Реферати » Реферати з біології » Хромосоми і стать

Хромосоми і стать

С.Ю. Афонькін

Хромосомы и пол

Загальна схема статевого циклу і його регуляція

Гени сексу

Відразу треба обмовитися - мова піде не про спадкових задатках, визначають тип сексуальної поведінки, а про гени, які визначають розвиток людського зародка в істота чоловічої або жіночої статі. Трохи інтригуюче слово «секс» у перекладі з латині означає цілком нейтральний в російській мові термін «стать» . Латинське sexus походить від дієслова secare - розрізати, розділяти, ніж підкреслюється, що дві статі є як би незалежно існуючими отдельностями. Російське ж слово «стать» явно натякає на половинку, якій багатьом людям так бракує для щастя.

До початку XX в. у людей були самі смутні уявлення про те, яким чином визначається стать майбутньої дитини. Наприклад, стародавні греки вірили, що дівчинка народжується при заплідненні насіннєвий рідиною з лівого яєчка, а хлопчики - з правого. Аристотель зовсім серйозно вважав, що вівця зачинає плід чоловічої статі, якщо стоїть головою на північ, і жіночого - якщо до півдня. Довгий час лікарі давнину вважали, що в жіночій матці існує три камери: одна для хлопчиків, інша для дівчаток, а третій, непарна, для гермафродитів. Розвіяти цю морфологічну нісенітницю вдалося тільки в епоху Відродження Леонардо да Вінчі (1452-1519) і великому анатому Андреасу Везалию (1514-1564).

У 1672 р. Реньє де Грааф вперше побачив фолікули в яєчниках ссавців. Він працював із забитими коровами і свинями. Щоб витягнуті з них яєчники було легше різати, він варив ці репродуктивні органи в окропі. Також, до речі, чинив і великий Леонардо да Вінчі з очними яблуками людських трупів, коли вивчав анатомію органів зору. Підвищена температура викликала денатурацію білків, внаслідок чого фолікули перетворювалися на білі кульки. Такий же процес відбувається при варінні курячих яєць. Не дивно, що де Грааф вважав виявлені ним фолікули саме яйцями тварин. Тепер-то ми знаємо, що фолікул - це своєрідна камера, стінки якої утворені особливими допоміжними клітинами. Всередині цієї камери відбувається дозрівання майбутньої яйцеклітини, яка набагато менше самого фолікула.

Проте по-справжньому розібратися з яйцеклітинами ссавців вдалося лише два століття по тому великому Карлу фон Беру (1792-1876), естонцю німецького походження, з 1834 р. працював бібліотекарем в Санкт-Петербурзької Академії наук. Він намагався відповісти на, здавалося б, просте питання: з чого починається саме ранній розвиток зародків тварин і людини? Де витоки процесу, який призводить до появи на світ новонародженого істоти? Численні досліди і спостереження переконували його: початковою точкою такого розвитку завжди є одна-єдина клітина жіночого організму! 1 травня 1872 Бер проголосив на латині (тоді так було прийнято) великий біологічний закон: «Omne vivum ex ovo» - «Все живе з яйця» . При цьому він мав на увазі не яйце, а саме яйцеклітину, просто на латині для неї не було більш адекватного терміна. Беру пощастило - його видатні наукові заслуги були визнані ще за життя. Російська Академія наук вибила в його честь медаль з латинським написом «Orsus ab ovo hominem homini ostendit» - «почати з яйця, він показав людині його самого» .

Спостереження і відкриття Бера були вірні, хоча інформація тільки про зовнішній будові яйцеклітини і сперматозоїдів ссавців ніяк не допомагала вирішити загадку визначення статі зародків у людини. Зовні все яйцеклітини були однакові, так само як і всі спермії. Для того щоб відповісти на питання, чим саме визначається розвиток зародків по жіночому або чоловічому шляху, дослідникам довелося пройти довгий шлях, повний дивовижних відкриттів. Зокрема, вони виявили в ядрах клітин, які діляться компактні тіла - хромосоми, і з'ясували, що саме вони є сховищами спадкових задатків.

На самому початку другої половини XX в. вченим вдалося довести, що всі 46 хромосом людини можна розбити на дві групи. Велику з них складають парні соматичні хромосоми, що не мають ніякого відношення до визначення статі. У другу групу входить всього одна пара статевих хромосом. Останні трохи відрізняються за зовнішнім виглядом один від одного, тому кілька умовно їх стали називати X-хромосомою і Y-хромосомою.

При утворенні статевих клітин у процесі редукційного поділу (мейозу) число хромосом зменшується вдвічі. У результаті кожна майбутня яйцеклітина несе по однієї статевої X-хромосомі. У цьому плані все яйцеклітини однакові. Сперматозоїди, навпаки, поділяються на дві групи. Одні з них містять X-хромосому, а інші - Y-хромосому. Стать майбутньої зародка та новонародженого визначається тим, сперматозоїд якого типу встигне першим досягти яйцеклітини і запліднити її. Якщо це буде сперматозоїд з X-хромосомою, на світ з'явиться особина жіночої статі. В іншому випадку запліднена яйцеклітина буде володіти хромосомним набором XY, і з неї розвинеться чоловіча особина.

