I n v

e s

t i c

e d

o r

o z

v o

j e

v z

d ě

l áv

án

í

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

Inovace studia molekulárnía buněčné biologie

reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354

I n v

e s

t i c

e d

o r

o z

v o

j e

v z

d ě

l áv

án

í

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

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 áv

án

í

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

Chromozomové základy dědičnosti

Cytologické základy dědičnosti.Dělení buněk. Rozmnožování organismů.

Dana Šafářová

I n v

e s

t i c

e d

o r

o z

v o

j e

v z

d ě

l áv

án

í

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

Cíl přednášky: Seznámení se s dělnímbuněk, 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.

Dělení buněk• Ekvační dělení = mitóza

– Rovnoměrné dělení buňky, zachování genetickéinformace, 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 buňkyInterfáze

• Fáze: ProfázePrometafáze

MetafázeAnafázeTelofáze

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 jednochromatidovýchchromozomů k pólům buňky

• Telofáze Rekonstituce jádra-Tvorba jadérka, jadernémembrány-Rozvolnění chromozomů

Ekvační dělení = mitóza

• Cytokineze Rozdělení buňky- Rozdělení

cytoplazmatických organel, cytoplazmy

- Rozdělení buňky ve dvě:= fragmoplast / buněčnápřepážka= zaškrcení

Ekvační dělení = mitóza

Mitóza

Blastula síha

Profáze

Metafáze

Anafáze

Telofáze

Kořenová špička cibule

Prometafáze

Cytokineze

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 dělenívstup: 1 diploidní buňka

Profáze- Leptotene- Zygotene- Pachytene (crossing-over)- Diplotene- Diakineze

MetafázeAnafázeTelofáze

produkt: 2 haploidní buňky

Meióza – 1. heterotypické dělenívstup: 1 diploidní buňka

Profáze- Leptotene- Zygotene- Pachytene- Diplotene- Diakineze

Spiralizace chromatinu- Přikládání homologních

chromozomů /synaptonemálníkomplex

- Crossing-over / výměna mezi nesesterskými chromatidami

- chiazmata / terminalizace- Rozpad jadérka, jaderné

membrány- Upínání vřeténka

Meióza – 1. heterotypické dělenívstup: 1 diploidní buňka

Profáze- Leptotene zahájení spiralizace chromatinu

Meióza – 1. heterotypické dělenívstup: 1 diploidní buňka

Profáze- Leptotene zahájení spiralizace chromatinu- Zygotene Přikládání homologních chromozomů

Tvorba synaptonemálního komplexu

Meióza – 1. heterotypické dělenívstup: 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 homologníchchromozomů

Crossing-over

Meióza – 1. heterotypické dělenívstup: 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 dělenívstup: 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 chiazmatRozpad jaderné membrány a jadérka, upínání delícího vřetenka

Metafáze

- Uspořádání chromozomův 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

Meióza – 1. heterotypické dělení

Porovnání Meioza I / Mitóza

Meióza

• 2. homeotypické dělenívstup: 2 haploidní buňkyprodukt: 4 haploidní buňky

ProfázeMetafázeAnafázeTelofáze

Meioza• Megasporogeneze- Diktyoten

- Oogonium -> primární oocyt

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

- Zárodečný vak

•Mikrosporogeneze

Spermatogonia-> primární

spermatocyt -> sekundární

spermatocyt -> spermatidy -> spermatozoa

Pylová zrna / spermie

Buněčný cyklus

• G1 fázeG1 checkpoint

• S fáze• G2 fáze

G2 checkpoint• M fáze

M fáze

G1 fáze

S fáze

G2 fáze

1953 – Howard+ Pelce

Buněčný cyklus

M fáze

G1 fáze

S fáze

G2 fáze

2n2C

2n2C

2n4C

2n4C

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