvotno podedovani kot dva ločena niza, po enega od vsakega starša. Če za primer uporabimo ljudi, je en niz 23 kromosomov prisoten v jajčecu, ki ga je darovala mati. Oče zagotavlja drugi niz 23 kromosomov v spermi, ki oplodi jajčece. Vsaka celica večceličnega potomca ima kopije prvotnih dveh nizov homolognih kromosomov. V profazi I mejoze homologni kromosomi tvorijo tetrade. V metafazi I se ti pari poravnajo na srednji točki med dvema poloma celice, da tvorijo metafazno ploščo. Ker obstaja enaka možnost, da mikrotubulno vlakno naleti na materinski ali očetovski podedovani kromosom, je razporeditev tetrad na metafazni plošči naključna. Vsak kromosom, podedovan po materi, se lahko obrne na kateri koli pol. Vsak očetovsko podedovani kromosom je lahko obrnjen tudi na kateri koli pol. Usmeritev vsake tetrade je neodvisna od orientacije ostalih 22 tetrad.

    Ta dogodek - naključni (ali neodvisen) izbor homolognih kromosomov na metafazni plošči - je drugi mehanizem, ki uvaja variacijo v gamete ali spore. V vsaki celici, ki je podvržena mejozi, je razporeditev tetrad drugačna. Število variacij je odvisno od števila kromosomov, ki sestavljajo niz. Obstajata dve možnosti za orientacijo na metafazni plošči, zato je možno število poravnav 2 n , kje n je število kromosomov na niz. Ljudje imamo 23 parov kromosomov, kar ima za posledico več kot osem milijonov (2 23 ) možnih genetsko različnih gamet. To število ne vključuje variabilnosti, ki je bila prej ustvarjena v sestrskih kromatidah s križanjem. Glede na ta dva mehanizma je zelo malo verjetno, da bosta kateri koli dve haploidni celici, ki sta posledica mejoze, imeli enako genetsko sestavo (slika 3).

    Slika 3. Naključni, neodvisen izbor med metafazo I je mogoče prikazati z upoštevanjem celice z nizom dveh kromosomov (n = 2). V tem primeru sta možni dve razporeditvi na ekvatorialni ravnini v metafazi I. Skupno možno število različnih gamet je 2n, kje n je enako številu kromosomov v nizu. V tem primeru obstajajo štiri možne genetske kombinacije za gamete. Z n = 23 v človeških celicah je več kot 8 milijonov možnih kombinacij očetovih in materinih kromosomov.

    Če povzamemo genetske posledice mejoze I, se materinski in očetovski geni rekombinirajo s križnimi dogodki, ki se pojavijo med vsakim homolognim parom med profazo I. Poleg tega naključni izbor tetrad na metafazni plošči ustvari edinstveno kombinacijo materinih in očetovih kromosomov. ki se bodo prebili v gamete.


    Odgovori na vse težave so na koncu te knjige. Podrobne rešitve so na voljo v Priročniku za študentske rešitve, Študijskem priročniku in Zbirki težav. Obilje različnih baz v človeškem genomu Rezultati o človeškem genomu, objavljeni v Science (Science 291:1304–1350 [2001]), kažejo, da je haploidni človeški genom sestavljen iz 2,91 gigabaznih parov (2,91 X ]0 in 9 baznih parov da je 27 % baz v človeški DNK A. Izračunajte število ostankov A. T, G in C v tipični človeški celici.

    Odgovori na vse težave so na koncu te knjige. Podrobne rešitve so na voljo v Priročniku za študentske rešitve, Študijskem priročniku in Zbirki težav.

    Obilje različnih baz v človeškem genomu Rezultati o človeškem genomu, objavljeni v Science (Science 291 :1304–1350 [2001]), kažejo, da je haploidni človeški genom sestavljen iz 2,91 gigabaznih parov (2,91 X ]0 9 baznih parov> in da je 27 % baz v človeški DNK so A. Izračunajte število ostankov A. T, G in C v tipični človeški celici.


    Prve življenjske oblike, ki prenašajo umetno DNK, ki so jo izdelali ameriški znanstveniki

    Najnovejša študija premika življenje onstran DNK kode G, T, C in A – molekul ali baz, ki se združijo v vijačnici DNK.

    Najnovejša študija premika življenje onstran DNK kode G, T, C in A – molekul ali baz, ki se združijo v vijačnici DNK.

    Ameriški znanstveniki so ustvarili prvi živi organizem, ki je prenašal in posredoval prihodnjim generacijam razširjeno genetsko kodo, s čimer so utrli pot številnim novim življenjskim oblikam, katerih celice nosijo sintetično DNK, ki ni nič podobna običajni genetski kodi naravnih organizmov.

    Raziskovalci pravijo, da delo izpodbija dogmo, da so molekule življenja, ki sestavljajo DNK, "posebne". Organizmi, ki nosijo okrepljeno kodo DNK, bi lahko bili zasnovani za proizvodnjo novih oblik zdravil, ki jih sicer ne bi bilo mogoče izdelati, trdijo.

    "To ima zelo pomembne posledice za naše razumevanje življenja," je dejal Floyd Romesberg, čigar ekipa je ustvarila organizem na raziskovalnem inštitutu Scripps v La Jolli v Kaliforniji. "Ljudje so tako dolgo mislili, da je DNK takšna, kot je bila, ker je morala biti, da je bila nekako popolna molekula."

    Od trenutka, ko se je življenje uveljavilo na Zemlji, je bila raznolikost organizmov zapisana v kodi DNK s štirimi črkami. Najnovejša študija premika življenje onkraj G, T, C in A – molekul ali baz, ki se združijo v vijačnici DNK – in uvaja dve novi črki življenja: X in Y.

    Romesberg je začel z E coli, žuželko, ki jo običajno najdemo v tleh in jo prenašajo ljudje. Vanj je vstavil zanko genskega materiala, ki je nosil normalno DNK in dve sintetični bazi DNK. Čeprav so znane kot X in Y zaradi preprostosti, imajo umetne baze DNK veliko daljša kemična imena, ki sama okrajšajo na d5SICS in dNaM.

    V živih organizmih se G, T, C in A združijo in tvorijo dva bazna para, G-C in T-A. Dodatna sintetična DNK tvori tretji bazni par, X-Y, glede na študijo v Nature. Ti bazni pari se uporabljajo za izdelavo genov, ki jih celice uporabljajo kot predloge za izdelavo beljakovin.

    Romesberg je ugotovil, da so spremenjene bakterije, ko so se razdelile, prenesle naravno DNK, kot je bilo pričakovano. Vendar so tudi ponovili sintetično kodo in jo prenesli na naslednjo generacijo. Tista generacija hroščev je storila enako.

    "To, kar imamo zdaj, prvič, je organizem, ki stabilno hrani tretji bazni par in je popolnoma drugačen od naravnih," je dejal Romesberg. Za zdaj sintetična DNK v celici ne naredi ničesar. Samo sedi tam. Toda Romesberg želi zdaj prilagoditi organizem, da bi lahko dobro uporabil umetno DNK.

    "To je samo čudovito delo," je dejal Martin Fussenegger, sintetični biolog na ETH Zürich. »Replikacija DNK je v resnici krema pridelka evolucije, ki deluje na enak način v vseh živih sistemih. Videti, da ta stroj deluje s sintetičnimi baznimi pari, je prav fascinantno."

    Možnosti za takšne organizme so še vedno odprte. Sintetično kodo DNK bi lahko uporabili za izgradnjo bioloških vezij v celicah, ki ne posegajo v naravno biološko funkcijo. Znanstveniki bi lahko izdelali celice, ki uporabljajo DNK za proizvodnjo beljakovin, za katere v naravi ni znano, da obstajajo. Razvoj bi lahko privedel do široke palete zdravil na osnovi beljakovin.

    Področje sintetične biologije je bilo v preteklosti kontroverzno. Nekateri opazovalci so izrazili zaskrbljenost, da bi znanstveniki lahko ustvarili umetne organizme, ki bi potem lahko pobegnili iz laboratorijev in povzročili okoljsko ali zdravstveno katastrofo.

    Pred več kot 10 leti je znanstvenik Eckard Wimmer z univerze Stony Brook v New Yorku poustvaril virus otroške paralize iz nič, da bi poudaril nevarnosti.

    Romesberg je dejal, da imajo organizmi, ki nosijo njegovo "nenaravno" kodo DNK, vgrajen varnostni mehanizem. Spremenjene žuželke so lahko preživele le, če bi jih hranili s kemikalijami, ki so jih potrebovali za podvajanje sintetične DNK. Poskusi v laboratoriju so pokazali, da brez teh kemikalij hrošči postopoma izgubljajo sintetično DNK, saj je ne morejo več narediti.

    "Veliko ljudi je zaskrbljenih zaradi sintetične biologije, ker se ukvarja z življenjem, in ti pomisleki so popolnoma upravičeni," je dejal Romesberg. "Družba mora razumeti, kaj je, in sprejemati racionalne odločitve o tem, kaj želi."

    Ross Thyer z Univerze v Teksasu v Austinu je predlagal, da bi sintetična DNK postala bistveni del lastne DNK organizma. »Človeški inženiring bi povzročil organizem, ki bi trajno vseboval razširjeno genetsko abecedo, česar, kolikor vemo, ni dosegla nobena naravna življenjska oblika.

    »Kaj bi tak organizem naredil z razširjeno genetsko abecedo? ne vemo. Ali bi to lahko vodilo do bolj izpopolnjenega shranjevanja bioloških informacij? Bolj zapletena ali subtilna regulativna omrežja? To so vsa vprašanja, ki jih lahko raziščemo."


    RAZMNOŽEVANJE V ORGANIZMIH

    Ne glede na to, kakšna je življenjska doba, je smrt vsakega posameznega organizma gotovost, torej noben posameznik ni nesmrten, razen enoceličnih organizmov.

    • Pri enoceličnih organizmih ni naravne smrti, saj se delijo in tvorijo 2 novi celici.
    • Reprodukcija-
      • definiran je kot biološki proces, v katerem organizem rodi mlade (potomce), podobne sebi.
      • Potomci rastejo, zorijo in posledično proizvajajo nove potomce. Tako obstaja cikel rojstva, rasti in smrti.
      • Razmnoževanje omogoča kontinuiteto vrste, generacijo za generacijo.
      • genetske variacije se ustvarijo in podedujejo med razmnoževanjem.
      • Mehanizem razmnoževanja organizmov je zelo raznolik. Habitat organizma, njegova notranja fiziologija in številni drugi dejavniki so skupaj odgovorni za njegovo razmnoževanje.

      Reprodukcija je dveh vrst -

      Ko potomce proizvede en starš z ali brez tvorbe gamete, je reprodukcija Aseksualni.

      Ko dva starša (nasprotni spol) sodelujeta v reproduktivnem procesu in vključujeta tudi zlitje moških in ženskih spolnih celic, se to imenuje spolno razmnoževanje.

      • Aseksualno razmnoževanje
        • Pri tej metodi je en sam posameznik (starš) sposoben proizvesti potomce.
        • Proizvedeni potomci niso samo identični drug drugemu, ampak so tudi natančna kopija svojih staršev. Ti potomci so med seboj tudi genetsko identični. Izraz klon se uporablja za opis takšnih morfološko in genetsko podobnih posameznikov.
        • Nespolno razmnoževanje je pogosto pri enoceličnih organizmih ter pri rastlinah in živalih z relativno preprostimi organizacijami.
            • Binarna fisija - Pri mnogih enoceličnih organizmih se celica razdeli na dve polovici in vsaka hitro zraste v odraslo osebo (npr. Amoeba, Paramecium).
            • brstenje – Pri kvasovkah je delitev neenakomerna in nastanejo majhni brsti, ki ostanejo sprva pritrjeni na matično celico, ki se sčasoma loči in dozori v nove kvasovke (celice).
            • Posebne reproduktivne strukture -Člani kraljestva Glive in preproste rastline, kot so alge, se razmnožujejo s posebnimi nespolnimi reproduktivnimi strukturami. Najpogostejše od teh struktur so zoospore, ki so običajno mikroskopske gibljive strukture. Druge pogoste aseksualne reproduktivne strukture so konidije (Penicillium), brsti (Hydra) in gemule (goba).
            • Vegetativno razmnoževanje -vegetativno razmnoževanje je tudi nespolni proces, saj je vključen samo en starš. pri rastlinah se pogosto uporablja izraz vegetativno razmnoževanje. npr. enote vegetativnega razmnoževanja v rastlinah – poganjka, korenika, sesalec, gomolj, odmik, čebulica. Te strukture se imenujejo vegetativne propagule. Pri Protistih in Monerancih (vsi enocelični) se organizem ali matična celica razdeli na dva, da nastanejo novi posamezniki. Tako je pri teh organizmih celična delitev sama po sebi način razmnoževanja.

            Vodna hijacinta, vodni plevel, znan tudi kot ‘terror of Bengal’, se razmnožuje vegetativno. Prej je bila ta rastlina uvedena v Indiji zaradi lepih cvetov in oblike listov. Ker se lahko vegetativno razmnožuje s fenomenalno hitrostjo in se v kratkem času razširi po vsem vodnem telesu, odvaja kisik iz vodnega telesa in povzroča smrt rib. (evtrofikacija)

            Bryophyllum prikazuje vegetativno razmnoževanje iz zarez na robovih listov.

              • Spolno razmnoževanje je običajna metoda razmnoževanja pri organizmih, ki imajo relativno preprosto organizacijo, kot so alge in glive.
              • Ti organizmi preidejo na spolni način razmnoževanja tik pred pojavom neugodnih razmer.
              • Pri višjih rastlinah se kaže tako nespolni (vegetativni) kot tudi spolni način razmnoževanja.
              • Pri večini živali je prisoten le spolni način razmnoževanja.

              Spolno razmnoževanje

              • Spolno razmnoževanje vključuje tvorbo moških in ženskih spolnih celic, bodisi pri istem posamezniku bodisi pri različnih posameznikih nasprotnega spola. Te gamete se zlijejo v zigoto, ki se razvije v nov organizem.
              • V primerjavi z nespolnim razmnoževanjem je to zapleten, zapleten in počasen proces.
              • Zaradi zlitja moških in ženskih spolnih celic pri spolnem razmnoževanju nastanejo potomci, ki niso enaki staršem ali med seboj.
              • Rastline, živali, glive kažejo veliko raznolikost v zunanji morfologiji, notranji zgradbi in fiziologiji, pri spolnem razmnoževanju pa imajo podoben vzorec.
              • Juvenilna / vegetativna faza – Vsi organizmi morajo v svojem življenju doseči določeno stopnjo rasti in zrelosti, preden se lahko spolno razmnožujejo. To obdobje rasti se imenuje juvenilna faza. Znana je kot vegetativna faza pri rastlinah.
              • Reproduktivna faza – začetek faze razmnoževanja je mogoče zlahka opaziti pri višjih rastlinah, ko začnejo cveteti.
              • Pri nekaterih rastlinah, kjer cvetenje poteka večkrat, je obdobje med cvetenjem znano tudi kot juvenilno obdobje.
              • Rastline - enoletne in dvoletne vrste, kažejo jasno odrezane vegetativne, razmnoževalne in starajoče faze, pri trajnicah pa je te faze zelo težko jasno opredeliti.
              • Vrste bambusa cvetijo le enkrat v življenju, običajno po 50-100 letih, obrodijo veliko plodov in umrejo.
              • Strobilanthus kunthiana (neelakuranji), cveti enkrat na 12 let. Najdemo ga na hribovitih območjih v Kerali, Karnataki in Tamil Nadu.
              • Pri živalih juvenilni fazi sledijo morfološke in fiziološke spremembe pred aktivnim reproduktivnim vedenjem.
              • ptice, ki živijo v naravi, odlagajo jajca le sezonsko. Vendar pa je mogoče ptice v ujetništvu (kot na perutninskih farmah) prisiliti, da odlagajo jajca skozi vse leto. V tem primeru odlaganje jajčec ni povezano z razmnoževanjem, ampak je komercialno izkoriščanje za dobrobit ljudi.
              • Samice placentnih sesalcev kažejo ciklične spremembe v aktivnosti jajčnikov in pomožnih kanalov ter hormonov v fazi razmnoževanja.
              • Pri sesalcih, ki niso primati, kot so krave, ovce, podgane, jeleni, psi, tiger itd., Takšne ciklične spremembe med razmnoževanjem imenujemo cikel estrusa, medtem ko se pri primatih (opice, opice in ljudje) imenujejo menstrualni cikel.
              • Številni sesalci, zlasti tisti, ki živijo v naravnih, divjih razmerah, imajo takšne cikle le v ugodnih letnih časih v fazi razmnoževanja in jih zato imenujemo sezonski rejci. Mnogi drugi sesalci so reproduktivno aktivni v svoji reproduktivni fazi in se zato imenujejo neprekinjeni rejci.
              • Stareča faza – Konec reproduktivne faze lahko štejemo za enega od parametrov staranja ali starosti. V tej zadnji fazi življenjske dobe pride do spremljajočih sprememb v telesu (kot je upočasnitev metabolizma itd.). Starost na koncu vodi v smrt.
              • Tako pri rastlinah kot živalih so hormoni odgovorni za prehode med tremi fazami. Interakcija med hormoni in nekaterimi okoljskimi dejavniki uravnava reproduktivne procese in s tem povezane vedenjske izraze organizmov.
              • Dogodki pri spolni reprodukciji
                • Za spolno razmnoževanje je značilno zlitje (ali oploditev) moških in ženskih spolnih celic, tvorba zigote in zarodka.
                • Te zaporedne dogodke je mogoče združiti v tri različne stopnje, in sicer na dogodke pred oploditvijo, oploditev in po oploditvi.
                • Ti vključujejo vse dogodke spolnega razmnoževanja pred zlitjem gamet.
                • Dva glavna dogodka pred oploditvijo sta gametogeneza in prenos gamete.
                • Gametogeneza
                  • Nanaša se na proces tvorbe dveh vrst gamet – moških in ženskih.
                  • Gamete so haploidne celice.
                  • Pri nekaterih algah sta si obe gameti po videzu tako podobni, da ju ni mogoče kategorizirati na moške in ženske spolne celice. Zato se imenujejo homogamete (izogamete).
                  • Vendar pa so pri večini organizmov, ki se spolno razmnožujejo, proizvedene gamete dveh morfološko ločenih tipov (heterogamete). V takih organizmih se moška gameta imenuje anterozoid ali sperma, ženska gameta pa jajčece oz.