Описаний механізм визначення статі у ссавців і людини представляється дуже простим, його зазвичай без проблем засвоюють учні в старших класах школи на уроках генетики. Однак це простота оманлива. Справді, уявіть собі запліднену яйцеклітину людини з хромосомами XY. Ну і що? Які процеси повинні відбуватися потім для того, щоб через дев'ять місяців акушерка могла повідомити благополучно народила мамі: «У вас хлопчик» ? Іншими словами, як X-і Y-хромосоми впливають на майбутній стать дитини? Чи існують окремі «гени сексуальності» , дією яких стать і визначається?

Бути може, це гени, що кодують чоловічі і жіночі статеві гормони тестостерон і естрадіол? Навряд чи. По-перше, ці гормони - зовсім не білки, а значить, їх структура в ДНК безпосередньо закодованою бути не може. По-друге, добре відомо, що і чоловічі, і жіночі статеві гормони одночасно є і у чоловіків, і у жінок. Справа тільки в співвідношенні концентрацій цих біологічно активних речовин.

Загалом, як бачите, питання з визначенням статі не так простий, яким він може здатися на перший погляд. Спробуємо розібратися в цій заплутаній історії та простежимо, як розвивається зародок людини і що відбувається при цьому з його статевими клітинами, статевими залозами і органами.

Благополучно запліднена яйцеклітина приступає до поділу. У результаті незабаром утворюється невеликий кулька з клітин, доля яких вже визначена і зовсім різна. Частина з них незабаром утворює власне майбутній зародок, а частина перетворюється в його оточення - трофобласт. Клітинний клубочок - майбутнє немовля - виявляється закритим усередині капсули трофобласта, немов рослинний зародок всередині шкаралупи жолудя або каштана. Тонка клітинна стінка трофобласта «вплавляется» в стінку матки, утворюючи з нею щільне зчеплення. Надалі саме в цьому місці утворюється досить складне утворення - плацента - своєрідний «пропускний пункт» на шляху поживних речовин, що надходять з тіла матері в тіло плоду.

Через 24 дні після запліднення у людського зародка вже можна виділити кілька десятків (зазвичай 30-50) стовбурових статевих клітин, тобто клітин, при розподілі яких у майбутньому утворюються всі статеві клітини дорослого організму. У кролика таких стовбурових клітин ще менше - всього 6-8. До слова сказати, існують організми, наприклад деякі крихітні нематоди, розвиток яких біологи вивчили досконально. У такій ситуації можна впевнено ткнути пальцем в одну-єдину клітину і сказати: «З неї пізніше вийдуть всі статеві клітини хробака» . Чи можна бути настільки ж упевненим у разі людини - неясно. Однак, швидше за все, така єдина статева клітина-прародителька все ж існує. Просто знайти її нелегко.

Доля стовбурових статевих клітин людини залежить від статі новонародженого, але про це трохи пізніше. Поки ж, на ранніх стадіях розвитку, різницю між майбутніми яйцеклітинами і сперматозоїдами помітити не вдається. Більш того, ці майбутні статеві клітини знаходяться у зародка в зовсім невідповідному місці, і їм ще тільки належить опинитися там, де треба, тобто в майбутніх статевих залозах. Саме в майбутніх, оскільки поки їх і залозами-то назвати не можна - вони являють собою так звані статеві складки, тобто групи клітин, з яких з часом розвинуться насінники або яєчники. Однак доля цих складок уже вирішена, і вони впевнено виділяють аттрактивні речовини, які приваблюють до себе за градієнтом концентрації стовбурові статеві клітини. Останні ж буквально заповзають в місця своєї майбутньої постійної дислокації, активно «колонізуючи» статеві складки. До речі, подібний термін «колонізація» в даному випадку офіційно прийнятий в медичній та ембріологічною літературі.

До другого місяця ембріонального розвитку зачатки статевих залоз з розташованими всередині стовбуровими статевими клітинами і у майбутніх хлопчиків, і у майбутніх дівчаток виглядають однаково. Відмінності починають проявлятися трохи пізніше. У цей час у людського ембріона існують дві пари зачатків майбутніх внутрішніх статевих органів - так звані вольфови і мюлерові канали, названі так за прізвищами біологів, які вперше їх описали. У риб парні вольфови протоки є сечоводами, по них віддаляються продукти обміну речовин. У більш високоорганізованих істот, на зразок рептилій, птахів і ссавців, вольфови протоки перетворюються на семяпроводи. Мюлерові канали історично також пов'язані з видільної системою древніх хребетних. У ссавців вони перетворюються на статеві протоки жіночої видільної системи, зокрема, в яйцепроводи і в зачаток матки.

Хромосомы и пол

Процес запліднення:

а-г - проникнення сперматозоїдів в яйцеклітину;

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар