Człowiek, rozmnażanie, etapy życia

UKŁAD ROZRODCZY CZŁOWIEKA
Kobieta
Jajnik->Jajowód->Macica->Pochwa->Przedsionek pochwy->Wargi sromowe->Łechtaczka
Mężczyzna
Moszna->Jądro->Najądrze->Nasieniowód->Pęcherzyki nasienne->Gruczoł krokowy->Prącie

OKREZ DOJRZEWANIA POKWITANIA
Dojrzewanie ośrodkowego układu nerwowego-pełne uruchomienie wydzielania hormonów przez układ podwzgórze-przysadka-gonada(jądra lub jajniki)
Kobieta 12-14 lat
-dojrzewanie gonad żeńskich
-tworzenie komórek rozrodczych=oogeneza
-wydzielanie endogenów
Mężczyzna 17-18
-dojrzewanie gonad męskich
-tworzenie komórek rozrodczych=spermatogeneza
-wydzielanie androgenów
PIERWSZO I DRUGO RZĘDOWE CECHY PŁCIOWE
Kobieta
1 jajniki i narządy rozrodcze
2.rośnięcie piersi, poszerzenie miednicy, char rozrost tkanki tłuszczowej, owłosienie w okolicy łonowej.
Mężczyzna
1.jądra i narządy płciowe
2.zarost na twarzy, rozwój mięśni szkieletowych, mutacja, owłosienie w okolicy łonowej
ONTOGENEZA
I Okres Prenatalny= rozwój wewnątrzmaciczny 266 dni
• embrionalny= zarodkowy 8 tygodni (występuje tu organogeneza czyli powstanie listków zarodkowych)
• płodowy od 9 tygodnia do urodzenia

II Okres Postnatalny= rozwój pozapłodowy
• noworodek do 28 dni
• niemowlę do 1 roku
• poniemowlecy do 3 roku
• przeczkolny do końca 6 roku
• wczesnoszkolny 7-10/12 = faza obojętno płciowa
• dojrzewanie 10/12 do 15/16 roku
• młodzieńczy od 15/16 do 20 roku życia = wiek fizjologiczny

Okres Stabilizacji- kończy się z produkcją odpowiednich hormonów
• Andropauza- mężczyźni 50-55 rok
• Menopauza -kobiety 45-50 rok (ustaje rozrodczość)

Okres Regresji
• Wiek podeszły 60 lub 65 lat
• Starość późna ok. 75 lat
• Długowieczność po 90 roku życia
• Max wieku 90-120 lat


Ontogeneza – inaczej rozwój osobniczy człowieka – jest zespołem powiązanych z sobą procesów morfologicznych kształtujących organizm i osobowość człowieka od chwili powstania zygoty do końca życia.Za początek ontogenezy część naukowców uważa już proces powstania komórek rozrodczych(gamet).Okres ten trwający od chwili zapłodnienia zwany jest przed zarodkowym.

I Faza jaja płodowego od zapłodnienia do 4 tygodnia
 BRUZDKOWANIE trwa ok. 5-6 dni
Bruzdkująca zygota przemieszcza się w dół jajowodu w kierunku macicy.Początkowa faza rozwoju zarodkowego, podziały mitotyczne zygoty prowadzące do zwiększenia ilości komórek (blastomerów). Podziały następują po sobie szybko i w rezultacie kolejne powstające komórki są coraz mniejsze.
Efektem bruzdkowania jest
morula(32 komórki), z której następnie powstaje
blastula(blastocysta-jajo płodowe-pęcherzyk). Bruzdkowanie może być spiralne (u pierwoustych ukośnie ułożone wrzeciona kariokinetyczne) lub proste (u wtóroustych wrzeciona ułożone prosto).
 IMPLANTACJA po 6-9 dniach –jajo ze 100 komórek
Jest to zagnieżdżenie się w ścianie macicy jaja. Jajo przedostaje się do macicy tam komórki zewnętrzne=trofoblasty wydzielają enzymy które nadtrawiają macice.
 GASTRULACJA w 12 dniu
Nastaje tu proces organogenezy czyli tworzenie się trzech listków zarodkowych i błon płodowych.
LISTKI ZARODKOWE:
 Ektoderma -> naskórek, gruczoły, układ nerwowy, rdzeń nadnerczy, elementy oczu
 Mezoderma -> tkanki łączne(chrzęstna, limfa, krew, kostna), mięsnie, nerki, kora nadnercza
 Endoderma -> układ pokarmowy, oddechowy, trzustka, wątroba, tarczyca