                  Spolnost v organizmih:

                  • Rastline imajo lahko tako moške kot ženske reproduktivne strukture v isti rastlini (dvospolno) ali na različnih rastlinah (enospolno).
                  • V več glivah in rastlinah se izraza, kot sta homotalna in enodomna, uporabljata za označevanje dvospolnega stanja, heterotalna in dvodomna pa sta izraza, ki se uporabljata za opis enospolnega stanja.
                  • Pri cvetočih rastlinah je enospolni moški cvet prašnik, e., ki nosi prašnike, medtem ko je ženski pestičast ali nosi pestiče.
                  • na primer primeri enodomnih rastlin – bučk in kokosov
                  • dvodomne rastline – papaja in datljeva palma.
                  • Deževniki, goba, trakulja in pijavka so primeri dvospolnih živali (hermafrodit). Ščurki so primer enospolne vrste.
                  • Delitev celic med tvorbo gamete:
                  • Gamete pri vseh heterogametnih vrstah so dveh vrst, in sicer moške in gamete so haploidne, čeprav je matično rastlinsko telo, iz katerega izhajajo, lahko haploidno ali diploidno.
                  • Haploidni starš proizvaja gamete z mitotično delitvijo, kot so monera, glive, alge in briofiti
                  • Pri pteridofitih, golosemenkah, kritosemenkah in večini živali, vključno z ljudmi, je starševsko telo. V teh specializiranih celicah, imenovanih meiociti (matična celica gamete), je mejoza.
                  • Na koncu mejoze se v vsakega vključi le en niz kromosomov

                  • Prenos gamete:
                  • Po nastanku je treba moške in ženske gamete fizično združiti, da se olajša zlitje (oploditev).
                  • Pri večini organizmov je moška gameta gibljiva, ženska pa stacionarna.
                  • Izjeme – malo gliv in alg, pri katerih sta obe vrsti gameta gibljivi.
                  • Za prenos moških spolnih celic je potreben medij. V več preprostih rastlinah, kot so alge, briofiti in pteridofiti, je voda medij za prenos gamete.
                  • Veliko število moških spolnih celic pa ne doseže ženskih spolnih celic. Da bi nadomestili to izgubo moških spolnih celic med transportom, je število proizvedenih moških spolnih celic zelo veliko.
                  • V semenskih rastlinah so cvetni prah nosilec moških spolnih celic, jajčeca pa imajo jajčece. Cvetni prah, ki nastane v prašnikih, je zato treba prenesti na stigmo, preden lahko privede do oploditve.
                  • Pri dvospolnih rastlinah, ki se samooplodijo, na primer pri grahu, je prenos cvetnega prahu na stigmo razmeroma enostaven, saj se prašniki in stigma nahajajo blizu drug drugemu.
                  • pri navzkrižno opraševalnih rastlinah (vključno z dvodomnimi rastlinami) specializiran dogodek, imenovan opraševanje, olajša prenos cvetnega prahu na stigmo.
                  • Cvetni prah vzklije na stigmi in cvetni prah, ki nosi moške gamete, doseže ovulo in izpusti moške gamete blizu jajčeca.
                  • Pri dvodomnih živalih, ker se moške in ženske spolne celice tvorijo pri različnih posameznikih, mora organizem razviti poseben mehanizem za prenos gamete. Uspešen prenos in združevanje gameta je bistvenega pomena za najbolj kritičen dogodek pri spolnem razmnoževanju, oploditev.

