Inovace studia molekulární. a buněčné biologie

Investice do rozvoje vzdělávání

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Investice do rozvoje vzdělávání

Předmět: KBB/OGPSB

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Investice do rozvoje vzdělávání

Chromozomové základy dědičnosti Cytologické základy dědičnosti. Dělení buněk. Rozmnožování organismů. Dana Šafářová

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Investice do rozvoje vzdělávání

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.

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

Ekvační dělení = mitóza • Standardní dělení somatické buňky Interfáze • Fáze:

Profáze Prometafáze Metafáze Anafáze Telofáze Cytokineze

Ekvační dělení = mitóza • Interfáze

-„Klidová“ fáze - Rozvolněné chromozomy, max. terciérní struktura

Ekvační dělení = mitóza • Profáze

- Spiralizace chromozomů - Centriol/centrosom – organizace dělícího vřeténka - Tvorba dělícího aparátu: = astrosféra, polární a kinetochorová vlákna - Rozpad jadérka - Rozpad jaderné membrány

Ekvační dělení = mitóza • Prometafáze

upínání dělícího vřeténka v oblasti kinetochoru / kinetochorová vlákna

kinetochor

Ekvační dělení = mitóza • Metafáze

- Uspořádání chromozomů v

ekvariální rovině, tahem dělícího vřeténka

Ekvační dělení = mitóza • Anafáze

Ekvační dělení = mitóza Anafáze

- Rozchod jednochromatidových chromozomů k pólům buňky

Ekvační dělení = mitóza • Telofáze

Rekonstituce jádra -Tvorba jadérka, jaderné membrány -Rozvolnění chromozomů

Ekvační dělení = mitóza • Cytokineze

Rozdělení buňky - Rozdělení cytoplazmatických organel, cytoplazmy - Rozdělení buňky ve dvě: = fragmoplast / buněčná přepážka = zaškrcení

Mitóza Profáze Prometafáze Metafáze

Anafáze

Telofáze

Blastula síha

Cytokineze

Kořenová špička cibule

http://www.youtube.com/watch?v=s1ylUTbXyWU

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

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

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

Meióza – 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka

Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu

Meióza – 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka

Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu - Zygotene Přikládání homologních chromozomů Tvorba synaptonemálního komplexu

Meióza – 1. heterotypické dělení vstup: 1 diploidní buňka

Profáze - Leptotene zahájení spiralizace chromatinu - Zygotene Přikládání homologních chromozomů Tvorba synaptonemálního komplexu - Pachytene Crossing-over/rekombinace

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

Crossing-over

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

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

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

Meióza – 1. heterotypické dělení Anafáze

Rozchod dvouchromatidových chromozomů - Redukce počtu chromozomů / Realizace 3. Mendelův zákona

Meióza – 1. heterotypické dělení Telofáze • Rekonstituce jader • Vznik haploidních buněk

produkt: 2 haploidní buňky

Porovnání Meioza I / Mitóza

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

Meioza • Megasporogeneze - Diktyoten

• Mikrosporogeneze

- Oogonium -> primární oocyt (Graafův folikul) - -> sekundární oocyt - -> Vaječná buňka - Pólová tělíska

Spermatogonia -> primární spermatocyt -> sekundární spermatocyt -> spermatidy -> spermatozoa

- Zárodečný vak

Pylová zrna / spermie

Buněčný cyklus 1953 – Howard+ Pelce

• G1 fáze G1 checkpoint • S fáze • G2 fáze G2 checkpoint • M fáze

M fáze G2 fáze

G1 fáze

S fáze

Buněčný cyklus Vztah ploidie (n) a Obsahu jaderné DNA (C)

M fáze G2 fáze

2n 4C 2n 4C

S fáze

G1 fáze

2n 2C 2n 2C