BŁONY PŁODOWE
 Kosmówka-> zewnętrzna błona płodowa zbudowana z ektodermy i mezodermy, osłaniająca ciało zarodka i pozostałe błony płodowe: owodnię, omocznię i pęcherzyk żółtkowy.
 Owodnia-> powstaje z ektodermy i mezodermy. Otacza płód pęcherzem płodowym stanowiącym szczelnie zamknięty worek wypełniony płynem. Płyn ten nazywany jest płynem owodniowym (wody płodowe) i tworzy on środowisko życia wewnątrzmacicznego. Umożliwia płodowi nie tylko swobodne poruszanie się w łonie matki, ale również stanowi pewnego rodzaju amortyzator chroniąc płód przed urazami. Poza tym zabezpiecza płód przed wysychaniem, wahaniami temperatury jak również izoluje dziecko przed silnymi bodźcami docierającymi ze świata zewnętrznego np. głośnymi dźwiękami. Owodnia stanowi również barierę dla drobnoustrojów znajdujących się w pochwie.
 Omocznia-> rozwija się między owodnią i kosmówką. Gromadzi zbędne produkty przemiany materii zarodka.

II Faza Okres rozwoju zarodkowego 4-8 tydzień
Ustala się symetria ciała, pierwotne narządy
• 18-28 dzień układ nerwowy
• 22 dzień zawiązki nerek
• 24 dzień praca serca
• 40 dzień funkcjonowanie mózgu
• 8 tydzień KOŃCZY SIĘ ROZWÓJ ZARODKA

III Faza rozwoju płodowego po 8 tygodniu
Intensywny wzrost płodu i wykształcenie się narządów ostatecznych. Kontakt płodu z matką jest utrzymywany za pomocą łorzyska.
3 miesiąc -można określić płeć płodu, zanik struny grzbietowej;
4 miesiąc - pojawiają się rysy twarzy, widać oczy, uszy i nos, różnicowanie płatów mózgowych;
5 miesiąc - kobieta może wyczuć ruchy płodu, który swobodnie porusza się w owodni;
6 miesiąc - skóra jest pomarszczona, wykształcają się brwi i rzęsy;
7 miesiąc - można zaobserwować u płodu odruchy chwytania i ssania, większość ciała okryta lanugo;
8-9miech - skórę pokrywa werniks, na głowie pojawiają się włosy; po przyjściu na świat noworodek waży ok..3 kg i mierzy ok. 52 cm;

Łożysko (łac. placenta) — przejściowy narząd płodowy, który tworzy się dzięki kosmkom kosmówki zagłębiających się w ścianie macicy, łączących się z błoną ściany tego narządu. Za pomocą łożyska zarodek otrzymuje z krwi matki pokarm i tlen, a oddaje dwutlenek węgla oraz zbędne produkty przemiany materii.W tworzeniu łożyska bierze udział m.in. kosmówka (zewnętrzna błona płodowa). U człowieka łożysko powstaje w 12 tyg. ciąży z tkanki łącznej błony śluzowej macicy (część matczyna) oraz z zewnętrznej warstwy komórek otaczających zarodek. Od strony matczynej łożysko składa się z wielu zrazików, od strony płodowej jest gładkie.Krew matki i płodu nie miesza się, ale do krwi płodu mogą się przedostać dzięki łożysku (za pomocą splotu naczyń krwionośnych - pępowiny) składniki odżywcze, witaminy, przeciwciała, wirusy, składniki antybiotyków.
PORÓD
Rytmiczne skurcze macicy i mięśni brzucha przesuwają Płud w dół macicy i rozrywają owodnię, zanika tętno w pępowinie.
-odejście wód płodowych
-poród właściwy
-poród łożyska