                  • Gnojenje
                  • Najpomembnejši dogodek pri spolnem razmnoževanju je morda zlitje spolnih celic. Ta proces se imenuje tudi singamira, ki povzroči nastanek diploida
                  • pri nekaterih organizmih, kot so kolobarji, čebele in celo pri nekaterih kuščarjih in pticah (purani), se ženska gameta razvije, da tvori nove organizme brez oploditve. Ta pojav se imenuje
                  • Pri večini vodnih organizmov, kot je večina alg in rib ter dvoživk, se singamija pojavlja v zunanjem mediju (vodi), torej zunaj telesa organizma. Ta vrsta gametske fuzije se imenuje zunanja oploditev.

                  Organizmi, ki kažejo zunanjo oploditev, kažejo veliko sinhronizacijo med spoloma in sproščajo veliko število gamet v okoliški medij (vodo), da bi povečali možnosti singamije. To se zgodi pri koščenih ribah in žabah, kjer se rodi veliko potomcev. Glavna pomanjkljivost je, da so potomci izjemno ranljivi za plenilce, ki ogrožajo njihovo preživetje do odrasle starosti.

                  • In many terrestrial organisms, belonging to fungi, higher animals such as reptiles birds, mammals and in a majority of plants (bryophytes, pteridophytes, gymnosperms and angiosperms), syngamy occurs insidethe body of the organism, hence the process is called internal fertilisation.

                  In all these organisms, egg is formed inside the female body where they fuse with the male gamete. In organisms exhibiting internal fertilisation, the male gamete is motile and has to reach the egg in order to fuse with it. In these even though the number of sperms produced is very large, there is a significant reduction in the number of eggs produced. In seed plants, however, the non-motile male gametes are carried to female gamete by pollen tubes.

                  • Post-fertilisation Events
                  • Events in sexual reproduction after the formation of zygote are called post-fertilisation events.
                  • Zygote :
                    • Formation of the diploid zygote is universal in all sexually reproducing organisms.
                    • In organisms with external fertilisation, zygote is formed in the external medium (usually water), whereas in those exhibiting internal fertilisation, zygote is formed inside the body of the organism.
                    • Further development of the zygote depends on the type of life cycle the organism has and the environment it is exposed to.
                    • In organisms belonging to fungi and algae, zygote develops a thick wall that is resistant to dessication and damage. It undergoes a period of rest before germination.
                    • In organisms with haplontic life cycle, zygote divides by meiosis to form haploid spores that grow into haploid individuals.
                    • Zygote is the vital link that ensures continuity of species between organisms of one generation and the next.
                    • Every sexually reproducing organism, including human beings begin life as a single cell-the zygote.
                    • It refers to the process of development ofembryo from the zygote.
                    • During embryogenesis, zygote undergoes cell division (mitosis) and cell differentiation. While cell divisions increase the number of cells in the developing embryo cell differentiation helps groups of cells to undergo certain modifications to form specialised tissues and organs to form an organism.
                    • Animals are categorised into oviparous and viviparous based on whether the development of the zygote take place outside the body of the female parent or inside, i.e., whether they lay fertilised/unfertilised eggs or give birth to young ones.
                    • In oviparous animals like reptiles and birds,the fertilised eggs covered by hard calcareous shell are laid in a safe place in the environment after a period of incubation young ones hatch out.
                    • in viviparous animals (majority of mammals including human beings), the zygote develops into a young one inside the body of the female organism. After attaining a certain stage of growth, the young ones are delivered out of the body of the female organism. Because of proper embryonic care and protection, the chances of survival of young ones is greater in viviparous organisms.
                    • In flowering plants, the zygote is formed inside the ovule. After fertilisation the sepals, petals and stamens of the flower wither and fall off.
                    • The pistil however, remains attached to the plant. The zygote develops into the embryo and the ovules develop into the seed. The ovary develops into the fruit which develops a thick wall called pericarp that is protective in function. After dispersal, seeds germinate under favourable conditions to produce new plants.downloadble pdf file is available…please click on the link below…