PODZIAŁY KOMÓRKOWE
Mitoza jest rozdzieleniem DNA, które zostało zreplikowane w okresie interfazy poprzedzającej mitozę. Okres interfazy jest zwykle dzielony na trzy fazy: faza G1 (presyntezy) faza S (syntezy DNA) oraz faza G2 (postsynteza), która poprzedza początek mitozy. Długość tych faz jest bardzo różna zależnie od rodzaju komórek, warunków obserwacji, temperatury, itp.
Podział komórkowy, czyli mitoza, składa się z dwóch procesów: podziału jądra, czyli kariokinezy i podziału cytoplazmy, czyli cytokinezy. Ze względu na umiejscowienie genów w chromosomach interesować nas będzie głównie podział jądra, czyli kariokineza. Mitoza jest najpowszechniejszym typem podziału jądra komórkowego i jest procesem charakterystycznym do komórek eukariotycznych. Mitoza jest stosunkowo prostym podziałem, który w zdumiewająco precyzyjny sposób dzieli chromosomy, dzięki czemu każde jądro potomne otrzymuje dokładnie taką samą informacje genetyczną , jaką miała komórka macierzysta , czyli rodzicielska.
Mitoza zwykle dzieli się na cztery okresy
• Profaza – sygnalizują ją pojawiające się chromosomy. Każdy z nich składa się z jednakowych części – chromatyd. Chromatyny jednego chromosomu są ze sobą ściśle połączone centromerami. Część centromeru stanowi tzw.kinetochor , struktura , do której później dołączone zostaną włókna wrzeciona podziałowego.
W czasie profaza jąderko zaczyna się rozpraszać, aż wreszcie zanika . Jednocześnie pęka otoczka jądrowa i chromosomy zostają zepchnięte w centralną część komórki. Ruch organelli cytoplazmatycznych w czasie profaza jest dość przypadkowy.
• Metafaza - polega na uporządkowaniu ułożenia chromosomów . Przyłączając się do przewężeń pierwotnych włókienka wrzeciona podziałowego przesuwają chromosomy w strefie tzw. Równikowej, gdzie tworzy się płytka metafazowa. Pod koniec metafazy następuje skręcanie włókienek wrzeciona podziałowego. Wskutek tego pojawiają się siły ciągnące chromatydy w przeciwne strony. Doprowadza to do pęknięcia centromerów i rozpadu każdego chromosomu na dwie odtąd zwane chromosomami potomnymi.
• Anafaza – zaczyna się w momencie pęknięcia ostatniego centromeru i jest to faza wędrówki chromosomów potomnych do przeciwległych biegunów komórki. Spowodowane jest to głównie kurczeniem się wrzeciona kariokinetycznego.Rozchodzące się do przeciwległych biegunów komplety pojedynczych chromosomów „popychają” przed sobą organelle komórkowe. Zostają one rozdzielone mniej więcej na dwa równe zespoły. Gdy wędrujące grupy chromosomów potomnych osiągają maksymalne oddalenie, rozpoczyna się telofaza.
• Telofaza i towarzysząca jej zwykle cytokineza – w tym czasie dookoła dwóch grup chromosomów tworzone są otoczki jądrowe, zaś chromosomy ulegają despiralizacji do chromatyny. Nieco później wokół organizatorów jąderktwórczych powstają jąderka. W komórce powstają więc dwa jądra potomne o takiej samej jak macierzyste liczbie chromosomów i ilości DNA. Telofaza bardzo przypomina „odwróconą profaza „