                    Rezultati

                    Mating Ability and Fertility of Diploid Males. We established 39 F2 pairings with haploid or diploid males. On the basis of the microsatellite criteria described above, we identified 19 males as diploids and 18 as haploids. Two of the males had pedigrees lacking adequate allelic variation to confirm a diploid or haploid status their families were not included in our analysis. The mating abilities of haploid and diploid males were comparable with regard to their ability to mount females and engage in copulation. All 19 diploid males and 16 of 18 haploid males mated, and for the males that mated, we found no differences between the groups in the time required for courtship (t = 1.30, P = 0.20) or to complete copulation (t = 0.02, P = 0.98). Of the 19 females that mated with diploid males, three never attempted to nest, and similarly, four of the 16 females mated to haploid males failed to nest (χ 2 = 0.27, P = 0.60). These nonnesting wasps are not included in further analyses.

                    Data comparing the reproductive output of nesting females mated to diploid versus haploid males are presented in Table 1. Females mated to diploid males and females mated to haploids provisioned comparable numbers of nest cells ( = 37.3 vs. = 32.3, t = 1.61, P = 0.12). The proportion of immature mortality in the two groups was the same: 0.25. Thus, regardless of their mate's ploidy, females produced similar numbers of offspring.

                    There were however significant differences between the groups in the numbers of male offspring. Females mated to diploids averaged significantly more sons ( = 11.7) than females mated to haploids ( = 3.2, t = 2.97, P = 0.01). However, for male reproductive success, the critical factor is whether their sperm are used in fertilizations to make daughters. Diploid males produced, on average, 16.1 daughters versus the 21.1 daughters achieved by haploid males diploid males thus have 76% the fertility of haploids. Even so, the two-tailed test does not indicate a significant difference (t = 1.60, P = 0.12). The range in the number of daughters for diploid males (0–36) is greater than for haploids (7–32) the fertility of diploid males spans the range from zero to levels indistinguishable from that of normal haploid males. Because of the high variability in our sample, there may be undetected differences between diploid and haploid male reproduction. However, clearly some diploid males have fertility comparable to or exceeding that of some haploid males.

                    Reproductive Capabilities and Ploidy of Daughters of Diploid Males. The behavior of daughters of diploid males did not differ from that of daughters of haploid males with regard to courtship (t = 0.53, P = 0.60) or total time required for mating (t = 1.76, P = 0.09), nor did daughters of diploid and haploid males show any differences in nesting and reproduction. Of the 30 F3 females, 11 of 18 that had diploid fathers nested, and 10 of 12 with haploid fathers nested (χ 2 = 0.80, P = 0.37). Nesting females with diploid versus haploid fathers provisioned an average of 23.8 versus 24.8 cells respectively (t = 0.25, P = 0.81), and mortality among the offspring of the two kinds of females was also similar (0.41 versus 0.43, χ 2 = 0.01, P = 0.93) (Table 2). Because the daughters of diploid males had normal fertility, we would expect them to be diploid rather than triploid. By using microsatellites, we were able to test the ploidy of these females. Thirteen diploid males and their mates had microsatellite allelic combinations that allowed us to unequivocally determine whether their daughters were diploid or triploid. We genotyped 47 daughters from these crosses. In all cases, the daughters were diploid with one distinctive allele from each parent, and their diploid fathers could pass either allele at a locus to these daughters (Fig. 3).


                    Moški reproduktivni sistem

                    Spermatogonia

                    Spermatogonia are rounded cells that lie in contact with the basement membrane of the seminiferous tubules. They are the stem cells of the system, dividing to maintain their own numbers and to produce the cells that embark on the process of development into spermatozoa. Spermatogonia divide by mitosis into types A and B. Type A are the replacement cells and type B are the cells that develop into spermatocytes. Early type B spermatogonia cannot be distinguished from the spermatogonia in general, but they soon enlarge and begin the complex process of meiosis.

                    Meiosis is a two stage maturation process. The first division produces secondary spermatocytes and the second maturation division produces spermatids, which undergo no more division and develop into spermatozoa. Many readers will know that meiosis leads to a reduction in the number of chromosomes from the diploid number to the haploid number, which means a reduction from 42 to 21. Essentially the same process occurs in the development of ova in the female rat. By way of example, Table 18.2 explains the process in man.

                    Table 18.2 . Gamete Production in Man

                    StopnjaEvents, etc.Male CellsFemale CellsPloidyn ŠtevilkaNumber of Chromosomes
                    Resting stage of cells: oogonia and spermatogoniaNormal cellular metabolismSpermatogoniaOogoniaDiploid246
                    A, A′,Each chromosome contains one strand of DNA
                    Two A chromosomes are present, A and A’, hence the cell is diploid
                    Mitosis preparatory phaseDNA replication, centromere replication occursSpermatogoniaOogoniaDiploid446
                    AA, A′A′,The number of strands of DNA has doubled
                    Two A chromosomes are present: AA and A′A′
                    Delitev celic SpermatogoniaOogoniaDiploid2 Back to original state46
                    A, A′,
                    Back to original state
                    Meiosis I. Preparatory stage with a long prophaseReplikacija DNKPrimary spermatocytesPrimary oocyteDiploid446
                    The cells change from spermatogonia to primary spermatocytes on duplication of the DNAThe cells change from oogonia to primary oocytes on duplication of the DNA. Long delay in women: process does not proceed until pubertyAA, A′A′,
                    Crossing over occurs and the cells divideSecondary spermatocytes producedSecondary oocyte plus 1st polar body producedHaploidni223
                    AA,This is a different sort of 2 from that seen above: A, A’,
                    Only one A chromosome (AA) is present: hence the cell is haploid
                    Mejoza IINo DNA replication takes place, Cells divideSpermatids produced1st definitive oocyte produced plus further polar body.Haploidnin23
                    A,
                    Only one A chromosome is present: hence the cell is haploid

                    Opombe: Ploidy refers to the number of copies of each chromosome present in the cell, the n number refers to the number of copies of each strand of DNA. Recall that humans have 46 chromosomes: 44+XX or 44+XY. The 44 non-sex chromosomes comprise two sets of 22: there are two number 15 s, etc. We could call these 15 and 15′. Let A and A′ be chromosomes and let us follow them through the process. If the amount of DNA in a chromosome doubles we shall show this by AA or A′A′.

                    Note the ploidy/n number combinations

                    In man, the first meiotic division begins with a 22 day prophase that is divided into five stages: leptotene, zygotene, pachytene, diplotene and diakinesis (mnemonic: let zoologists pet dangerous dingoes). Thread like chromosomes appear during leptotene and duplicate during zygotene, shorten and thicken during pachytene (pachyderms have thick skins), when crossing over occurs. Further shortening and preparation for the next stage occurs during diplotene and diakinesis. Once prophase is over, things move more quickly. The nuclear membrane disappears and the chromosomes line up along the equator of a recently formed spindle before moving apart to produce haploid secondary spermatocytes (see Table 18.2 ). This sequence is described as metaphase, anaphase and telophase.

                    Secondary spermatocytes exist for a brief interphase before a second meiotic division, during which no duplication of DNA occurs, and the secondary spermatocytes move quickly through prophase, metaphase, anaphase and telophase to produce the spermatids. Cell division now complete, each spermatid can develop into a spermatozoon.

                    An added complication is that the cells taking part in the sequence from primary spermatocytes to spermatids never actually separate when they divide, and the daughter cells of each ‘division’ remain connected by cytoplasmic bridges. Separation only occurs when the spermatids develop into spermatozoa, thus for a large part of their development the germ cells exist as a syncytium. This cannot be seen at light microscopy, but is very apparent at electron microscopy ( Fawcett, 1994 ) ( Fig. 18.2 ).

                    Figure 18.2 . Testes composite – top left and right stages 4 and 8, bottom left and right stages 10 and 14.


                    Poglej si posnetek: Lost Everything In The Gamma Boss Fight u0026 Redwoods Taming Troubles. LIVESTREAM. ARK: Valguero #14 (Januar 2023).