Mejoza, jest to podział jądrowy prowadzący do redukcji ilości chromosomów do połowy w stosunku do komórki wyjściowej. Mejoza składa się z dwóch ściśle ze sobą sprzężonych podziałów: I i II podziału mejotycznego. U zwierząt podziały mejotyczne zachodzą przed wytworzeniem gamet męskich i żeńskich w gruczołach płciowych, czyli gonadach. Przebieg mejozy, przynajmniej w ogólnych zarysach, jest u wszystkich organizmów, u których ona występuje bardzo podobny. Może się jedynie różnić w szczegółach, w zależności od typu organizmu i rodzaju komórek. U zwierząt tylko jedna komórka w wyniku dwóch podziałów mejotycznych tworzy komórkę jajową, podczas gdy pozostałe produkty podziałów mejotycznych dają, zanikające ciałka kierunkowe. Mejoza jest także źródłem genetycznego zróżnicowania organizmów, ponieważ podczas niej dochodzi do mieszania się informacji genetycznej.
Mejoza dzieli się na :
• Profaza I - jest najdłuższym stadium. W tym czasie komórka rośnie i syntetyzuje materiały odżywcze. Chromosomy przyjmują często niezwykłe kształty. W profazie I ma miejsce koniugacja chromosomów i crossing- ver, a także jeszcze inne charakterystyczne zdarzenia, znane z profazy mitotycznej. Tworzy się wrzeciono podziałowe, w komórkach zwierzęcych pary centrioli przemieszczają się do biegunów, a w rejonie astrosfery formują się promieniście ułożone mikrotubule. W późnej profazie I zanika otoczka jądrowa. Chromatydy siostrzane są nadal ułożone ściśle jedna obok drugiej. Zanika natomiast zespolenie chromosomów homologicznych, a ich centromery (i kinetochory) oddzielają się. Chromosomy homologiczne połączone są teraz ze sobą tylko w rejonach zwanych chiazmami, w których nastąpiła wymiana fragmentów DNA między chromatydami (crossing-over). Obecność chiazm nadaje tetradom charakterystyczny kształt litery X. Profaza I kończy się, gdy tetrady lokują się w płaszczyźnie równikowej komórki.
• Metafaza I – rozwijające się od leptotenu włókna wrzeciona podziałowego przyłączają się do centromerów i układają całe biwalenty w płaszczyźnie równikowej. Stopniowy skurcz włókien wrzeciona podziałowego prowadzic do rozrywania wszystkich chiazm. Peknięcie ostatniej z nicj jest oznaką końca tej fazy. Jest to najkrótsze stadium pierwszego podziału.
• Anafaza I – skręcające się włókna wrzeciona kariokinetycznego odciągają chromosomy homologiczne do przeciwległych biegunów komórki. Tak więc, z każdego biwalentu jeden chromosom „idzie” do jednego bieguna, a drugi do drugiego. W momencie , kiedy grupy chromosomów osiagają maksymalne oddalenie , anafaza kończy się.
• Telofaza I – wokół grup chromosomów odtwarzana jest otoczka jądrowa, pojawia się także jąderko. Chromosomy częściowo ulegają despiralizacji. Teraz następuje cytokineza. Należy dodać , że w niektórych mejozach telofaza I nie występuje i wówczas po anafazie I bezpośrednio następuje profaza II.

Bilans pierwszego podziału :

1. Powstały dwie jednojądrowe komórki
2. każda komórka posiada losowo segregowane, po jednym z każdej pary, chromosomy. Oznacza to zmniejszenie liczby chromosomów z 2n do n.
3. Część chromosomów zawiera chromatydy zrekombinowane.
4. Każdy chromosom w jądrach potomnych jest podwójny
5. Mamy w każdym jądrze po n chromosomów , ale są one podwójne.
6. W pierwszym cyklu podziałowym ma miejsce rekombinacja.
Drugi cykl podziałowy nazywamy podziałem homotypowym , ponieważ formalnie nie zmienia się liczba chromosomów. Morfologicznie przypomina zwykłą mitozę. Jeśli założyć, że nie poprzedzi go replikacja DNA, to podział ten w każdym z jąder doprowadzi do rozdziału chromosomów na chromatydy , czyli do zmniejszenia liczby „c” z 2c do c. Faktycznie, nawet jeśli pomiędzy cyklami podziałowymi nastąpi krótka INTERFAZA , to nigdy nie będzie w niej zachodziła replikacja DNA. Przebieg drugiego cyklu podziałowego przedstawia się następująco:
• Profaza II – jest krótka i w obu jądrach potomnych identyczna. Sygnalizuje ją grubienie chromosomów oraz wzmożone tworzenie włókien wrzeciona kariokinetycznego. Pod koniec , w stadium kontrakcji, zanikają jąderka i pękają otoczki jądrowe.
• Metafaza II – wrzeciono podziałowe ustawia chromosomy w płytce metafazowej i zaczyna rozrywać centromery. Pęknięcie ostatniego centromeru oznacza koniec tej fazy.
• Anafaza II – do przeciwległych biegunów wędrują teraz połówki wszystkich chromosomów , czyli chromatydy albo chromosomy potomne. Zwykle w tym czasie zaczyna się w każdej komórce cytokineza – powstają cztery komórki.
• Telofaza II – wokół każdej z czterech grup chromosomów odtwarzana jest otoczka jądrowa, pojawiają się jąderka , a chromosomy ulegają despiralizacji.

Skutkiem drugiego podziału mejotycznego jest :

1. Zwiększenie liczby jąder potomnych do czterech
2. Utrzymanie , zmniejszonej po pierwszym podziale do n, liczby chromosomów
we wszystkich komórkach.
3. Zmniejszenie ilości DNA z 2c do c poprzez podział chromosomów na
chromatydy
4. Komórki potomne posiadają pojedyncze chromosomy typu
niezrekombinowanego (tzw. rodzicielskie ,macierzyste) i zrekombinowanego
(wymieszane) . Jaki chromosom do jakiego jądra trafi , to sprawa przypadku.
W sumie więc powstaje losowy zestaw chromosomów , co jest źródłem
różnorodności w świecie organizmów żywych ( zwłaszcza , jeśli dodasz do tego
łączenie się dwóch różnych komórek rozrodczych)

POJĘCIA
Kariokineza- podział jądra
Cytokineza-podział cytoplazmy
Kod genetyczny-to zasada, reguła, według której informacja genetyczna, zawarta w sekwencji nukleotydów kwasu nukleinowego (DNA lub RNA), w komórkach wszystkich organizmów może ulegać "tłumaczeniu" na kolejność (sekwencję) aminokwasów w ich białkach (w procesie biosyntezy białek czyli translacji).
Gen-podstawowa jednostka dziedziczności, która determinuje powstanie jednego polipeptydu lub kwasów rRNA lub tRNA. odcinek DNA nadający komórce zdolność do tworzenia jakiegoś RNA (różnych mRNA, tRNA, rRNA i in.), a pośrednio kodujący zwykle także jakieś białko (za pośrednictwem mRNA; mRNA określa budowę określonego białka, a tRNA i rRNA to cząsteczki pomocnicze uczestniczące w tworzeniu białek kodowanych w różnych mRNA; poszczególne rodzaje ogromnie zróżnicowanych cząsteczek mRNA zakodowane są w różnych genach).
Fenotyp- to najogólniej mówiąc zespół cech organizmu, włączając w to nie tylko morfologię, lecz również np. właściwości fizjologiczne, płodność, zachowanie się, ekologię, cykl życiowy, zmiany biologiczne, wpływ środowiska na organizm. Fenotyp jest ściśle związany z genotypem, bowiem to właśnie oddziaływanie między genotypem a środowiskiem daje fenotyp. Dlatego ten sam genotyp może dać różne fenotypy w różnych środowiskach (tzw. plastyczność fenotypowa), lub odwrotnie - mimo odmiennych genotypów uzyskać ten sam fenotyp.
Genotyp- zespół genów danego osobnika warunkujących jego właściwości dziedziczne. Jest to sparowany układ alleli (często myli się go z genomem, czyli składem genetycznym danego organizmu). Można go wyrazić symbolicznie za pomocą oznaczeń aa, AA lub Aa, gdzie aa i AA oznaczają homozygotę pod względem tego genu, a Aa oznacza heterozygotę.
Kariotyp-kompletny zestaw chromosomów komórki somatycznej organizmu. Kariotyp jest cechą charakterystyczną dla osobników tego samego gatunku, tej samej płci oraz dotkniętych tymi samymi aberracjami chromosomowymi (albo całkowicie zdrowymi). W kariotypie wyróżnia się autosomy (chromosomy nie różniące się u osobników różnych płci, u człowieka 22 pary) oraz chromosomy płci.Kariotyp przedstawiany jest graficznie na idiogramach, zwykle w czasie metafazy mitozy, jako wynik badania cytogenetycznego
Zapłodnienie-połączenie się jąder komórek rozrodczych (kariogamia komórki rozrodczej męskiej i żeńskiej) w wyniku czego powstaje nowa komórka nazywana zygotą. Zachodzi ona w górnej części jajowodu
Chromosom-Komórki somatyczne (tj. budujące organizm, czyli za wyjątkiem komórek płciowych - plemników i komórek jajowych) człowieka zawierają 46 chromosomy, z czego 44 to autosomy, a 2 to chromosomy płci - XX u kobiet, i XY u mężczyzn.
Mutacje-nagła, skokowa, bezkierunkowa, dziedzicząca się lub nie dziedzicząca, zmiana w materiale genetycznym organizmu.
Podział mutacji:
Ze względu na mechanizm wyróżnia się trzy główne rodzaje mutacji:
• mutacje genowe zwane także nukleotydowymi (zmiany na poziomie pojedynczych nukleotydów)
• chromosomowe (aberracje chromosomowe)
• mutacje genomowe dotyczące zmiany liczby chromosomów
Ze względu na fenotypowy efekt (z punktu widzenia określonej cechy) wyróżnia się:
• niekorzystne - powodują obniżenie zdolności organizmu do przeżycia
• obojętne - nie wpływają na organizm
• korzystne - pojawia się względnie rzadko. Przykładowo - u owada wskutek takiej mutacji pojawia się inne zabarwienie ochronne, które okazuje się skuteczniejsze w jego miejscu życia
• letalne - prowadzą do śmierci
• subletalne - prowadzą do upośledzenia organizmu
Uwaga: Mutacje mogą być niekorzystne (w danych warunkach), obojętne lub korzystne dla organizmu (np anemia sierpowata). Gdyby nie istniały mutacje ewolucja biologiczna byłaby niemożliwa.
Ze względu na możliwość dziedziczenia wyróżniamy:
• mutacje dziedziczne (powstają w komórce z której gen zostanie przekazany do potomstwa) może to być np pojedynczy plemnik czy komórka jajowa lub komórka z której rozwinie się cała linia komórek i z nich powstaną komórki rozrodcze)
• mutacje somatyczne. Powstające poza komórkami przekazywanymi na potomstwo. Stanowią główną masę mutacji często obserwowaną co najmniej proporcjonalną do masy komórek somatycznych. Najmniej dlatego że organy rozrodcze wykształcają mechanizmy zabezpieczające przed mutacjami, wolniejszy metabolizm lub np. chłodzenie jąder.
• Podklasą mutacji somatycznych są mutacje aDNA. Zachodzą szybciej po śmierci organizmu. Z reguły ilość zmian w aDNA jest tak ogromna że wtedy nie nazywane są już mutacjami a naturalnym procesem degradacji materii organicznej. Mimo to w sprzyjających warunkach aDNA może pozostać zmutowane na tyle mało że jest możliwy odczyt zawartej w nim informacji nawet po upływie wielu lat.
Hormon-związek chemiczny, tworzony przez gruczoły, przenoszony bezprzewodowo bezpośrednio do krwi